В новом исследовании, опубликованном в журнале PNAS, ученые из Детской национальной больницы (Children’s National Hospital) обнаружили, что особый тип нейронов — клетки Пуркинье — играет центральную роль в нарушении двигательного развития при преждевременных родах.
Материалы и методы исследования
В новом исследовании ученые изучили, какие именно нейронные цепи мозжечка затронуты вследствие осложнений, которые возникают во время преждевременного рождения, вызывая дефицит обучения. До сих пор было мало методов, доступных для изучения нейрональной активности во время задач локомоторного обучения, которые задействуют мозжечок. Чтобы преодолеть эту проблему, ученые использовали междисциплинарный подход, объединив команду нейробиологов с неонатологами, которые применили совместный опыт для разработки нового и уникального способа измерения активности клеток Пуркинье в реальном времени в доклинической модели на мышах, применимой и к людям.
Исследователи изучили функцию нейронной цепи, объединив фотометрию волокна GCaMP6f, используемую для измерения активности нейронов в головном мозге.
Вводя внезапное препятствие движению, исследователи наблюдали, как субъект (мышь) справляется с этим, и соответственно научился избегать этого препятствия. Воспроизведя высокий тон непосредственно перед тем, как препятствие было введено, исследователи смогли измерить, насколько быстро испытуемые смогли предвидеть препятствие и соответствующим образом скорректировать свои шаги. Субъекты с неонатальной травмой головного мозга и контрольная группа проходили серию обучающих испытаний, одновременно отслеживая активность мозга. Таким образом, ученые смогли количественно оценить мозжечко-зависимое локомоторное обучение и адаптивное поведение.
Практическая значимость работы
С помощью технологии ErasmusLadder можно проанализировать реакцию определенных клеток на внешние раздражители.
Согласно исследованию, использование данной технологии возможно в клинической практике, применяя специфические для клеток стимулирующие препараты, чтобы понять, оказывает ли каждый из них защитный или вредный эффект на мозг.
Результаты научной работы
Ученые обнаружили, что в то время как клетки Пуркинье у травмированных субъектов реагировали на порывы воздуха, которые обычно дают сигнал субъекту начать движение по ErasmusLadder, дисфункция в этих клетках была специфической для периода адаптивного обучения. Наконец, с помощью хемогенетического ингибирования, которое, в частности, подавляет активность неонатальных клеток Пуркинье, авторы смогли имитировать эффекты перинатального повреждения мозжечка.
Таким образом, преждевременные роды могут повлиять на двигательное развитие, а также на равновесие, ходьбу и стояние в более позднем возрасте ребенка.
Авторы другого исследования утверждают, что домашние роды так же безопасны, как и роды в больнице.
