Schizofrenie: hersynchronisatiecircuits kunnen de symptomen stoppen
Schizofrenie is een complexe mentale aandoening die nog steeds niet volledig wordt begrepen in termen van hoe hersencircuits verband houden met gedragssymptomen. Nu lijken wetenschappers echter een manier te hebben gevonden om sommige symptomen te laten verdwijnen.
Recente studies hebben gesuggereerd dat sommige van de symptomen van schizofrenie - zoals geheugenproblemen, hallucinaties en hyperactiviteit - te wijten kunnen zijn aan "gedesynchroniseerde" hersencellen.
Op celniveau is hiervoor echter nog geen biologische verklaring.
De onderzoekers van de Universiteit van Genève in Zwitserland zeggen dat de desynchronisatie het gevolg is van een tekortkoming in een type cel dat zich gedraagt als een orkestdirigent.
Toen ze de functie van deze cel herstelden bij volwassen muizen die waren gefokt om gedragssymptomen van schizofrenie te ontwikkelen, verdwenen de symptomen.
Er is een wetenschappelijk rapport over hun nieuwe bevindingen in een artikel dat nu in het tijdschrift voorkomt Nature Neuroscience.
Disfunctionele remmende neuronen
Het muismodel bestond uit volwassen muizen die waren ontworpen om een schizofrenie-risicogen te dragen en die enkele gedragssymptomen van de aandoening ontwikkelden.
Een vergelijking van een hersencircuit in deze muizen met die van controle, niet-gemodificeerde muizen, onthulde dat in de laatste de duizenden cellen in het circuit zich op een gecoördineerde, gesynchroniseerde manier gedroegen, volgens een precieze tijdsequentie.
De cellen in hetzelfde circuit van de schizofrenie-modelmuizen waren net zo actief, maar de activiteit was ongecoördineerd. Dit was te wijten aan disfunctie in een groep cellen die bekend staat als 'remmende neuronen'.
"De organisatie en synchronisatie van neurale netwerken", zegt senior studie auteur Alan Carleton van de afdeling Basic Neuroscience, "wordt bereikt door de tussenkomst van subpopulaties van remmende neuronen, waaronder parvalbumine neuronen."
In hun schizofrenie-muismodel waren de remmende neuronen echter 'veel minder actief', legt hij uit, eraan toevoegend dat wanneer er onvoldoende 'remming is om de elektrische activiteit van andere neuronen in het netwerk te controleren en te structureren, anarchie heerst'.
Genetische en ecologische oorsprong
Schizofrenie is een ernstige aandoening die denken, voelen, gedrag en interactie met anderen kan beïnvloeden. Hoewel de symptomen van persoon tot persoon sterk kunnen verschillen, is de ziekte langdurig en vaak invaliderend.
Een persoon met schizofrenie ervaart psychotische symptomen en kan overkomen alsof ze geen voeling hebben met de werkelijkheid. Ze kunnen 'stemmen horen', hallucinaties en waanvoorstellingen ervaren, geen emoties uiten, ongeordende gedachten hebben en geloven dat anderen van plan zijn hen kwaad te doen.
Onderzoekers zijn van mening dat zowel genetische als omgevingsfactoren bijdragen aan de oorzaak en ontwikkeling van schizofrenie. Er zijn veel genen in verband gebracht met de aandoening, en men denkt ook dat blootstelling aan bepaalde virussen en problemen tijdens de geboorte ook een rol kunnen spelen.
Hoewel behandeling en ondersteuning kunnen helpen, kan het dagelijkse leven een enorme uitdaging vormen voor mensen met schizofrenie, waardoor het moeilijk wordt om een onafhankelijk leven te leiden, kwalificaties te verwerven, relaties aan te gaan en te onderhouden en een productief werk veilig te stellen.
Het is niet eenvoudig om de prevalentie van schizofrenie in te schatten vanwege de complexiteit van de ziekte en de vele manieren om deze te diagnosticeren. Ook overlappen de symptomen vaak met die van andere ziekten, zoals een bipolaire stoornis.
Daarom worden de schattingen vaak gecombineerd met die van andere aandoeningen. Deze schattingen lopen uiteen van 0,25 procent tot 0,75 procent van de bevolking.
Een muismodel van schizofrenie
Om de neurale onderbouwing van schizofrenie beter te onderzoeken, hebben Carleton en collega's muizen ontwikkeld met een genmutatie die equivalent is aan een die DiGeorge - of 22q11-deletiesyndroom - bij mensen veroorzaakt. Mensen met dit syndroom missen tientallen genen op chromosoom 22.
Hoewel veel genmutaties in verband zijn gebracht met schizofrenie, kozen de onderzoekers voor 22q11-deletie omdat dit "het hoogste genetische risico op het ontwikkelen van schizofrenie vertegenwoordigt".
Ze concentreerden zich op een neuraal netwerk in de hippocampus dat bekend staat als het CA1-gebied en merkten op dat verschillende kenmerken van dit gebied verschillen in de schizofrenie-modelmuizen van die van controlemuizen. Deze kenmerken omvatten de "structurele en elektrofysiologische eigenschappen" en "functionele connectiviteit met verre hersengebieden."
Ze bestudeerden de verschillen in "netwerkdynamiek en gedrag" van het muismodel en hoe ze reageerden op pogingen om het te manipuleren door de parvalbumine-remmende neuronen te stimuleren.
We zouden de ‘functionele hersendynamiek’ kunnen herstellen
Door de onderactieve parvalbumine-remmende neuronen in de volwassen schizofrenie-modelmuizen te stimuleren, werkte het neurale netwerk synchroon en opeenvolgend zoals dat van de controlemuizen.
Dit corrigeerde ook een deel van het abnormale gedrag van de volwassen schizofrenie-modelmuizen, in die zin dat ze niet meer hyperactief waren en geen geheugenproblemen vertoonden.
De auteurs van het onderzoek suggereren dat hun bevindingen aantonen dat het mogelijk is om "functionele hersendynamiek en typische gedragspatronen te herstellen", zelfs op volwassen leeftijd.
"Dit is echt essentieel", legt Carleton uit en merkt op, "[S] chizofrenie ontwikkelt zich in de late adolescentie, hoewel de neurale veranderingen waarschijnlijk aanwezig zijn sinds de neurologische ontwikkelingsfase."
Hij en zijn team zijn nu van plan om een soortgelijk onderzoek uit te voeren naar schizofrenie die voortkomt uit andere risicogenen.
"Volgens onze resultaten kan het versterken van de werking van een slecht actief remmend neuron, zelfs nadat de hersenen zich hebben ontwikkeld, voldoende zijn om de goede werking van deze neurale netwerken te herstellen, waardoor bepaald pathologisch gedrag verdwijnt."
Alan Carleton
