Memetakan penjaga gerbang sensorik otak – ScienceDaily

Memetakan penjaga gerbang sensorik otak – ScienceDaily

[ad_1]

Banyak orang dengan autisme mengalami hipersensitivitas sensorik, defisit perhatian, dan gangguan tidur. Salah satu wilayah otak yang terlibat dalam gejala ini adalah nukleus retikuler talamik (TRN), yang diyakini bertindak sebagai penjaga gerbang informasi sensorik yang mengalir ke korteks.

Sebuah tim peneliti dari MIT dan Broad Institute of MIT dan Harvard kini telah memetakan TRN dalam detail yang belum pernah terjadi sebelumnya, mengungkapkan bahwa wilayah tersebut berisi dua subnetwork berbeda dari neuron dengan fungsi berbeda. Penemuan ini dapat memberi para peneliti target yang lebih spesifik untuk merancang obat yang dapat meringankan beberapa gejala autisme sensorik, tidur, dan perhatian, kata Guoping Feng, salah satu pemimpin tim peneliti.

“Idenya adalah bahwa Anda dapat secara spesifik menargetkan satu kelompok neuron, tanpa mempengaruhi seluruh otak dan fungsi kognitif lainnya,” kata Feng, Profesor Neuroscience James W. dan Patricia Poitras di MIT dan anggota Institut McGovern untuk Otak MIT. Penelitian.

Feng; Zhanyan Fu, direktur asosiasi neurobiologi di Pusat Penelitian Psikiatri Stanley Broad Institute; dan Joshua Levin, pemimpin kelompok senior di Broad Institute, adalah penulis senior studi tersebut, yang muncul hari ini di Alam. Penulis utama makalah ini adalah mantan pasca doktoral MIT Yinqing Li, mantan pasca doktoral Broad Institute Violeta Lopez-Huerta, dan ilmuwan riset Broad Institute Xian Adiconis.

Populasi yang berbeda

Ketika masukan sensorik dari mata, telinga, atau organ sensorik lainnya tiba di otak kita, pertama-tama masuk ke talamus, yang kemudian menyampaikannya ke korteks untuk pemrosesan tingkat yang lebih tinggi. Gangguan pada sirkuit talamo-kortikal ini dapat menyebabkan defisit perhatian, hipersensitivitas terhadap kebisingan dan rangsangan lainnya, serta masalah tidur.

Salah satu jalur utama yang mengontrol aliran informasi antara talamus dan korteks adalah TRN, yang bertanggung jawab untuk memblokir masukan sensorik yang mengganggu. Pada 2016, Feng dan Asisten Profesor MIT Michael Halassa, yang juga penulis buku baru Alam kertas, menemukan bahwa hilangnya gen yang disebut Ptchd1 secara signifikan mempengaruhi fungsi TRN. Pada anak laki-laki, hilangnya gen ini, yang dibawa pada kromosom X, dapat menyebabkan defisit perhatian, hiperaktif, agresi, cacat intelektual, dan gangguan spektrum autisme.

Dalam studi tersebut, para peneliti menemukan bahwa ketika gen Ptchd1 dihilangkan pada tikus, hewan tersebut menunjukkan banyak cacat perilaku yang sama seperti yang terlihat pada pasien manusia. Ketika pingsan hanya di TRN, tikus hanya menunjukkan hiperaktif, defisit perhatian, dan gangguan tidur, menunjukkan bahwa TRN bertanggung jawab atas gejala tersebut.

Dalam studi baru, para peneliti ingin mencoba mempelajari lebih lanjut tentang jenis neuron tertentu yang ditemukan di TRN, dengan harapan menemukan cara baru untuk mengobati hiperaktif dan defisit perhatian. Saat ini, gejala tersebut paling sering diobati dengan obat perangsang seperti Ritalin, yang memiliki efek luas ke seluruh otak.

“Tujuan kami adalah menemukan beberapa cara khusus untuk memodulasi fungsi keluaran thalamo-cortical dan menghubungkannya dengan gangguan perkembangan saraf,” kata Feng. “Kami memutuskan untuk mencoba menggunakan teknologi sel tunggal untuk membedah jenis sel apa yang ada, dan gen apa yang diekspresikan. Adakah gen spesifik yang dapat druggable sebagai target?”

Untuk mengeksplorasi kemungkinan itu, para peneliti mengurutkan molekul RNA kurir yang ditemukan di neuron TRN, yang mengungkapkan gen yang sedang diekspresikan di sel-sel itu. Hal ini memungkinkan mereka untuk mengidentifikasi ratusan gen yang dapat digunakan untuk membedakan sel menjadi dua subpopulasi, berdasarkan seberapa kuat mereka mengekspresikan gen tersebut.

Mereka menemukan bahwa salah satu populasi sel ini terletak di inti TRN, sedangkan yang lain membentuk lapisan yang sangat tipis yang mengelilingi inti. Kedua populasi ini juga membentuk koneksi ke berbagai bagian talamus, para peneliti menemukan. Berdasarkan koneksi tersebut, para peneliti berhipotesis bahwa sel-sel di inti terlibat dalam menyampaikan informasi sensorik ke korteks otak, sedangkan sel-sel di lapisan luar tampak membantu mengoordinasikan informasi yang masuk melalui indera yang berbeda, seperti penglihatan dan pendengaran.

“Target yang bisa dibius”

Para peneliti sekarang berencana untuk mempelajari berbagai peran yang mungkin dimiliki oleh kedua populasi neuron ini dalam berbagai gejala neurologis, termasuk defisit perhatian, hipersensitivitas, dan gangguan tidur. Dengan menggunakan teknik genetik dan optogenetik, mereka berharap dapat menentukan efek pengaktifan atau penghambatan berbagai jenis sel TRN, atau gen yang diekspresikan dalam sel tersebut.

“Itu dapat membantu kami di masa depan untuk benar-benar mengembangkan target druggable spesifik yang berpotensi memodulasi fungsi yang berbeda,” kata Feng. “Sirkuit thalamo-cortical mengontrol banyak hal yang berbeda, seperti persepsi sensorik, tidur, perhatian, dan kognisi, dan mungkin ini dapat ditargetkan secara lebih spesifik.”

Pendekatan ini juga bisa berguna untuk mengobati gangguan perhatian atau hipersensitivitas bahkan ketika itu bukan disebabkan oleh cacat pada fungsi TRN, kata para peneliti.

“TRN adalah target di mana jika Anda meningkatkan fungsinya, Anda mungkin dapat memperbaiki masalah yang disebabkan oleh kerusakan sirkuit thalamo-cortical,” kata Feng. “Tentu saja kita masih jauh dari pengembangan pengobatan apa pun, tetapi potensinya adalah kita dapat menggunakan teknologi sel tunggal untuk tidak hanya memahami bagaimana otak mengatur dirinya sendiri, tetapi juga bagaimana fungsi otak dapat dipisahkan, memungkinkan Anda untuk mengidentifikasi target yang jauh lebih spesifik yang memodulasi fungsi tertentu. “

Penelitian ini didanai oleh Simons Center for the Social Brain di MIT, Hock E. Tan dan K. Lisa Yang Center for Autism Research di MIT, James and Patricia Poitras Center for Psychiatric Disorders Research di MIT, Stanley Center for Psychiatric Penelitian di Broad Institute, National Institutes of Health / National Institute for Mental Health, Klarman Cell Observatory di Broad Institute, Pew Foundation, dan Human Frontiers Science Program.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Keluaran SGP

Author Image
adminProzen