一项新研究发现,自闭症相关行为和癫痫易感性均源于大脑感觉信息处理回路中一个关键区域的过度活跃。这一发现可能有助于解释自闭症与癫痫的频繁共病,并指出了新的治疗靶点。
背景:自闭症与癫痫的重叠
据估计,约12%的自闭症患者会经历癫痫发作,远超普通人群(不到1%)的患病率。长期以来,研究人员将自闭症与癫痫的重叠归因于大脑中兴奋与抑制的失衡。但这项新研究深入探究了与两者均可能相关的特定脑回路和细胞类型。
核心发现:丘脑网状核的过度活跃
研究人员聚焦于参与感觉处理、认知等功能的丘脑皮层回路。他们研究了自闭症相关的CNTNAP2基因敲除小鼠模型(该小鼠除了表现出活动过度、睡眠中断、感觉处理受损等自闭症相关行为外,也易发生癫痫),并重点观察了丘脑网状核这一薄壳状结构的电活动。
| 发现 | 机制 |
|---|---|
| CNTNAP2小鼠的丘脑网状核细胞兴奋性增高,高频动作电位增加 | 与丘脑皮层回路内神经节律增强有关 |
| 该增强源于某些丘脑细胞的独特特性——抑制后反弹放电(抑制作用反而导致活动增加) | 由T型钙通道功能增强驱动 |
干预效果:阻断T型钙通道可逆转症状
| 干预方式 | 效果 |
|---|---|
| 注射Z944(选择性阻断T型钙通道的药物,已显示抗癫痫效果) | 抑制癫痫发作,逆转重复性运动、社交行为受损等自闭症样行为 |
| 化学遗传学抑制丘脑网状核活动 | 同样效果 |
| 化学遗传学增强丘脑网状核活动 | 在野生型小鼠中引入自闭症样行为 |
这些结果表明,至少在携带CNTNAP2基因变异的自闭症人群中,某些用于治疗癫痫的药物可能缓解自闭症相关行为。
多模型视角:自闭症的异质性
这项发现与其他自闭症模型中的证据相呼应,但机制有所不同:
- 在PTCHD1基因部分缺失的自闭症模型小鼠中,丘脑网状核神经元表现为低活跃而非过度活跃
这强调了丘脑网状核作为丘脑皮层回路内“信息流门户”的活动平衡的重要性。同时也印证了自闭症不是单一实体,而是涉及多个亚型。
局限性与未来方向
- 该小鼠模型不能完美模拟自闭症,需在其他自闭症模型中验证
- 不同模型显示出不同的病理生理机制,提示自闭症的异质性