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Les neurologistes tracent le garde-porte sensoriel du cerveau dans le petit groupe sans précédent

Beaucoup de gens avec l'hypersensibilité sensorielle d'expérience d'autisme, les déficits d'attention, et la perturbation de sommeil. Une région du cerveau qui a été impliquée dans ces sympt40mes est le noyau réticulaire thalamique (TRN), qui est censé agir en tant que garde-porte pour l'information sensorielle circulant dans le cortex.

Une équipe de recherche de MIT et de l'institut grand du MIT et du Harvard a maintenant tracé le TRN dans le petit groupe sans précédent, indiquant que la région contient deux sous-réseaux distincts des neurones avec différents fonctionnements. Les découvertes pourraient offrir à des chercheurs plus d'objectifs spécifiques pour concevoir les médicaments qui pourraient alléger certaines du sensoriel, sommeil, et les sympt40mes d'attention de l'autisme, indique Guoping Feng, un des chefs de l'équipe de recherche.

L'idée est que vous pourriez très particulièrement viser un groupe de neurones, sans affecter le cerveau entier et d'autres fonctions cognitives. »

Guoping Feng, James W. et professeur de Patricia Poitras de la neurologie au MIT et d'un membre de l'institut de McGovern du MIT pour la recherche de cerveau

Feng ; Zhanyan Fu, directeur associé de la neurobiologie au centre de Stanley de l'institut grand pour la recherche psychiatrique ; et Joshua Levin, un chef supérieur de groupe à l'institut grand, sont les auteurs supérieurs de l'étude, qui apparaît aujourd'hui en nature. Les auteurs importants du papier sont postdoc ancien Yinqing Li de MIT, postdoc grand ancien Violeta Lopez-Huerta d'institut, et scientifique grand Xian Adiconis de recherches d'institut.

Populations distinctes

Quand l'entrée sensorielle des yeux, des oreilles, ou d'autres organes sensoriels obtient en nos cerveaux, elle va d'abord au thalamus, qui la transmet par relais alors au cortex pour le traitement de plus haut niveau. Les handicaps de ces circuits thalamo-corticaux peuvent mener aux déficits d'attention, l'hypersensibilité au bruit et d'autres stimulus, et les problèmes de sommeil.

Une des voies principales qui règle le flux d'information entre le thalamus et le cortex est le TRN, qui est responsable de bloquer l'entrée sensorielle à l'extérieur de gêne. En 2016, Feng et professeur adjoint Michael Halassa de MIT, qui est également un auteur du papier neuf de nature, ont découvert que la perte d'un gène Ptchd1 appelé affecte de manière significative le fonctionnement de TRN. Dans les garçons, la perte de ce gène, qui est transporté sur le chromosome X, peut mener aux déficits d'attention, à l'hyperactivité, à l'agression, à l'invalidité intellectuelle, et aux troubles de spectre d'autisme.

Dans cette étude, les chercheurs ont constaté que quand le gène Ptchd1 a été assommé chez les souris, les animaux ont montré plusieurs des mêmes défectuosités comportementales vues dans les patients humains. Quand il a été assommé seulement dans le TRN, les souris ont montré seulement l'hyperactivité, les déficits d'attention, et la perturbation de sommeil, proposant que le TRN soit responsable de ces sympt40mes.

Dans l'étude neuve, les chercheurs ont voulu essayer d'apprendre plus au sujet des types spécifiques de neurones trouvés dans le TRN, dans l'espoir de trouver des moyens neufs de traiter des déficits d'hyperactivité et d'attention. Actuel, ces sympt40mes le plus souvent sont traités avec des médicaments de stimulant tels que Ritalin, qui ont des effets répandus dans tout le cerveau.

« Notre objectif était de trouver quelques moyens spécifiques de moduler le fonctionnement de la sortie thalamo-corticale et l'associer aux troubles neurodevelopmental, » Feng dit. « Nous avons décidé d'essayer d'employer la technologie unicellulaire pour disséquer à l'extérieur quels types de cellules sont là, et quels gènes sont exprimés. Y a il les gènes spécifiques qui sont druggable comme objectif ? »

Pour explorer cette possibilité, les chercheurs ont ordonnancé les molécules d'ARN messager trouvées dans des neurones du TRN, qui indique les gènes qui sont exprimés en ces cellules. Ceci leur a permis de recenser des centaines de gènes qui pourraient être employés pour différencier les cellules dans deux sous-populations, basées sur la façon dont fortement elles expriment ces gènes particuliers.

Ils ont constaté qu'une de ces populations cellulaires est située dans le faisceau du TRN, alors que l'autre forme très un sur couche mince entourant le faisceau. Ces deux populations forment également des liens à différentes pièces du thalamus, les chercheurs trouvés. Basé sur ces liens, les chercheurs présument que les cellules dans le faisceau sont impliquées en retransmettant l'information sensorielle au cortex du cerveau, alors que les cellules dans la couche extérieure semblent aider l'information du même rang qui entre par différents sens, tels que la visibilité et l'audition.

« Objectifs de Druggable »

Les chercheurs planification maintenant pour étudier les rôles variables que ces deux populations des neurones peuvent avoir dans un grand choix de sympt40mes neurologiques, y compris des déficits d'attention, l'hypersensibilité, et la perturbation de sommeil. Utilisant des techniques génétiques et optogenetic, ils espèrent déterminer les effets d'activer ou d'empêcher différents types de cellules de TRN, ou des gènes exprimés en ces cellules.

« Qui peut nous aider à l'avenir réellement à développer les objectifs druggable spécifiques qui peuvent potentiellement moduler différents fonctionnements, » Feng dit. « les circuits Thalamo-corticaux règlent beaucoup de différentes choses, telles que la perception sensorielle, le sommeil, l'attention, et la cognition, et il se peut que ceux-ci puissent être visés plus particulièrement. »

Cette approche pourrait également être utile pour le traitement de l'attention ou les troubles d'hypersensibilité même lorsqu'ils ne sont pas provoqués par des défectuosités dans le fonctionnement de TRN, les chercheurs indiquent.

« TRN est un objectif où si vous améliorez son fonctionnement, vous pourriez pouvoir rectifier des problèmes provoqués par des handicaps des circuits thalamo-corticaux, » Feng dit. « Naturellement nous sommes loin du développement de n'importe quel genre de demande de règlement, mais le potentiel est que nous pouvons employer la technologie unicellulaire pour comprendre non seulement comment le cerveau se dispense, mais également comment des fonctions cérébrales peuvent être isolées, te permettant de recenser beaucoup plus d'objectifs spécifiques qui modulent des fonctionnements spécifiques. »