Para peneliti yang dipimpin oleh MIT melaporkan bahwa mutasi yang terkait dengan skizofrenia pada gen GRIN2A mengurangi aktivitas dalam sirkuit talamus mediodorsal–korteks prefrontal yang membantu otak memperbarui keyakinan menggunakan informasi baru. Dalam eksperimen, tikus yang membawa mutasi tersebut lebih lambat dalam mengubah pilihan saat kondisi imbalan berubah, dan aktivasi optogenetik neuron talamus mediodorsal membuat perilaku mereka lebih mirip dengan tikus yang tidak terdampak, lapor tim tersebut di Nature Neuroscience.
Mutasi yang terkait dengan skizofrenia pada gen GRIN2A mengganggu aktivitas di sirkuit otak yang menghubungkan talamus mediodorsal dan korteks prefrontal, menurut sebuah studi dari para peneliti di Massachusetts Institute of Technology.
Penelitian ini dipimpin oleh Guoping Feng dari MIT dan Michael Halassa dari Tufts University School of Medicine, yang tercantum sebagai penulis senior studi tersebut. Tingting Zhou dan Yi-Yun Ho adalah penulis utama makalah tersebut, menurut MIT.
Para peneliti menggambarkan jalur talamus mediodorsal–korteks prefrontal sebagai bagian dari sirkuit talamokortikal yang terlibat dalam fungsi kognitif seperti kendali eksekutif dan pengambilan keputusan, termasuk kemampuan untuk memperbarui keyakinan berdasarkan informasi yang masuk.
Untuk menyelidiki bagaimana mutasi tersebut memengaruhi perilaku, Zhou merancang eksperimen pembelajaran imbalan di mana tikus memilih antara dua tuas untuk mendapatkan imbalan makanan. Satu tuas pada awalnya memberikan imbalan yang lebih tinggi, sementara upaya yang diperlukan untuk mendapatkan imbalan yang lebih tinggi tersebut meningkat seiring waktu. MIT mengatakan bahwa, seiring berjalannya tugas, tikus yang tidak terdampak cenderung menyesuaikan pilihan mereka dan akhirnya beralih ke opsi dengan imbalan yang lebih rendah setelah keseimbangan biaya-manfaat berubah, sementara tikus dengan mutasi GRIN2A beralih lebih lambat dan menghabiskan waktu lebih lama untuk bergantian antar opsi.
Dengan menggunakan pencitraan ultrasonografi fungsional dan rekaman listrik, para peneliti melaporkan bahwa wilayah otak yang paling terdampak oleh mutasi GRIN2A adalah talamus mediodorsal. Mereka juga melaporkan bahwa aktivitas neuronal di wilayah ini melacak perubahan nilai relatif dari opsi imbalan tersebut.
Dalam serangkaian eksperimen lainnya, tim tersebut menggunakan optogenetika untuk mengaktifkan neuron talamus mediodorsal pada tikus mutan. MIT mengatakan bahwa ketika neuron tersebut distimulasi, tikus mulai berperilaku lebih seperti tikus tanpa mutasi.
Zhou menjelaskan hipotesis yang lebih luas yang memotivasi penelitian ini sebagai gangguan dalam bagaimana otak menyeimbangkan ekspektasi yang ada dengan input sensorik baru. "Apa yang terjadi pada pasien skizofrenia adalah mereka terlalu mengandalkan keyakinan sebelumnya. Mereka tidak menggunakan input saat ini sebanyak yang seharusnya untuk memperbarui apa yang mereka yakini sebelumnya," kata Zhou.
Para peneliti memperingatkan bahwa hanya sebagian kecil orang dengan skizofrenia yang membawa mutasi pada GRIN2A, tetapi berpendapat bahwa disfungsi dalam sirkuit ini dapat mewakili mekanisme bersama yang berkontribusi terhadap gangguan kognitif pada setidaknya beberapa pasien. Studi ini muncul di Nature Neuroscience, dan tim tersebut mengatakan bahwa mereka sekarang sedang bekerja untuk mengidentifikasi target yang berpotensi dapat diobati dalam sirkuit tersebut.
