تحلیل های اخیر روی بافت مغز انسان نشون می ده که یه بخش کوچیک و غالبا نادیده گرفته شده در اعماق مغز، ممکنه نقش محوری در اختلال دوقطبی داشته باشه. این یافته ها در درک علت اختلال دوقطبی در مغز کمک کننده هستند. محقق ها متوجه شدن که نورون ها در هسته پاراونتریکولار تالاموس در افراد مبتلا به این بیماری، کاهش پیدا کردن و از نظر ژنتیکی تغییر کردن. این نتایج به اهداف جدید بالقوه ای برای تشخیص و درمان اشاره دارن. یافته ها در مجله Nature Communications منتشر شده.
اختلال دوقطبی یه وضعیت سلامت روانه که با تغییرات شدید در خلق وخو و سطح انرژی شناخته می شه. این بیماری حدود یک درصد از جمعیت جهان رو تحت تاثیر قرار می ده و می تونه زندگی روزمره رو به شدت مختل کنه. با اینکه داروهایی مثل لیتیوم و داروهای ضد روان پریشی وجود دارن، اما برای همه بیمارها جواب نمی دن. همچنین این داروها اغلب عوارض جانبی سختی دارن که باعث می شه بیمارها مصرفشون رو قطع کنن. برای ساخت درمان های بهتر، متخصص های پزشکی به یه نقشه دقیق از اتفاقاتی که در مغز می افته نیاز دارن تا علت اختلال دوقطبی در مغز رو درک کنن.
تحقیقات جدید و علت اختلال دوقطبی در مغز
تحقیقات گذشته بیشتر روی لایه بیرونی مغز که به نام قشر مغز (کورتکس) شناخته می شه، متمرکز بودن. این ناحیه مسئول تفکر و پردازش های سطح بالاتره. با این حال، اسکن های مغزی با استفاده از تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) نشون دادن که ساختارهای عمیق تر هم در طول دوره بیماری کوچک می شن. یکی از این ساختارها تالاموسه. این قطب مرکزی مثل یه ایستگاه رله برای اطلاعات حسی و تنظیم هیجانات عمل می کنه.
در داخل تالاموس، دسته خاصی از سلول ها به نام هسته پاراونتریکولار تالاموس قرار داره. این ناحیه سرشار از پیام رسان های شیمیاییه و با بخش هایی از مغز که درگیر هیجانات هستن، ارتباط داره. علی رغم این سرنخ ها، جزئیات مولکولی این منطقه در انسان ها تا حد زیادی شناخته نشده مونده بود. تیمی به سرپرستی ماساکی نیشیوکا و تادافومی کاتو از دانشکده پزشکی دانشگاه جونتندو در توکیو، تحقیقی رو برای پر کردن این شکاف آغاز کردن و به دنبال کشف علت اختلال دوقطبی در مغز بودند.
محقق ها هدفشون این بود که بفهمن آیا فعالیت ژنتیکی در این ناحیه عمیق مغز با مغزهای سالم تفاوت داره یا نه. اونا نمونه های مغزی 21 فرد مبتلا به اختلال دوقطبی و 20 فرد بدون شرایط روان پزشکی رو بررسی کردن. اونا دو ناحیه خاص رو مورد مطالعه قرار دادن: قشر پیش پیشانی و هسته پاراونتریکولار تالاموس. برای این کار، از تکنیکی به نام توالی بابی RNA تک هسته استفاده کردن.
یافته های کلیدی در مورد علت اختلال دوقطبی در مغز
این فناوری به محقق ها اجازه می ده تا دستورالعمل های ژنتیکی مورد استفاده توسط تک تک سلول ها رو فهرست بندی کنن. تیم با تحلیل هزاران هسته، تونست انواع مختلف سلول ها رو شناسایی کنه و ببینه کدوم ژن ها فعال یا غیرفعال هستن. این کار یه نمای با وضوح بالا از وضعیت سلولی ارائه داد. اونا داده های تالاموس رو با داده های قشر مغز مقایسه کردن تا ببینن کدوم ناحیه بیشتر تحت تاثیر قرار گرفته.
تحلیل ها نشون داد که تالاموس دچار تغییرات اساسی شده. به طور خاص، هسته پاراونتریکولار تالاموس در نمونه های افراد مبتلا به اختلال دوقطبی، نورون های تحریکی خیلی کمتری داشت. محقق ها کاهش حدود 50 درصدی این سلول ها رو در مقایسه با گروه کنترل تخمین زدن. این کاهش مخصوص نورون هایی بود که سیگنال های محرک رو به بخش های دیگه مغز می فرستن.
در مقابل، تغییرات مشاهده شده در قشر پیش پیشانی خیلی جزئی تر بود. با اینکه تغییراتی در سلول های قشری وجود داشت، اما به اندازه تغییرات دیده شده در اعماق مغز گسترده نبود. این نشون می ده که تالاموس ممکنه محل اصلی آسیب شناسی در این اختلال باشه. تیم این یافته ها رو با رنگ آمیزی پروتئین ها در بافت تایید کرد تا تراکم کمتر سلول ها رو به صورت بصری مشاهده کنه.
در داخل نورون های باقی مانده تالاموس، دستگاه ژنتیکی هم متفاوت عمل می کرد. این مطالعه کاهش فعالیت ژن های مسئول حفظ ارتباط بین نورون ها رو شناسایی کرد. این ژن ها برای جریان سیگنال های شیمیایی و الکتریکی ضروری هستن. از جمله ژن های تحت تاثیر، CACNA1C و SHISA9 بودن. این بخش های خاص از DNA در مطالعات ژنتیکی قبلی به عنوان عوامل خطر احتمالی برای علت اختلال دوقطبی در مغز علامت گذاری شده بودن.
ژن دیگه ای به نام KCNQ3 که به تنظیم کانال های الکتریکی در سلول ها کمک می کنه، هم فعالیت کمتری داشت. این کانال ها مثل دروازه هایی عمل می کنن که اجازه می دن اتم های پتاسیم یا کلسیم دارای بار الکتریکی به داخل و خارج سلول جریان پیدا کنن. این جریان همون چیزیه که به نورون اجازه می ده سیگنال بفرسته. وقتی ژن های کنترل کننده این دروازه ها ضعیف می شن، نورون ممکنه ناپایدار بشه یا در برقراری ارتباط شکست بخوره.
ترکیب خاص ژن های تحت تاثیر، نشون دهنده یه آسیب پذیری در نحوه مدیریت کلسیم و فعالیت الکتریکی توسط این سلول هاست. شلیک با فرکانس بالای نورون ها به تنظیم دقیق سطح کلسیم نیاز داره. اگه پروتئین هایی که این فرآیند رو مدیریت می کنن وجود نداشته باشن، سلول ها ممکنه به مرور زمان آسیب ببینن. این می تونه توضیح بده که چرا تعداد زیادی از این نورون ها در نمونه های بیماران از بین رفته بودند.
تیم همچنین سلول های غیرعصبی به نام میکروگلیا رو بررسی کرد. این ها سلول های ایمنی مغز هستن که به حفظ سیناپس های سالم کمک می کنن. سیناپس ها نقاط اتصالی هستن که نورون ها در اونجا سیگنال ها رو به هم منتقل می کنن. داده ها نشون داد که ارتباط بین نورون های تالاموس و این سلول های ایمنی مختل شده.
الگوی خاصی از بیان ژن که معمولا تعامل بین نورون های تحریکی و میکروگلیا رو هماهنگ می کنه، در نمونه های اختلال دوقطبی ضعیف تر بود. این نقص می تونه در از دست رفتن سیناپس ها یا مرگ نورون ها نقش داشته باشه. این نشون دهنده خرابی در سیستم حمایتیه که مدارهای مغزی رو سالم نگه می داره. کاهش همزمان عملکرد نورون ها و میکروگلیا نشون دهنده یه نقص هماهنگ در این منطقه است.
محقق ها اشاره می کنن که هسته پاراونتریکولار تالاموس با سایر مناطق مغز متفاوته. این ناحیه دارای تراکم بالایی از گیرنده های دوپامینه؛ انتقال دهنده عصبی که در پاداش و انگیزه نقش داره. این موضوع باعث می شه که این ناحیه یه هدف احتمالی برای داروهای ضد روان پریشی باشه که روی سیستم دوپامین عمل می کنن. پروفایل ژنتیکی خاص این نورون ها با فرآیندهای بیولوژیکی که قبلا با این اختلال مرتبط بودن، همخوانی داره.
محدودیت هایی هم در مورد این نتایج وجود داره. این مطالعه بر اساس بافت پس از مرگ انجام شده، بنابراین یه تصویر لحظه ای از مغز در پایان عمر رو نشون می ده. سخته که با اطمینان بگیم آیا از دست رفتن سلول ها باعث اختلال شده یا اختلال باعث از دست رفتن سلول ها شده. اندازه نمونه هم نسبتا کوچک بود و در مجموع فقط 41 اهداکننده وجود داشت که برای نتیجه گیری قطعی در مورد علت اختلال دوقطبی در مغز کافی نیست.
علاوه بر این، بیمارها در طول زندگی شون داروهای مختلفی مصرف کرده بودن. این داروها می تونن روی بیان ژن تاثیر بذارن. محقق ها اثرات دارو رو بررسی کردن و همپوشانی کمی بین الگوهای دارویی و یافته هاشون پیدا کردن. با این حال، اونا نتونستن تاثیر دارو رو به طور کامل رد کنن.
چشم انداز آینده و درمان های احتمالی برای علت اختلال دوقطبی در مغز
با نگاه به آینده، نویسنده ها پیشنهاد می کنن که هسته پاراونتریکولار تالاموس می تونه هدفی برای داروهای جدید باشه. درمان هایی که هدفشون محافظت از این نورون ها یا بازگرداندن عملکرد اون هاست، ممکنه در جاهایی که درمان های فعلی شکست می خورن، کمک کننده باشن. این رویکردها شباهت هایی به پیشرفت جدید در درمان آسیب عصبی دارد که بر بازسازی توانایی های سلولی متمرکز است. تصویربرداری های پیشرفته هم می تونن روی این منطقه تمرکز کنن تا به تشخیص زودهنگام بیماری کمک کنن.
دانشیار نیشیوکا بر اهمیت نگاه به فراتر از موارد معمول در تحقیقات مغزی تاکید کرد. نیشیوکا گفت: «این مطالعه بر نیاز به گسترش تحقیقات به مناطق زیرقشری مغز تاکید می کنه که ممکنه شامل اجزای حیاتی اما کمتر بررسی شده در پاتوفیزیولوژی اختلال دوقطبی باشه.» تیم امیدوار است که ادغام این یافته های مولکولی با تصویربرداری عصبی منجر به نتایج بهتری برای بیمارها بشه.
پروفسور کاتو اضافه کرد که این یافته ها می تونه دیدگاه دانشمندان رو نسبت به منشا این بیماری تغییر بده. کاتو گفت: «ما در نهایت شناسایی کردیم که PVT ناحیه مغزی مسبب اختلال دوقطبیه. این کشف منجر به تغییر پارادایم در تحقیقات علت اختلال دوقطبی در مغز خواهد شد.»
این مطالعه با عنوان «اختلالات نورون های هسته پاراونتریکولار تالاموس در اختلال دوقطبی که توسط تحلیل تک هسته آشکار شد،» توسط ماساکی نیشیوکا، می ساکاشیتا-کوبوتا، کوئیچیرو ایجیما، یوکاکو هاسگاوا، میزوهو ایشیواتا، کایتو تاکاسه، ریویا ایچیکاوا، نجیب مچوار، گوستاو تورکی و تادافومی کاتو تالیف شده است.
درک دقیق نقش تالاموس و سلول های آن در بروز نوسانات خلقی شدید، گامی بزرگ برای فراتر رفتن از درمان های سنتی و کم اثر است. شناسایی ریشه های سلولی و مولکولی در اعماق مغز نه تنها به تشخیص دقیق تر کمک می کند، بلکه راه را برای ابداع روش های درمانی هدفمند که کیفیت زندگی بیماران را بهبود می بخشد، هموار خواهد کرد.
Scientists identify key brain structure linked to bipolar pathology
