En studie ledd av Virginia Tech visar att baslinjeaktivitet i cerebellära Purkinjeceller inte på ett tillförlitligt sätt kan förutsäga aktiviteten i neuron i de djupa cerebellära kärnorna i flera musmodeller som används för att studera rörelsestörningar, vilket utmanar en vanlig antagande inom cerebellär forskning.
En studie från Fralin Biomedical Research Institute vid VTC, Virginia Tech, får forskare att ompröva en flitigt använd förenkling inom cerebellär forskning: att använda Purkinjecellernas signaler som en ersättare för vad som händer i lillhjärnans utgångsneuroner.
Forskningen, som publicerats i The Journal of Physiology, visade att aktiviteten i Purkinjeceller inte på ett tillförlitligt sätt kunde förutsäga aktiviteten i djupa cerebellära kärnor, trots den direkta anatomiska kopplingen där Purkinjeceller hämmar kärnceller.
"Vi ser att det inte finns ett tydligt linjärt förhållande mellan aktiviteten i Purkinjecellerna och i de djupa kärncellerna. Det finns alltså en mycket begränsad förutsägbarhet i att övervaka den ena för att förstå vad som händer i den andra", säger Meike van der Heijden, biträdande professor vid Fralin Biomedical Research Institute vid VTC.
Studiens huvudförfattare, Alyssa Lyon – doktorand vid Virginia Techs program för translationell biologi, medicin och hälsa – menar att resultaten är betydelsefulla eftersom både Purkinjeceller och djupa kärncellers aktivitet kan störas vid sjukdomstillstånd.
"Aktiviteten i Purkinjeceller och djupa cerebellära kärnor störs vid sjukdom, och en bättre förståelse för förhållandet mellan dessa neurontyper kommer i slutändan att bidra till att optimera behandlingar för sjukdomar som dystoni, ataxi och tremor", säger Lyon.
En anledning till att Purkinjeceller har studerats mer ingående är praktisk: de ligger i lillhjärnebarken, närmare hjärnans yta, vilket gör dem lättare att mäta än djupa kärnneuroner, som är belägna längre ner.
För att testa om Purkinjecellernas aktivitet kan fungera som en pålitlig indikator analyserade teamet elektrofysiologiska registreringar från prekliniska (mus)modeller av cerebellär sjukdom och fann ingen signifikant korrelation mellan de två cellpopulationerna.
"Vi menar att om man vill veta hur lillhjärnan beter sig vid ett sjukdomstillstånd, måste man titta på de djupa kärnneuronerna, inte bara på Purkinjecellerna", säger van der Heijden.
Van der Heijden manar också till försiktighet när det gäller antagandet att behandlingar som syftar till att förändra Purkinjecellernas aktivitet förutsägbart kommer att översättas till förändringar i aktiviteten i de djupa kärnorna.
"Detta är en varningssignal för hur vi förstår cerebellär aktivitet vid sjukdom, men också för hur vi behandlar dessa svårhanterliga sjukdomar", säger hon. "Vi måste vara mycket försiktiga med att göra antaganden och faktiskt genomföra experiment för att testa våra hypoteser."
Taggar: ["Forskning","Hälsa","Neurovetenskap","Hjärnsjukdomar"]
