Activitatea neuronală timpurie reglează gena asociată vorbirii pentru dezvoltarea circuitelor de comunicare
Comunicația începe cu mult înainte ca copiii să învețe să vorbească. O echipă de cercetători de la National Yang Ming Chiao Tung University (NYCU) din Taiwan a descoperit cum activitatea cerebrală timpurie contribuie la construirea circuitelor de comunicare în dezvoltare prin reglarea genei FOXP2/Foxp2, asociată cu vorbirea umană și tulburările de comunicare.
Studiul, publicat în EMBO Reports, prezintă un cadru integrat care leagă activitatea neuronală, dezvoltarea circuitelor vocale și reglarea dependentă de activitate a Foxp2 în primele etape ale vieții. Cercetătorii au studiat șoareci neonatali care emit vocalizări ultrasonice atunci când sunt separați de mamele lor. Aceste vocalizări sunt utilizate pe scară largă pentru a studia comunicarea socială timpurie și tulburările neurodezvoltării.
Folosind tehnici avansate de etichetare a activității, înregistrare neuronală în timp real și manipularea circuitelor, echipa NYCU a identificat un circuit de comunicare anterior subapreciat, care leagă cortexul prefrontal ventromedial (vmPFC) de striat. Neuronii din acest circuit au devenit extrem de activi imediat înainte de vocalizări, sugerând că acest traseu contribuie la inițierea sau reglarea comunicării vocale. Această descoperire îndreaptă atenția dincolo de centrele vocale tradiționale din trunchiul cerebral și subliniază importanța unui circuit cortical superior implicat în dezvoltarea comunicării timpurii.
„Am descoperit că activitatea neuronală timpurie nu însoțește pur și simplu vocalizarea; ea contribuie la maturarea circuitelor de comunicare. Aceasta sugerează că rețelele cerebrale legate de comunicare sunt rafinate dinamic în timpul dezvoltării prin interacțiuni între activitatea neuronală și reglarea genelor”, a declarat Dr. Shih-Yun Chen, primul autor, Institutul de Neuroștiință de la NYCU.
Echipa NYCU a demonstrat că activarea acestui circuit a crescut expresia Foxp2, o genă adesea descrisă ca fiind legată de vorbire, deoarece mutațiile la oameni sunt asociate cu apraxia de vorbire în copilărie și alte deficiențe de comunicare. Activitatea neuronală crescută a promovat de asemenea formarea conexiunilor sinaptice în cadrul căilor corticostriatale în dezvoltare, care integrează informații emoționale, senzoriale și motorii. Este important de menționat că stimularea circuitului în timpul dezvoltării a restaurat parțial deficitele vocale la șoarecii cu o mutație Foxp2. Această concluzie nu sugerează o terapie, dar indică faptul că circuitele legate de comunicare pot rămâne biologic receptive în perioada timpurie a dezvoltării.
„Această lucrare oferă o nouă perspectivă asupra modului în care activitatea neuronală și reglarea genelor interacționează în timpul maturării circuitelor legate de comunicare”, a afirmat Dr. Hsiao-Ying Kuo, autor corespunzător, Institutul de Anatomie și Biologie Celulară de la NYCU. „Înțelegerea acestor mecanisme de dezvoltare ar putea ajuta la ghidarea cercetărilor viitoare asupra dificultăților de comunicare socială asociate cu tulburările neurodezvoltării.”
Deși studiul a fost realizat pe modele de rozătoare, aceste descoperiri oferă o nouă modalitate de a înțelege cum circuitele cerebrale superioare pun bazele comunicării în viața timpurie. Lucrările ar putea oferi un cadru biologic pentru a studia modul în care perturbările timpurii în dezvoltarea cerebrală sunt asociate cu dificultăți ulterioare în vorbire și comunicare socială, precum și de ce dezvoltarea cerebrală timpurie poate oferi oportunități importante pentru sprijin și intervenție.
