ارتباط ژنتیکی حجم مغز با بیماری پارکینسون و ADHD

آیا می‌دانستید که اندازه مغز شما می‌تواند در ابتلا به بیماری‌هایی مانند پارکینسون و ADHD نقش داشته باشد؟  محققان دریافته‌اند که ژن‌های ما نه تنها بر اندازه مغز ما تأثیر می‌گذارند، بلکه می‌توانند خطر ابتلا به این بیماری‌ها را نیز پیش‌بینی کنند.

ارتباط حجم مغز با خطر ابتلا به بیماری پارکینسون و اختلال کمبود توجه بیش‌فعالی (ADHD)

به گزارش زوم تک از مدیکال نیوز تودی، گروهی بین‌المللی از محققان دریافته‌اند که حجم مغز با خطر ابتلا به بیماری پارکینسون و اختلال کمبود توجه بیش‌فعالی (ADHD) مرتبط است.

در یک مطالعه‌ی گسترده، این محققان موفق به شناسایی تعدادی از انواع ژنتیکی جدید شدند که با حجم ۹ بخش از ساختارهای زیرقشری مغز مرتبط هستند.

آن‌ها نشان دادند که می‌توانند با استفاده از امتیازهای پلی‌ژنیک که با استفاده از این انواع ژنتیکی ایجاد کرده‌اند، اندازه‌گیری بخش‌هایی از مغز را پیش‌بینی کنند. جالب اینجاست که این امتیازها در گروه‌های مختلف با نژادهای متفاوت نیز قابل استفاده هستند.

دکتر میگل رنتریا، نویسنده اصلی این مقاله و سرپرست آزمایشگاه محاسبات عصبی ژنومیک در برنامه سلامت روان و علوم اعصاب در موسسه تحقیقات پزشکی QIMR Berghofer در هرستون استرالیا، در مصاحبه با مدیکال نیوز تودی اظهار داشت که او و همکارانش از زمان تأسیس کنسرسیوم ENIGMA در سال ۲۰۰۹، به مطالعه ژنتیک ساختار مغز مشغول بوده‌اند.

وی افزود: “تیم من در نقطه‌ی تلاقی ژنتیک انسانی و علوم اعصاب فعالیت می‌کند و تمرکز ما بر چگونگی شکل‌دهی تفاوت‌های فردی در رفتار، شناخت و سلامت روان توسط تغییرات ژنتیکی است.”

دکتر رنتریا خاطرنشان کرد: “تحقیقات گذشته، از جمله مطالعات دوقلوها و همکاران ENIGMA، نشان داده است که مورفولوژی مغز تا حدودی ارثی است و با شرایط مرتبط با مغز مرتبط است. هدف ما شناسایی انواع ژنتیکی مؤثر بر ساختار مغز و بررسی این موضوع بود که آیا همین ژن‌ها بر خطر ابتلا به اختلالات مرتبط با مغز نیز تأثیر می‌گذارند یا خیر.”

نتایج تحقیقات این تیم در مجله Nature Genetics منتشر شده است.

اما این مطالعه چگونه انجام شد؟

حجم مغز زیرقشری با تعدادی از اختلالات رشدی، روانی و عصبی مرتبط است.

برای بررسی نقش ژنتیک در حجم مغز زیرقشری، محققان ژنوم ۷۴۸۹۸ شرکت‌کننده با نژاد اروپایی را مورد بررسی قرار دادند و در کنار آن، حجم بخش‌های زیر را نیز تجزیه و تحلیل کردند:

• ساقه مغز: “مرکز کنترل” مغز که مسئول عملکردهای حیاتی از جمله تنفس و خواب است.
• هسته دمی: نقش کلیدی در حرکت دارد.
• پوتامن: با یادگیری و استفاده از زبان مرتبط است.
• هیپوکامپ: در فرآیندهای یادگیری و حافظه نقش دارد.
• گلوبوس پالیدوس: حس عمقی یا توانایی درک موقعیت بدن در فضا را تنظیم می‌کند.
• تالاموس: ورودی‌های حسی را پردازش می‌کند.
• هسته اکومبنس: بیداری را کنترل می‌کند.
• آمیگدال: در تنظیم عاطفی، به ویژه استرس و اضطراب نقش دارد.
• دیانسفالون شکمی.
• تمام این اندازه‌گیری‌ها از طریق اسکن MRI انجام شد.

آن‌ها ۲۵۴ جایگاه مستقل – یا مناطق ژنوم – را که به طور قابل توجهی با حجم مغز مرتبط هستند، کشف کردند و دریافتند که این جایگاه‌ها مسئول حدود ۳۵٪ از تغییرات مشاهده شده بین شرکت‌کنندگان هستند که نشان می‌دهد بقیه تفاوت‌های مشاهده شده به دلیل عوامل محیطی است.

با استفاده از انواع ژنتیکی کشف شده در این جایگاه‌ها، آن‌ها یک امتیاز پلی‌ژنیک ایجاد کردند که می‌توانستند از آن برای پیش‌بینی حجم بخش‌های مختلف ساختارهای زیرقشری مغز استفاده کنند.

آن‌ها این امتیاز پلی‌ژنیک را با استفاده از یک گروه از Biobank بریتانیا آزمایش کردند و دریافتند که این امتیاز، حجم ساختارهای زیرقشری مغز را با و بدون در نظر گرفتن حجم کلی داخل جمجمه، از جمله در افراد با نژادهای مختلف، پیش‌بینی می‌کند.

آن‌ها همچنین دریافتند که امتیازهای پلی‌ژنیک محاسبه شده توسط آن‌ها می‌توانند حجم ساختارهای زیرقشری مغز را در افراد زیر ۱۸ سال نیز پیش‌بینی کنند.

ژن‌ها چگونه بر حجم مغز و بیماری‌هایی مانند پارکینسون و ADHD تأثیر می‌گذارند؟

در مرحله بعد، آن‌ها به بررسی تعامل بین تأثیر ژن‌ها بر حجم ساختارهای مختلف زیرقشری مغز و شرایط عصبی و روانی پرداختند.

بیماری پارکینسون با ژن‌های مرتبط با حجم مغز داخل جمجمه و زیرقشری مرتبط بود. ADHD، بی‌خوابی و روان‌رنجوری با ژن‌های کنترل‌کننده حجم داخل جمجمه همبستگی منفی داشتند.

برعکس، برای وزن هنگام تولد، دور سر هنگام تولد و قد، که با حجم داخل جمجمه همبستگی مثبت داشت، عکس این موضوع مشاهده شد که تأیید می‌کند قد با حجم داخل جمجمه بزرگتر مرتبط است.

دکتر رنتریا در مصاحبه با MNT گفت: “ما یک همبستگی ژنتیکی مثبت بین بیماری پارکینسون و حجم هشت منطقه مغز و یک همبستگی منفی بین ADHD و حجم سه منطقه مغز مشاهده کردیم. لازم به ذکر است که این همبستگی‌ها مستقل بودند و شرکت‌کنندگان در مطالعه ما از جمعیت عمومی و گروه‌های بالینی بودند، بدون اینکه به طور خاص برای ADHD یا پارکینسون غنی شده باشند.”

وی اظهار داشت: “نظریه من این است که مکانیسم‌های اساسی شامل ژن‌های حیاتی برای رشد، تکامل و فرآیندهای پیری مغز هستند.”

دکتر رنتریا افزود: “ما قصد داریم تحقیقات بیشتری را برای شناسایی مسیرهای بیولوژیکی دقیق درگیر انجام دهیم. درک این مکانیسم‌ها می‌تواند روشن کند که چگونه ساختار مغز بر حساسیت به بیماری‌های عصبی و روانی تأثیر می‌گذارد و به طور بالقوه راهبردهای درمانی آینده را هدایت می‌کند.”

امتیازهای پلی‌ژنیک چه چیزی در مورد سلامت مغز به ما می‌گویند؟

امتیازهای پلی‌ژنیک با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از گروه مورد استفاده برای پیش‌بینی یک فنوتیپ مرتبط با یک ژنوتیپ خاص محاسبه می‌شوند.

یکی از انتقادات به آن‌ها این بوده است که ممکن است هنگام استفاده در گروه‌هایی با نژادهای متفاوت از گروه اصلی مورد استفاده برای ایجاد امتیاز، پیش‌بینی‌کننده نباشند. در این مطالعه، امتیاز پلی‌ژنیک ایجاد شده در افراد با نژادهای مختلف مؤثر بود.

دکتر بریتنی فری، کاردرمانگر شورای ملی سالمندان، که در این تحقیق شرکت نداشت، به MNT گفت که امتیازهای پلی‌ژنیک “زمانی که بر اساس پایه‌های اخلاقی و علمی قوی باشند، می‌توانند مناسب باشند.”

وی توضیح داد: “این نوع اندازه‌گیری از اطلاعات ژنتیکی برای بررسی تغییرات ساختار مغز استفاده می‌کند و به طور بالقوه به ما کمک می‌کند تا در مورد اختلالات عصبی و روانی بیشتر بدانیم.”

فری هشدار داد: “با این حال، باید دقت و ارتباط آن را به دقت بررسی کرد تا مطمئن شد که مزایا ارزش خطرات و نگرانی‌های اخلاقی را دارند.”

وی افزود: “یکی از محدودیت‌های اصلی، عدم ثبت کامل عوامل ژنتیکی توسط امتیازهای پلی‌ژنیک است. آن‌ها ممکن است انواع ژنتیکی نادر یا تعاملات بین ژن‌های مختلف را از دست بدهند. این امتیازها عوامل محیطی را که برای رشد مغز مهم هستند، در نظر نمی‌گیرند.”

دکتر کلیفورد سگیل، متخصص مغز و اعصاب در مرکز بهداشت پراویدنس سنت جان در سانتا مونیکا، کالیفرنیا، که او نیز در تحقیقات کنونی شرکت نداشت، به MNT گفت که نتایج جدید هستند و باید با استفاده از MRI بر روی افراد بیشتری تکرار شوند.

سگیل خاطرنشان کرد: “مطالعات ژنتیکی افزایش خطر را نشان می‌دهند اما هیچ نتیجه بد تضمین‌شده‌ای وجود ندارد. محدودیت به عنوان یک متخصص مغز و اعصاب بالینی این است که اگر یک بیمار “پروفایل ژنتیکی عامل خطر” داشته باشد، من قرار است با این اطلاعات چه کنم. من هیچ درمانی برای افزایش اندازه ساختار مغز زیرقشری ندارم.”

وی در ادامه تأکید کرد: “پارکینسون به وضوح یک بیماری از ساختارهای زیرقشری مغز است که به خوبی ثابت شده است و نتایج این مطالعه، جستجوی مجدد [از] یک ساختار مغز زیرقشری را که باعث ایجاد مشکل در توجه می‌شود، تضمین می‌کند، که به خوبی ثابت نشده است.”