Forskare ledda av MIT rapporterar att en schizofrenikopplad mutation i genen GRIN2A minskar aktiviteten i en krets mellan mediodorsala talamus och prefrontala cortex, vilken hjälper hjärnan att uppdatera övertygelser baserat på ny information. I experiment var möss med mutationen långsammare på att ändra val när belöningsförhållanden förändrades, och optogenetisk aktivering av neuroner i mediodorsala talamus gjorde att deras beteende liknade opåverkade möss mer, rapporterar teamet i Nature Neuroscience.
En schizofrenikopplad mutation i genen GRIN2A stör aktiviteten i en hjärnkrets som förbinder mediodorsala talamus och prefrontala cortex, enligt en studie från forskare vid Massachusetts Institute of Technology.
Arbetet leddes av Guoping Feng vid MIT och Michael Halassa vid Tufts University School of Medicine, som står som studiens seniora författare. Tingting Zhou och Yi-Yun Ho är tidningens huvudförfattare, uppger MIT.
Forskare beskriver vägen mellan mediodorsala talamus och prefrontala cortex som en del av en talamokortikal krets involverad i kognitiva funktioner som exekutiv kontroll och beslutsfattande, inklusive förmågan att uppdatera övertygelser baserat på inkommande information.
För att undersöka hur mutationen påverkar beteendet designade Zhou ett experiment för belöningsinlärning där möss fick välja mellan två spakar för att erhålla en matbelöning. En spak gav initialt en högre belöning, medan ansträngningen som krävdes för att få den högre belöningen ökade över tid. MIT uppger att opåverkade möss, allt eftersom uppgiften fortskred, tenderade att justera sina val och slutligen bytte till alternativet med lägre belöning när kostnad-nyttabalansen förändrades, medan möss med GRIN2A-mutationen bytte senare och tillbringade längre tid med att växla mellan alternativen.
Med hjälp av funktionell ultraljudsavbildning och elektriska mätningar rapporterade forskarna att den hjärnregion som påverkades mest av GRIN2A-mutationen var mediodorsala talamus. De rapporterade också att neuronal aktivitet i denna region följde förändringar i det relativa värdet av belöningsalternativen.
I en annan uppsättning experiment använde teamet optogenetik för att aktivera neuroner i mediodorsala talamus hos de muterade mössen. MIT uppger att när dessa neuroner stimulerades, började mössen bete sig mer likt möss utan mutationen.
Zhou beskrev den bredare hypotesen bakom arbetet som en nedsättning i hur hjärnan balanserar befintliga förväntningar mot nya sensoriska intryck. ”Vad som händer hos schizofrenipatienter är att de väger sin tidigare övertygelse för tungt. De använder inte lika mycket aktuell information för att uppdatera vad de trodde tidigare”, sade Zhou.
Forskarna påpekade att endast en liten andel av personer med schizofreni bär på mutationer i GRIN2A, men hävdade att dysfunktion i denna krets skulle kunna utgöra en gemensam mekanism som bidrar till kognitiv nedsättning hos åtminstone vissa patienter. Studien publiceras i Nature Neuroscience, och teamet uppgav att de nu arbetar med att identifiera potentiella måltavlor för läkemedel inom kretsen.
