Chuột đột biến gen cung cấp cho các nhà khoa học một khung sinh học thần kinh mới để hiểu những thay đổi não ở những người mất tập trung mang một biến thể gen phổ biến có tần số liên quan đến chứng Rối loạn tăng động giảm chú ý (ADHD).
Các nhà khoa học chứng minh rằng những con chuột biểu hiện biến thể có kiểu hình không chú ý tương tự như kiểu hình ở người.
Nghiên cứu do các nhà nghiên cứu từ Đại học Michigan phối hợp với Đại học Florida Atlantic, Đại học Temple và Viện Quốc gia về Điếc và Rối loạn Giao tiếp khác, Viện Y tế Quốc gia dẫn đầu, đã sử dụng chuột biến đổi gen để kiểm tra các tác động thần kinh và hành vi của một biến thể vận chuyển choline (CHT). Nghiên cứu trước đó của nhóm đã chỉ ra rằng biến thể liên quan đến chứng mất tập trung tăng cao ở người, mặc dù liệu biến thể đó có phải là nguyên nhân của việc không chú ý hay không vẫn chưa rõ ràng.
Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã thực hiện một thay đổi duy nhất trong gen mã hóa CHT tế bào thần kinh và sau đó tìm kiếm những thay đổi sinh lý trong não, tập trung vào khả năng duy trì sản xuất và giải phóng acetylcholine của não bộ, được tổng hợp từ choline.
Ở người, sự gián đoạn của tín hiệu acetylcholine làm suy giảm khả năng lọc các tác nhân gây mất tập trung và thực hiện các nhiệm vụ đòi hỏi sự tập trung. Mất hoàn toàn chức năng CHT ở chuột và người dẫn đến tử vong sớm do vai trò của acetylcholine trong co cơ, đặc biệt là các cơ kiểm soát hô hấp. Hoạt động CHT giảm ít hơn cho phép tăng trưởng và vận động bình thường, nhưng những con chuột có những thay đổi này biểu hiện mệt mỏi sớm khi chạy trên máy chạy bộ. Kết quả từ nghiên cứu mới cho thấy những con chuột cũng có dấu hiệu mệt mỏi về tinh thần.
Kết quả của nghiên cứu, được công bố trên Tạp chí Khoa học Thần kinh , chỉ ra rằng biến thể gen CHT được gọi là Val89, làm giảm tốc độ hấp thu choline và khả năng duy trì sản xuất acetylcholine trong các điều kiện đòi hỏi sự chú ý, những tác động dẫn đến giảm hiệu suất nhận thức khi chuột phải đối mặt với những thách thức không chú ý. Bằng chứng từ các nghiên cứu trên chuột cung cấp bằng chứng trực tiếp cho thấy Val89 làm tăng nguy cơ mất tập trung và cung cấp cơ sở cơ học cho việc giảm kích hoạt vỏ não trán được quan sát thấy ở người biểu hiện Val89.
(adv)
Randy D. Blakely, Tiến sĩ, đồng tác giả, cho biết: “Các nghiên cứu trên chuột của chúng tôi, cùng với các nghiên cứu về hành vi và hình ảnh não bộ trước đây, chỉ ra rằng một bản sao duy nhất của biến thể là đủ để thay đổi tính khả dụng của acetylcholine và các hiệu ứng nhận thức của nó”. giám đốc điều hành của FAU Stiles-Nicholson Brain Institute và giáo sư, FAU Schmidt College of Medicine. "Nhìn thấy các tác động từ một bản sao Val89 cho thấy rằng quá trình vận chuyển choline có thể được thực hiện qua trung gian của một cặp protein CHT. Vì vậy, một bản sao hoạt động kém có thể ảnh hưởng đến chức năng bình thường của bản sao kia, dẫn đến những tác động mạnh hơn mong đợi từ việc một bản sao bị xâm phạm. "
Phát hiện này đã được báo cáo trước đây ở những người bị rối loạn thần kinh cơ gây đột biến CHT, nhưng điều này cũng xảy ra đối với chức năng não.
Eryn Donovan, tác giả chính và là nghiên cứu sinh tại Khoa Tâm lý, Đại học Michigan, cho biết: “Những con chuột Val89 thiếu tính linh hoạt trong nhận thức để phản ứng với một thử thách có chủ ý. "Những phát hiện của chúng tôi từ mô hình chuột này cho thấy tiềm năng cho một cuộc điều tra đầy đủ hơn về tác động của đột biến CHT Val89 trong não cũng như phát triển các chiến lược điều trị cho những người bị gián đoạn tín hiệu acetylcholine."
Theo Trung tâm Kiểm soát và Phòng ngừa Dịch bệnh Hoa Kỳ, ước tính số trẻ em từng được chẩn đoán mắc ADHD, theo một cuộc khảo sát phụ huynh năm 2016, là 6,1 triệu. Cuộc khảo sát tương tự này cho thấy 6/10 trẻ ADHD có ít nhất một rối loạn tâm thần, cảm xúc hoặc hành vi khác và 62% đang dùng thuốc ADHD. Mặc dù ADHD thường xảy ra nhất ở trẻ em, nó cũng có thể được chẩn đoán ở tuổi trưởng thành.
Blakely cho biết: “Chúng tôi nghĩ rằng chuột CHT Val89 có thể là một mô hình có giá trị để nghiên cứu nguy cơ di truyền đối với các rối loạn nhận thức phát sinh từ rối loạn chức năng cholinergic. "Giờ đây, chúng ta có thể hiểu rõ hơn nhiều về tác động lên não của biến thể Val89 theo những cách không thể thực hiện được ở người và có thể dẫn đến những cách mới để điều trị các rối loạn liên quan đến tín hiệu acetylcholine não xuất hiện trong thời thơ ấu, chẳng hạn như ADHD hoặc trong quá trình lão hóa , cũng như bệnh Parkinson và bệnh Alzheimer. "
Ngoài những hiểu biết mới về một yếu tố nguy cơ tiềm ẩn đối với các rối loạn tâm thần và thần kinh, Martin Sarter, Tiến sĩ, giáo sư tâm lý học và khoa học thần kinh tại Đại học Michigan và là tác giả truyền thông của nghiên cứu nói rằng phát hiện của họ giải thích tại sao con người khỏe mạnh thể hiện biến thể di truyền này thể hiện các lỗ hổng không chú ý mạnh mẽ.
Sarter cho biết: “Vì biến thể di truyền này khá phổ biến, xảy ra ở khoảng 9 đến 10% con người, nên giờ đây chúng tôi hiểu chính xác cách thức biến thể này ảnh hưởng đến các cơ chế não cần thiết cho sự chú ý”.
Nguồn Đại học Florida Atlantic
