一项新的研究可以解释为什么自闭症患者对光和噪音通常高度敏感

许多自闭症谱系障碍患者对光线、噪音和其他感官输入高度敏感。一项针对小鼠的新研究揭示了一种神经回路，似乎是这种超敏反应的基础，这为开发新的治疗方法提供了一种可能的策略。

麻省理工学院(MIT)和布朗大学(Brown University)的神经科学家发现，缺乏一种名为Shank3的蛋白质(这种蛋白质此前被认为与自闭症有关)的老鼠，对胡须的触摸比基因上的更敏感正常小鼠．这些shank3缺陷小鼠也存在兴奋性过活跃神经元在大脑中一个叫做体感皮层的区域，研究人员认为这是他们过度反应的原因。

目前还没有治疗感觉超敏的方法，但研究人员认为，揭示这种敏感性的细胞基础可能有助于科学家开发潜在的治疗方法。

“我们希望我们的研究可以为下一代治疗开发指明正确的方向，”麻省理工学院的James W.和Patricia Poitras神经科学教授、麻省理工学院麦戈文大脑研究所成员冯国平说。

冯和布朗大学神经科学教授克里斯托弗·摩尔是这篇论文的资深作者自然神经科学．麦戈文研究所的科学家陈倩和布朗大学博士后克里斯托弗·戴斯特是这项研究的主要作者。

太过兴奋

Shank3蛋白对突触的功能非常重要，突触是神经元之间相互沟通的连接。冯此前曾证明，缺乏Shank3基因的小鼠表现出许多与自闭症相关的特征，包括避免社交，强迫性和重复性行为。

在这项新研究中，冯和他的同事开始研究这些老鼠是否也表现出感官过敏。对老鼠来说，最重要的来源之一感觉输入是胡须，帮助它们导航和保持平衡，还有其他功能。

研究人员开发了一种方法来测量老鼠对胡须轻微偏转的敏感性，然后训练突变的Shank3老鼠和正常(“野生型”)老鼠，让它们在感到胡须被触摸时表现出信号行为。他们发现缺少Shank3的老鼠准确地报告了非常轻微的偏转，而正常老鼠没有注意到。

“它们对微弱的感官输入非常敏感，而野生型小鼠几乎无法检测到，”冯说。“这是他们感官过度反应的直接迹象。”

一旦他们确定突变小鼠经历了感觉过敏，研究人员就开始分析潜在的神经活动。为了做到这一点，他们使用了一种可以测量钙水平的成像技术，钙水平表明特定细胞类型的神经活动。

他们发现，当老鼠的胡须被触摸时，体感皮层的兴奋性神经元会过度活跃。这有点令人惊讶，因为当Shank3缺失时，突触活动应该会下降。这使得研究人员推测，问题的根源在于抑制神经元中Shank3的水平较低，而抑制神经元通常会降低兴奋神经元的活性。在这个假设下，减少抑制性神经元的活动将允许兴奋性神经元不受抑制，导致感觉过敏。

为了验证这一想法，研究人员对老鼠进行了基因改造，这样它们就可以只在体感皮层的抑制神经元中关闭Shank3的表达。正如他们所怀疑的那样，他们发现在这些小鼠中，兴奋性神经元过度活跃，尽管这些神经元的Shank3水平正常。

“如果你只删除抑制神经元中的Shank3躯体感觉皮质当这些老鼠的大脑和身体的其他部分正常时，你会看到类似的现象，这些老鼠的兴奋性神经元极度活跃，感觉灵敏度增加，”冯说。

扭转超敏反应

冯说，研究结果表明，恢复正常水平的神经元活动可以逆转这种过敏。

他说:“这给我们提供了一个细胞靶点，未来我们可以如何潜在地调节抑制神经元的活性水平，这可能有助于纠正这种感觉异常。”

还有很多关于老鼠有关联的缺陷抑制性神经元到神经系统疾病，包括脆性X染色体综合征和Rett综合征，以及自闭症。

“我们的研究是提供抑制缺陷和感觉异常之间的直接和因果联系的几个研究之一，至少在这个模型中，”冯说。“它提供了进一步的证据，支持抑制神经元缺陷作为模型的关键机制之一自闭症谱系障碍．"

他现在计划研究动物发育过程中这些损伤出现的时间，这可能有助于指导可能的治疗方法的开发。冯说，现有的药物可以抑制兴奋性神经元，但如果在整个大脑中使用这些药物会产生镇静作用，所以更有针对性的治疗可能是更好的选择。

“我们还没有一个明确的目标，但我们有一个明确的细胞现象来帮助指导我们，”他说。“我们离研制出治疗方法还有很长的路要走，但我们很高兴我们已经发现了缺陷，指明了我们应该往的方向。”

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