Исследователи из Института психиатрии Макса Планка исследовали, как гормоны стресса влияют на раннее развитие клеток головного мозга в коре головного мозга плода. Кора головного мозга — важнейшая область мозга, отвечающая за мышление. Команда смогла продемонстрировать причинно-следственные связи между гормонами стресса и измененной структурой мозга, которые связаны с более высоким уровнем образования в более позднем возрасте.
Гормональная группа глюкокортикоидов имеет решающее значение для регуляции нашего метаболизма и иммунного ответа , а также для развития таких органов, как мозг и легкие, до рождения. Гормоны высвобождаются в ответ на стресс и могут передаваться от матери к плоду. Одним из самых известных гормонов стресса является кортизол. Синтетические формы назначают, например, при беременности с высоким риском преждевременных родов, чтобы помочь созреванию легких плода.
«Мы обнаружили, что глюкокортикоиды, присутствующие на ранних стадиях беременности в первом или начале второго триместра, увеличивают количество определенного типа клеток головного мозга, которые формируются на очень ранних стадиях развития (так называемые базальные клетки-предшественники)», - сообщает Анти К. Кронтира, который возглавил исследование , опубликованное в журнале Neuron . «Это клетки, которые важны для роста коры головного мозга » .
Для своих исследований ученые использовали так называемые органоиды мозга. Это модели развивающегося мозга, полученные из человеческой кожи или клеток крови и созревающие в чашке Петри. Они воспроизводят ранние стадии развития созревающего мозга и, таким образом, дают представление о первых шагах развития человеческого мозга.
Глюкокортикоиды действуют через белок ZBTB16, изменяя развитие коры головного мозга, что приводит к образованию большего количества нейронов. Исследователи подробно рассмотрели генетический вариант, который приводит к повышению уровня ZBTB16 в ответ на глюкокортикоиды. Они обнаружили причинно-следственные связи с измененной структурой мозга и получением высшего образования в более позднем возрасте. Эта связь была дополнительно подтверждена данными исследования, в котором наблюдали за беременными женщинами и их потомками.
Время беременности имеет решающее значение
Многие исследования в прошлом показали, что глюкокортикоиды на поздних сроках беременности, в третьем триместре, вызывают неблагоприятные последствия для потомства, включая потерю нейронных связей и повышенный риск психических расстройств в более позднем возрасте. «Наше исследование показывает, что те же гормоны, присутствующие на ранних стадиях беременности, могут иметь противоположный эффект», — сообщает Кронтира.
Это связано с нейрогенезом, процессом образования нейронов из клеток-предшественников, который активен на ранних, но не на поздних сроках беременности. «Мы обнаружили, что глюкокортикоиды на ранних этапах беременности увеличивают количество клеток-предшественников и нейронов, и это связано с полезными фенотипами для потомства, такими как повышение когнитивных способностей », — объясняет Кронтира. Те же результаты были бы невозможны для глюкокортикоидов на поздних сроках беременности, поскольку тогда производство нейронов из клеток-предшественников больше не происходит.
«Наше исследование открывает путь на клеточном и молекулярном уровне , который объясняет, как глюкокортикоиды влияют на развитие коры головного мозга человека, что имеет потенциальные последствия для когнитивных способностей и структуры мозга в более позднем возрасте», — говорит директор института Элизабет Биндер.
Знание этих самых ранних процессов развития важно, поскольку оно может позволить использовать терапевтические подходы на такой ранней стадии развития человека через мать.
