Американські нейробіологи вивели з ладу у мишей ген, поломки якого у людей пов'язують із заїканням. В результаті гризуни почали видавати звуки з тими ж збільшеними паузами, що і люди, які заїкаються. Перша реакція багатьох читачів на цю новину була передбачувана: у чому сенс цього дослідження, як можна порівнювати мишачий писк з людською промовою? Однак насправді дивуватися тут треба іншому.
Публікація вийшла в пару тижнів тому. У ній повідомляється, що дослідники з Національних інститутів охорони здоров'я вимкнули у мишей ген, поломка в якому у людей пов'язана із заїканням, і визначили, які клітини в якій частині мозку страждають від цього найбільше.
Також вчені перевірили, чи стануть такі миші заїкатися. Для цього вони оцінили довжину пауз між ультразвуковими сигналами, які видавали мишата у віці восьми днів, коли їх на кілька хвилин ізолювали від матері. Для порівняння, в промові людей між фонемами виникають паузи, яких в нормі немає або вони мають набагато меншу тривалість. Гризуни з мутантним теж стали робити великі паузи в ультразвукових сигналах.
У недовірливого читача тут же виникне питання: «Як можна вивчати заїкання на мишах, якщо вони не вміють говорити?»
Насправді відповідь досить проста. Людина, яка особисто не стикалася із заїканням, зазвичай не замислюється над тим, що це порушення втікачів мови насамперед пов'язане з механізмом вилучення голосових звуків, а не зі змістом слів. Іншими словами, щоб заїкатися, не обов'язково вміти говорити, достатньо володіти голосом і анатомічними органами для його використання.
Очевидно, що миші видають голосові звуки (в тому числі ультразвукові свисти) багато в чому так само, як і люди, - за рахунок повітряного струменя, що випускається з легенів. Важливу роль у цьому процесі відіграє діафрагма - виштовхуючий повітря м'яз, який може бути розвинений сильніше або слабкіше. До неї функціонально приєднуються міжреберні м'язи і м'язи живота, які також активно беруть участь у процесі звуковидобування.
Порівняння людей з сильним заїканням і випробовуваних без виражених проблем з побіжністю мови показало, що у членів першої групи порушена координація між згаданими м'язами і саме тому вони не можуть забезпечити рівний і стійкий тиск повітря на складки голосової щілини в процесі промови. Саме тому лікування заїкання у людей насамперед пов'язане з вправами, що зміцнюють діафрагму.
Отже, відсутність у мишей вміння говорити - не перешкода для вчених, які вивчають на гризунах механізми заїкання. Але при уважному прочитанні вищезгаданої статті виникають зовсім інші запитання.
Людині, яка не стежила за дослідженнями заїкання, робота біологів з Національних інститутів охорони здоров'я може здатися проривною. Але насправді нова стаття служить лише доповненням до звіту про велике дослідження 2016 року (він вийшов у, журналі рангом вище) того ж колективу, де і було вперше показано, що порушення роботи гена призводить до появи зайвих пауз у мишачих писках.
До 2019 року біологи з'ясували, де конкретно в мозку повинен зламатися, щоб у тварини з'явилися порушення вокалізації. Для цього вони змінювали цей ген у клітинах різних типів - нейронах і нейроглії - і додатково дивилися, які тканини головного мозку при цьому найсильніше зміняться. Місця внесення мутацій теж відрізнялися один від одного.
Вчені визначили, що для нормальних вокалізацій згубніше всього мутація, через яку 321-а амінокислота білка Gnptab, серін, замінюється на гліцин. Найбільше від такої заміни страждають астроцити - особливі клітини нейроглії - і чомусь в основному в мозолістому тілі: обсяг білої речовини в ньому виявився знижений.
Саме це і дивно, оскільки астроцити всюдисущі, їх чисельно більше, ніж нейронів, і поки немає даних про те, що клітини цього типу з мозолистого тіла чимось принципово відрізняються від астроцитів з інших регіонів мозку. До того ж роль мозолистого тіла в заїканні у людей не дуже досліджена. Зазвичай більше уваги приділяється моторним мовним центрам в корі великих півкуль, а не пучку трактів між півкулями, яким мозолисте тіло і є.
Мозочок та інші структури, що відповідають за рухи, теж ніби не були зачеплені мутацією. Тому незрозуміло, що конкретно порушується в механізмах вокалізації при заміні всього однієї амінокислоти в білці Gnptab на іншу. Особливо якщо врахувати, що у дорослих людей із заїканням мозолисте тіло або збільшено, або не відрізняється за розміром від такого у випробовуваних без проблем з промовою.
Відомо, що людина заїкається частіше і сильніше, коли хвилюється. Крім того, серед людей з порушеннями втікачів мови частіше зустрічаються тривожні розлади. Однак поведінкові тести, яким піддавали експериментальних мишей, не виявили відмінностей між ними і гризунами з контрольної групи. Так що справа точно не в загальному хвилюванні. Але тоді в чому ж?
Справедливості заради, тут є і методологічні питання. У серії випробувань з мозолистим тілом використовували всього 32 мишеняти: 16 зі звичайним генотипом і 16 зі зміненим геном. Для поведінкових досліджень це не те щоб велика цифра. До того ж кількість білої речовини в мозолистому тілі мишей відрізнялася від норми не так вже й сильно, про що згадують і самі дослідники. Але від цього не стає зрозуміліше, як пов'язані заїкання, астроцити, мозолисте тіло і.
Дозволимо собі висунути екстравагантне припущення. Може бути, справа не в рухах м'язів при вокалізації і не в настрої того, хто намагається говорити або їсти, а в координації роботи двох півкуль?
У людини ліва і права півкуля мозку відрізняються за функціями насамперед тим, що в одному є центри мови (зазвичай у лівій), а в іншій їх немає - хоча у тих, хто знає дві або більше мов, картина часто буває іншою. Ймовірно, мутація в астроцитів мозолистого тіла порушує здатність цієї структури передавати інформацію між півкулями.
Але тут ми наближаємося до небезпечного краю - гіпотези, що у мишей теж є «говорящая» і «молчащая» половини мозку, як у людини, а це ніким не підтверджено.
У будь-якому випадку, у свіжому дослідженні без відповіді залишається питання, чому поломка гена, чия робота пов'язана з лізосомами (а значить, він активний більш-менш скрізь), саме в астроцитах (які, знову ж таки, в достатку зустрічаються по всьому мозку) призводить до появи зайвих пауз навіть у мишачому ультразвуковому писку.
З одного боку, мішень для дослідження генетики заїкання нібито набула більш чітких обрисів, а з іншого боку, зрозумілішою вона не стала.