Опухоли головного мозга являются когнитивными паразитами - как рак мозга захватывает нервные цепи и вызывает снижение когнитивных способностей

Пациенты с глиобластомой, самым смертельным типом опухоли головного мозга у взрослых, испытывают особенно резкое снижение качества жизни. Считается, что глиобластомы ухудшают нормальные функции мозга, сжимая и вызывая отек здоровых тканей или конкурируя с ними за кровоснабжение.

Что именно вызывает снижение когнитивных способностей у пациентов с опухолями головного мозга, до сих пор неизвестно. В недавно опубликованном исследовании ученые обнаружили, что опухоли могут не только ремоделировать нервные цепи, но и что сама деятельность мозга может стимулировать рост опухоли.

Нейробиолог и нейрохирург в Калифорнийском университете в Сан-Франциско сосредоточены на опухолях головного мозга, которые ремоделируют нейронные цепи и как эти изменения влияют на язык, двигательную и когнитивную функцию. Они обнаружили ранее неизвестный механизм, который опухоли головного мозга используют для захвата и модификации схем мозга, которые вызывают снижение когнитивных способностей у пациентов с глиомой.

Ученые задавались вопросом, как цикл обратной связи влияет на поведение и познание людей с раком мозга. Чтобы изучить, как глиобластомы взаимодействуют с нейронными контурами в мозге человека, ученые записали активность мозга пациентов с глиомами в режиме реального времени, когда им показали фотографии общих объектов или животных, и попросили назвать то, что они изображали во время операции на головном мозге для удаления опухоли.

В то время как пациенты выполняли эти задачи, языковые сети в их мозге были активированы, как и ожидалось. Тем не менее ученые обнаружили, что области мозга, в которые опухоли проникли довольно далеко от известных языковых зон мозга, также активировались во время этих задач. Это неожиданное открытие показывает, что опухоли угоняют и реструктурируют связи в окружающей их ткани мозга и повышают их активность.

Это может объяснить снижение когнитивных способностей, часто связанных с прогрессированием глиом. Однако, непосредственно зарегистрировав электрическую активность мозга с помощью электрокортикографии, исследователи показали, что, несмотря на гиперактивность, эти отдаленные области мозга значительно снизили вычислительную мощность. Это было особенно актуально для обработки более сложных, менее часто используемых слов, таких как "петух", по сравнению с простыми, более часто используемыми словами, такими как "автомобиль". Это означало, что клетки мозга, запутанные в опухоли, настолько скомпрометированы, что им нужно набирать дополнительные клетки для выполнения задач, ранее контролируемых меньшей определенной областью.

Тут проводится аналогия с оркестром. Музыканты должны играть синхронно, чтобы музыка работала. Когда оркестр теряет виолончели и деревянные духовые, оставшиеся музыканты не могут доставить пьесу так эффективно, как когда присутствуют все игроки. Аналогичным образом, когда опухоли головного мозга захватывают окружающие его области, мозг менее способен эффективно функционировать.

Выяснилось, что опухоли могут ухудшать познание, влияя на нейронные связи. Затем были дополнительно изучены их связи друг с другом и со здоровыми нейронами с помощью моделей мышей и органоидов мозга, которые представляют собой кластеры клеток мозга, выращенных в чашке Петри.

Эти эксперименты показали, что опухолевые клетки выделяют белок под названием тромбоспондин-1, который играет ключевую роль в продвижении гиперактивности клеток мозга. Ученые задавались вопросом, остановит ли блокировка этого белка, который обычно помогает нейронам формировать синапсы, рост опухоли и продлит ли выживание мышей с глиобластомой. Сообщает MedicalXpress.