Fünf Entdeckungen über Autismus-Spektrum-Störung, die Wissenschaftler durch die Untersuchung von postmortem Hirngewebe gemacht haben.
Der folgende Artikel wurde zur Verfügung gestellt von Autismus BrainNet.
Wenn so viele Dienste und Interventionen benötigt werden, um Kinder und Erwachsene mit Autismus-Spektrum-Störung (ASD) zu unterstützen, fragen sich die Menschen vielleicht, warum es für Wissenschaftler wichtig ist, das Gehirn zu untersuchen., Tatsächlich ist das Gehirn das primäre Organ, das von ASD betroffen ist, und durch die Untersuchung, wie es sich bei autistischen Menschen entwickelt und funktioniert, können Wissenschaftler die Ursachen und Mechanismen von ASD besser verstehen und potenzielle Behandlungsziele finden.
Die menschliche Hirnforschung stützt sich häufig auf Methoden, die die Struktur und Funktion des Gehirns bei lebenden Individuen visualisieren. Diesen Ansätzen fehlt jedoch eine ausreichende Auflösung, um Änderungen auf der Ebene von Zellen und Molekülen zu erfassen — Hauptziele von ASD. Die einzige Möglichkeit, diese mikroskopischen Veränderungen im menschlichen Gehirn zu untersuchen, besteht in der Untersuchung des postmortalen Hirngewebes.,
Autism BrainNet (ehemals Autism Tissue Program) ist ein kollaboratives Netzwerk von Universitäten und wissenschaftlichen Einrichtungen, das darauf abzielt, ein besseres Verständnis der Autismus-Biologie zu fördern, indem die Erforschung von Hirngewebe erleichtert wird, das von Personen mit ASD gespendet wird. Dank Autismus BrainNet und anderen Organisationen haben Studien des postmortalen Hirngewebes zu vielen Entdeckungen über das „Innere“ des ASD-Gehirns geführt.
Dies sind fünf (von vielen) jüngsten Befunden:
- Weniger oder mehr Neuronen., Im Vergleich zu typischerweise sich entwickelnden Individuen hat das Gehirn autistischer Menschen je nach untersuchter Region und Alter des Spenders weniger oder mehr Neuronen. Die Verteilung der Neuronen ist ebenfalls unterschiedlich, wobei einige Gehirnregionen Neuronen enthalten, die dichter gepackt sind, und andere Neuronen mit größerem Raum zwischen ihnen enthalten1., Da die Anzahl und Verteilung von Neuronen im Gehirn während der frühen Gehirnentwicklung bestimmt wird, glauben Wissenschaftler, dass Veränderungen in der Menge und Dichte von Gehirnzellen Anomalien widerspiegeln können, die auftreten, während sich das Gehirn noch bildet, obwohl unklar bleibt, wie diese zellulären Veränderungen mit ASD-Symptomen zusammenhängen.
- Verkabelung Unterschiede. Gehirnzellen sind miteinander verbunden und bilden Schaltkreise, die Signale an benachbarte und entfernte Regionen im Gehirn weiterleiten., Zellen der Großhirnrinde sind auch entlang enger Einheiten der Informationsübertragung oder „Minicolumns“ organisiert, bei denen Informationen sowohl innerhalb als auch über Spalten hinweg übertragen werden. Wissenschaftler fanden heraus, dass das autistische Gehirn im Vergleich zum Gehirn typischer sich entwickelnder Individuen mehr, aber kleinere Minicolumns aufwies2, ein faszinierender Befund, der mit neuen Gehirnspenden repliziert werden muss. Darüber hinaus hatten Individuen mit fragilem X, einem mit ASD assoziierten Zustand, Neuronen mit mehr „Stacheln“, die kleine, dornähnlich aussehende Strukturen sind, die Neuronen verwenden, um über chemische Signale zu „sprechen“ .3., Zusammen legen diese Ergebnisse nahe, dass das Gehirn von Menschen mit ASD unterschiedlich verdrahtet sein kann und dass zelluläre und molekulare Mechanismen, die die Informationsübertragung regulieren, verändert werden.
- Jenseits von Neuronen. Während Neuronen im Mittelpunkt vieler Forschungen zum Autismus-Gehirn standen, haben Studien zu postmortalem Gewebe dazu beigetragen, dass ein nicht-neuronaler Gehirnzelltyp namens „Microglia“ auch bei ASD wichtig sein kann., Mikroglia sind die im Gehirn ansässigen Immunzellen und erfüllen mehrere Funktionen, von der Unterstützung des Gehirns bei der Bekämpfung von Entzündungs-und Infektionszuständen bis hin zur Regulierung der neuronalen Kommunikation. Wissenschaftler haben herausgefunden,dass das Gehirn autistischer Individuen Veränderungen in der Form und Anzahl der Mikroglia aufweist4, 5,sowie Unterschiede in der Aktivität von Genen,die Mikroglia regulieren6, 7, 8., Diese Forschung liefert Hinweise darauf, dass sowohl neuronale als auch nicht-neuronale Zellen eine Rolle spielen, obwohl unklar bleibt, ob Veränderungen der Mikroglia eine primäre Ursache oder eine sekundäre Wirkung der Erkrankung sind.
- Es ist nicht nur Genetik: es ist die Epigenetik. Über 150 Gene wurden jetzt mit Autismus in Verbindung gebracht. Zusätzlich zu Genmutationen haben Wissenschaftler jedoch entdeckt, dass das Risiko für Autismus durch Veränderungen in einer „Schicht“ des Genoms, dem „Epigenom“, entstehen kann.,“Das Epigenom wird durch psychologische und chemische Umweltfaktoren ausgelöst, die Gene mehr oder weniger aktiv machen und wiederum die Proteinexpression verändern können. Viele epigenetische Mechanismen sind wichtig für die Entwicklung des Gehirns und machen diese molekularen Veränderungen daher besonders relevant und anfällig für neurologische Entwicklungsstörungen wie ASD. Dementsprechend haben mehrere Studien epigenetische Veränderungen im Hirngewebe autistischer Individuen gefunden9,10, sowie im Gehirn von Spendern mit Störungen im Zusammenhang mit Autismus, einschließlich Rett und 15 Duplikationssyndromen11,12., Einige dieser Änderungen waren einzigartig für jede Störung, aber andere wurden geteilt. Dies ist ein wichtiger Befund, da er darauf hinweist, dass diese Störungen zwar unterschiedliche genetische Ursachen haben können, jedoch gemeinsame molekulare Mechanismen aufweisen können. Diese Forschung ist daher doppelt wichtig, da sie zeigt, dass 1) das Zusammenspiel von Genen und Umwelt an ASD beteiligt ist und 2) gemeinsame molekulare Mechanismen neurologischen Entwicklungsstörungen mit unterschiedlichen genetischen Ursachen zugrunde liegen.
- Gemeinsame Mechanismen: ein Spektrum, innerhalb eines Spektrums., Klinische Symptome von ASD teilen Ähnlichkeiten mit anderen Neuroentwicklungs-oder psychiatrischen Erkrankungen, wie Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung, Zwangsstörung und Schizophrenie. Nur durch die Untersuchung des Gehirngewebes von Menschen mit diesen Erkrankungen bestätigten Wissenschaftler, dass diese Störungen ähnliche Muster der Genaktivität teilen.13 Dieser Befund kann die teilweise Überlappung der diagnostischen Merkmale und Verhaltensweisen erklären und ist besonders wichtig, da er allgemeine Ziele der Pathologie hervorhebt, die zur Identifizierung und Entwicklung von Interventionen genutzt werden könnten.,
Während diese und andere Erkenntnisse dazu beitragen, Fortschritte in der Autismus-Hirnforschung zu machen, bleiben viele Fragen offen. ASD ist bemerkenswert vielfältig in seinen genetischen Ursachen und klinischen Manifestationen. Es überrascht nicht, dass die Struktur und Funktion des ASD-Gehirns von Individuum zu Individuum unterschiedlich sein muss. Dies macht die Forschung äußerst herausfordernd und die einzige Möglichkeit für Wissenschaftler, verschiedene Formen von ASD vollständig zu verstehen, besteht darin, so viele Gehirne wie möglich zu untersuchen.
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