SynGAP (Synaptic Ras GTPase-Activating Protein) adlı zülalın istehsalını dəstəkləyən SYNGAP1 geninin sinapsların və sinir dövrələrinin (yəni, neyronlar arasında əlaqə) inkişafını dəstəkləməkdə əsas rol oynadığı bilinir. Bu gendəki mutasiyalar müxtəlif öyrənmə qüsurları, o cümlədən zehni qüsurlar, nitq və dil gecikmələri, autizm spektri pozğunluğu (ASD) və epilepsiya ilə əlaqələndirilmişdir.

Herbert Wertheim UF Scripps Biotibbi İnnovasiya və Texnologiya İnstitutunun tədqiqatçıları bu yaxınlarda SYNGAP1 geninin sağlam idrak funksiyasına töhfə verdiyi genetik mexanizmləri daha yaxşı başa düşməyə yönəlmiş bir araşdırma apardılar. Onların Nature Communications -da dərc olunan tapıntıları , siçanların kortikal həyəcanlandırıcı neyronlarında bu genin avtonom ifadəsinin , sensor və motor məlumatlarını birləşdirən uzun mənzilli sinir sxemlərinin yığılması vasitəsilə heyvanların idrak qabiliyyətlərini inkişaf etdirdiyini göstərir .

“Bizim məqaləmiz autizm də daxil olmaqla psixi sağlamlıq pozğunluqları üçün əsas risk genlərinin beynin təşkili və funksiyasını necə tənzimlədiyi ilə bağlı davam edən araşdırmalarımıza əsaslanır” dedi məqalənin baş müəllifi Gavin Rumbaugh Medical Xpress-ə. “Bu sahə insanlarda autizmin diaqnoz edilə bilən formalarına və əlaqəli nöropsikiyatrik pozğunluqlara səbəb olan bilişsel və davranış pozğunluqlarına birbaşa töhfə verən əsas risk genlərini bilir.

“Bu genlər disfunksiyalı olduqda, bu proses bir neçə mümkün nevroloji və/yaxud psixiatrik diaqnozlardan biri ilə nəticələnən genetik pozğunluğa gətirib çıxarır – məsələn, epilepsiya, əqli qüsur, autizm.”

SYNGAP1 genində müşahidə edilən mutasiyaların bu genin hər bir valideyndən miras qalan iki nüsxəsindən birini təsirsiz hala gətirdiyi məlumdur. ‘de novo’ (yəni, yeni) mutasiya vasitəsilə bu ‘aktivləşdirmə’ SYNGAP1 mesajlarının yalnız yarısının nəticədə SynGAP zülalının istehsalına çevrilməsi ilə nəticələnir.

SynGAP zülalı neyronlar arasında sağlam ünsiyyətə imkan verən sinapsların inkişafını və güclənməsini dəstəklədiyi üçün bu zülalın daha az istehsalı beyin funksiyasına mənfi təsir göstərə bilər. Əsasən, neyronların bir-biri ilə necə əlaqə saxladığını və beləliklə, məlumatın beyində necə hərəkət etdiyini pozduğu aşkar edildi.

“Nəticələr SYNGAP1 xəstələrində təsvir edilən fenotiplərdir” dedi Rumbaugh. “Bu və ya hər hansı digər genetik neyroinkişaf pozğunluğu üçün başa düşmədiyimiz şey, bu genlərin beyində necə, nə vaxt və harada fəaliyyət göstərərək, “düşünmə” və nəticədə “davranış uyğunlaşması” yaratmaq üçün beyin funksiyasının xüsusi aspektlərini pozmasıdır.”

Hansı növ neyronlar bu genlərə həssasdır? Onlar hansı dövrələri əmələ gətirirlər və bu sxemlər düşünmək və davranışımızı dəyişmək üçün lazım olan məlumatları emal edən şəbəkələrdə necə birləşir?”

Bu tədqiqat suallarına cavab vermək üçün nevroloqlar SYNGAP1 genetik mutasiyalarını nümayiş etdirən insanlarda tapılan eyni gen variantlarını ifadə edən heyvanlar üzərində təcrübələr aparmalıdırlar. Sonradan onlar obyektlərin tədqiqi və sensor kəşfiyyat vasitəsilə öyrənilənlərə əsaslanaraq qərarların qəbul edilməsi kimi ətraf mühitə uyğunlaşmanı əks etdirən spesifik davranış hadisələri ilə bağlı beyin funksiyasını yaxından qiymətləndirməlidirlər.Oyna

00:00

00:05SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

OynaWHISK və ya DeepLabCut ilə yüksək sürətli videoqrafiya və bığ izi. Kredit: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-56125-0

Rumbaugh, “SYNGAP1 xəstələrinin həssas emalını çox açıq şəkildə dəyişdirdilər – onlar sensor təcrübəyə adətən inkişaf edən bir fərd kimi reaksiya vermirlər” dedi.

“Onların beyinləri ağrılı stimullara qarşı təsirli müdafiə davranışları yaratmır. Onların beyinləri ətraf mühitdə riski adekvat şəkildə emal etmir. Bu, onların sağlamlıqlarını və təhlükəsizliyini təhlükəyə atan davranışları həyata keçirməsi ilə nəticələnir. Onlar həmçinin təsirli dil formalaşdırmırlar.”

Bu üç çatışmazlığın (yəni, ağrılı stimullara cavab olaraq müdafiə davranışlarının olmaması, riskin qiymətləndirilməsinin pozulması və dil formalaşdıra bilməməsi) beyin daha sonra motor reaksiyasına çevrilən “plan” yaratmaq üçün sensor məlumatların işlənməsi ilə əlaqəli olduğu düşünülür. Bu, mahiyyət etibarı ilə heyvanın bədəninin sürətlə dəyişən və gözlənilməz mühitə davamlı olaraq uyğunlaşmasına imkan verən mövcud sensor məlumat əsasında necə hərəkət edəcəyi ilə bağlı planlaşdırılmış “proqramdır”.

Tədqiqatları çərçivəsində Rumbaugh və həmkarları insanlarda müşahidə edilən SYNGAP1 genetik pozğunluğunun siçan modeli üzərində təcrübələr aparıblar. Bu təcrübələr SYNGAP1 geninin ifadəsini anormal sensor emal ilə əlaqələndirən dövrə mexanizmlərini və bunun idrak performansını və uyğunlaşma davranışını necə aşağı saldığını yaxından araşdırmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur.

“Bu sənəd, Syngap1 kimi genlərin sensor qavrayış kimi daha yüksək koqnitiv funksiyaları təmin etmək üçün naqillərin beyinlərini necə təşviq etdiyi ilə bağlı dövrə və şəbəkə səviyyələrində fikir verməsi baxımından əhəmiyyətli bir irəliləyişdir” dedi Rumbaugh.

“Qavrama neyron şəbəkələri daxilində yaranan neyrokoqnitiv prosesdir və burada təcrübədən əldə edilən sensor məlumatın davranış reaksiyasının formalaşdırıla bilməsi üçün məna təyin olunur. Bu, heyvanların, o cümlədən insanların ətraf mühitə uyğunlaşmasına imkan verən mühüm prosesdir; autizm və əqli qüsur kimi inkişaf pozğunluqlarında pozulan bir prosesdir.”

Ümumilikdə, bu tədqiqatçılar qrupu tərəfindən toplanan tapıntılar, siçan kortikal həyəcanlandırıcı neyronlarda Syngap1-in avtonom ifadəsinin diqqətə əsaslanan toxunma obyektinin kəşfiyyatını və toxunma öyrənməsini dəstəklədiyini göstərir. Qabaqcıl davranış tapşırıqlarından istifadə edərək, Rumbaugh və onun həmkarları siçanlarda dəyişdirilmiş qavrayış davranışlarını beyin qabığında toxunma məlumatının necə kodlandığına dair dəyişikliklərlə birbaşa əlaqələndirə bildilər .

“Biz bu modeldə somatomotor kortikal-talamik şəbəkədə in vivo fiziologiyanı həyata keçirdik, çünki heyvanlar aktiv toxunma zamanı obyektləri araşdırdılar” dedi Rumbaugh. “Biz korteksdəki Syngap1 ifadəsinin bu sistem daxilində sinir dinamikasını tənzimlədiyini aşkar etdik. Bu, bədəndə baş verən sensor kodlaşdırmanın deyil, korteksdə hissiyyatın işlənməsinin pozulduğunu söylədi. Qeyd edək ki, Syngap1 modellərində toxunma kodlaşdırmasının alt-üst olduğunu gördük.

“Siçanlar, meymunlar və insanlarda zəif kəşfiyyatlı toxunuşlar kortikal “toxunma” neyronlarında aşağı sünbül sürətinə səbəb olur, güclü toxunuşlar isə bu eyni neyronlarda yüksək sıçrayış sürətlərinə səbəb olur (və bunu WT siçanlarında tapdıq). Korteks mexaniki toxunuşlara, məsələn, toxuma, mövqe və ya forma kimi məna verir. toxunuşlar yüksək sıçrayış nisbətlərinə səbəb oldu, güclü toxunuşlar isə aşağı sıçrayış nisbətlərinə səbəb oldu.”

Tədqiqatçılar siçanlarda müşahidə etdikləri proseslərin neyron dövrə səviyyəsində necə baş verdiyindən hələ də əmin deyillər və gələcək məqalələrdə bunu daha da araşdırmağı planlaşdırırlar. Bununla belə, onlar istifadə etdikləri Syngap1 siçan modelində kortikal talamik toxunma şəbəkəsinə xas olan dövrəyə xas qüsurları müəyyən edə bildilər.

“Biz aşkar etdik ki, motor korteks birləşmələrindən somatosensor korteksə qədər yayılmış kortikal hiperbağlantı var” dedi Rumbaugh. “Lakin, sensor talamus birləşmələrindən somatosensor korteksə hipobağlantı var idi. Beləliklə, insan pozğunluğu ilə əlaqəli Syngap1 mutasiyaları toxunma təcrübələrini düzgün olmayan şəkildə kodlayan sensor korteksə motor əksini vurğulayır.”

Rumbaugh və həmkarları tərəfindən araşdırılan siçan modelində, heyvanın toxunma duyğusu artıq effektiv qərar verməni dəstəkləmək üçün lazım olan məlumatları təmin etmir. Nəticədə, toxunma məlumatı ilə əlaqəli motor siqnalları “toplanır” ki, bu da planlar yaratmaq və adaptiv davranış planlarını yerinə yetirmək qabiliyyətinin pozulmasına çevrilir.

Rumbaugh izah etdi: “Bu pozulmuş hiss təcrübəsi yalnız toxunma duyğunuzu istifadə edərək iki oxşar obyekti fərqləndirməyə çalışarkən əlcək taxmağa bənzəyir”. “Obyektlər arasında nəyin fərqli olduğunu anlamaq çətin olardı, lakin Syngap1 siçan beyninin də impulsiv reaksiya problemi olduğu üçün heyvan bir sıra yanlış seçimlər edir.

“Heyvanlar susadığından (motivasiya təmin etmək üçün) bunun emosional səviyyədə çox sinir bozucu olacağını gözləmək olardı, lakin içki içməyin yeganə yolu düzgün cavab verməkdir. Bu, onların əqli qüsurlu autizmə səbəb olan genetik variantı varsa, həyatın necə yaşana biləcəyini perspektivə qoyur.”

Bu tədqiqatçılar qrupunun son məqaləsi, genlərin, xüsusən də SYNGAP1 geninin məqsədyönlü davranış reaksiyalarına təsir göstərə bilən sensor emal prosesini tənzimlədiyi prosesləri başa düşməyə kömək edir. Gələcəkdə bu, insan SYNGAP1 pozğunluqları və ya autizmlə əqli əlilliyə səbəb olan digər genetik pozğunluqlar haqqında mövcud anlayışı zənginləşdirə bilən, bildirilmiş kortikal sensorimotor dinamikaya yönəlmiş əlavə tədqiqatlara ilham verə bilər.

“Bir neçə istisna olmaqla, bizdən əvvəlki tədqiqatlar, əsasən, məqsədyönlü davranışların olmadığı halda sensor emala baxırdı. Onlar motor idarəetmə problemlərinin necə səhv cavablara səbəb olduğunu və ya sensor emalın refleksiv davranışlara (gözlənilməz sensor siqnallara cavab olaraq şüursuz hərəkətlər) necə təsir etdiyini qiymətləndirdilər “deyə Rumbaugh əlavə etdi.

“Növbəti tədqiqatlarımızda biz bu işi digər genetik modellərə də genişləndirməyi planlaşdırırıq. Həmçinin, autistik xüsusiyyətlər və idrak pozğunluğu ilə əlaqəli beyin funksiyasının aspektlərinin əsasını təşkil edən disfunksiyalı dövrələri yoxlamaq üçün bir vasitə kimi Syngap1 siçanlarının bütün beynində sıx elektrofizioloji qeydlər aparmağı planlaşdırırıq.”

Daha çox məlumat: Thomas Vaissiere et al, Syngap1 kortikal sensorimotor dinamikanın tənzimlənməsi yolu ilə idrak funksiyasını təşviq edir, Təbiət Əlaqələri (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-56125-0 .

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

© 2025 Science X Network