Під опуклою корою головного мозку людини менші структури працюють у відносній невідомості. Підкіркові області, також відомі як «глибокий мозок», відіграють ключову роль у таких функціях, як увага, емоції, руховий контроль і навчання. Вони також беруть участь у багатьох неврологічних розладах. Дослідження пов’язують варіації об’єму підкіркових структур із низкою станів, включаючи шизофренію, хворобу Паркінсона та ADHD.
У новому великомасштабному дослідженні дослідники пролили світло на те, як 254 генетичних варіанти можуть впливати на розвиток певних підкіркових структур, потенційно впливаючи на деякі важливі операції в глибині мозку. Це може допомогти прояснити генетичне походження розладів мозку, пояснює співавтор і нейробіолог Пол М. Томпсон з Університету Південної Каліфорнії (USC).
«Відомо, що багато захворювань мозку є частково генетичними, але з наукової точки зору ми хочемо знайти конкретні зміни в генетичному коді, які їх спричиняють», — каже Томпсон.
Дослідження представляє масштабну наукову роботу, яка включає міжнародну групу з 189 дослідників, які проаналізували генетичні дані 74 898 окремих учасників у 19 країнах, а також МРТ- сканування мозку, що вимірює об’єм підкіркових областей, таких як мигдалина, стовбур мозку, гіпокамп, путамен, і таламуса.
Частково це стало можливим завдяки консорціуму Enhancing Neuro Imaging Genetics through Meta-Analysis (ENIGMA), міжнародному проекту, заснованому на Медичній школі імені Кека USC, який об’єднує роботу понад 1000 дослідницьких лабораторій у 45 країнах.
«Проводячи ці дослідження в усьому світі, ми починаємо розбиратися в тому, що називається «генетичною сутністю людства», — каже Томпсон, головний дослідник ENIGMA.
Команда використовувала дослідницьку техніку, відому як загальногеномне дослідження асоціацій (GWAS), яке аналізує варіації в послідовностях ДНК у геномах великої кількості людей, щоб виявити маркери різних рис або захворювань. Дослідження виявило 254 генетичні варіанти, пов’язані з об’ємом у різних підкіркових областях, повідомляють автори, що становить до 10 відсотків спостережуваних відмінностей в об’ємі між учасниками дослідження.
Дослідники пишуть, що це був «найбільший на сьогодні мета-аналіз GWAS внутрішньочерепних і підкіркових об’ємів мозку», що дає змогу зрозуміти генетичні основи змін об’єму мозку та відповідних розладів. Дослідження виявило генетичні кореляції для восьми підкіркових об’ємів мозку з хворобою Паркінсона та трьох з ADHD.
Така інформація життєво важлива для розробки кращих методів лікування, каже Мігель Рентерія, доцент кафедри обчислювальної нейрогеноміки Квінслендського інституту медичних досліджень.
«Є переконливі докази того, що ADHD і хвороба Паркінсона мають біологічну основу, і це дослідження є необхідним кроком до розуміння та, зрештою, більш ефективного лікування цих станів», — говорить Рентерія, головний дослідник нового дослідження.
«Наші результати показують, що генетичні впливи, які лежать в основі індивідуальних відмінностей у структурі мозку, можуть бути основоположними для розуміння основних причин пов’язаних з мозком розладів».
Дослідники відзначають, що попередні дослідження вже встановили зв’язок між певними розладами та підкірковими структурами, такими як хвороба Паркінсона та базальні ганглії. Але ці знахідки знімають ще один великий шар, додають вони, дозволяючи нам побачити, як генетичні варіанти впливають на розвиток критичних структур мозку, що, своєю чергою, може спричинити пов’язані з цим захворювання.
Останнє залишається спекулятивним, зазначають дослідники. Але хоча ще потрібні додаткові дослідження, щоб довести, чи можуть і як саме генетичні варіації відповідальні за розлади мозку, нове дослідження дає переконливі підказки.
«Ця стаття вперше точно визначає, де саме ці гени діють у мозку», — каже Томпсон. Дослідження було опубліковано в Nature Genetics.
