Fischkonkussionen können den Schlüssel zum Gehirnverletzungsproblem der NFL enthalten

Traumatische Hirnverletzungen in der NFL sind Routine und verursachen kognitive Probleme auf der ganzen Linie, einschließlich chronischer traumatischer Enzephalopathie, einer degenerativen Erkrankung, die Depression, Aggression und Demenz verursachen kann. Medizinische Forscher arbeiten an Lösungen, um die langfristigen Auswirkungen traumatischer Hirnverletzungen auf Sportler und andere Personen in Hochrisikobereichen wie Militärangehörigen zu mindern. Diese Lösungen sind jedoch wahrscheinlich noch einige Jahre entfernt. Um das Problem besser in den Griff zu bekommen, suchen medizinische Forscher unerwartete Arten nach Lösungen.

Eines der größten Probleme bei Hirnverletzungen beim Menschen ist, dass sich die Nervenzellen des Gehirns normalerweise nicht regenerieren. Dies gilt jedoch nicht für alle Tiere: In einer Zeitung, die am Dienstag in der Zeitschrift veröffentlicht wurde eNeuro, ein Forscherteam von W.M. Keck Science Center zeigte, dass der Zebrafisch (Danio rerio) regeneriert Gehirnzellen nach einer leichten traumatischen Hirnverletzung - auch Gehirnerschütterung genannt - und erforscht deren Mechanismen, um zu hoffen, dass sie Parallelen im menschlichen Gehirn finden können.

In der Studie untersuchten die Forscher, wie sich die Fische nach einer leichten traumatischen Hirnverletzung verhielten, und untersuchten gleichzeitig, welche Gene während der Erholungsphase der Verletzung aktiv waren, um herauszufinden, welche Gene mit dem Nachwachsen von Neuronen korreliert waren.

Um den Fisch zu einer Gehirnerschütterung zu verhelfen, steckten die Wissenschaftler den Zebrafisch in ein Gerät, dessen einziger Zweck es ist, einem Fisch eine leichte traumatische Hirnverletzung zu geben, indem er ein Kugellager auf den Kopf fallen lässt. Fische werden für dieses Verfahren betäubt, aber wenn sie sich vom Schlag erholen, zeigen sie ein klassisches Anzeichen für eine Gehirnerschütterung: Schwierigkeiten beim Navigieren in räumlichen Problemen. Zebrafische navigieren normalerweise in Schulen, um Raubtieren zu vermeiden und ihre Fähigkeit, Nahrung zu sammeln, zu verbessern - ein Verhalten, das sie normalerweise ganz natürlich tun. Diejenigen, die Beschwerden hatten, hatten jedoch Schwierigkeiten, sich zu erinnern, wie sie zu ihren Schwarmkämpfern zurückkehren sollten. Auch Menschen und andere Tiere haben nach traumatischen Hirnverletzungen räumliche Schwierigkeiten.

Nach drei Wochen, als sich die Fische größtenteils von ihren Verletzungen erholt hatten, töteten die Forscher die Fische und sequenzierten ihre RNA, um herauszufinden, welche Gene mit dem Wachstum neuer Neuronen in Zusammenhang stehen. Die Daten wiesen auf mehrere Gene hin, die bereits in früheren Gruppen in Bezug auf Identität und Funktion charakterisiert worden waren. Was diese Studie jedoch unterscheidet, ist der eindeutige Zusammenhang zwischen den Genexpressionsmustern und der Genesung nach einer traumatischen Hirnverletzung. Diese Ergebnisse, so die Autoren, ähneln den Ergebnissen ähnlicher Studien, die an erwachsenen Nagetieren durchgeführt wurden.

Es mag seltsam klingen, wenn Wissenschaftler Fischgehirne untersuchen, um menschliche Gehirne zu verstehen. Tatsächlich weisen Zebrafisch und menschliche Gehirne einige überraschende Ähnlichkeiten auf. Etwa 70 Prozent der menschlichen Gene haben mindestens ein Gen, das in einem Zebrafisch die gleiche oder eine ähnliche Funktion erfüllt, stellen die Autoren fest. In dieser Studie weist die genetische Linie des Zebrafisches, die die Forscher verwendeten, ein Genom auf, das dem des Menschen besonders ähnlich ist.

Diese Studie hat zwar noch keine besonders umsetzbaren Ergebnisse gebracht, aber je mehr wir wissen, wie sich das Gehirn von traumatischen Hirnverletzungen erholen kann, desto näher kommen wir dem Menschen, der einen Hirnschaden erlitten hat. Vielleicht könnten Gentherapien dabei helfen, bestimmte Elemente der Neuroregeneration nachzuahmen, die Zebrafische zeigen. Und obwohl die NFL in der Zeit, in der sie wissenschaftliche Beweise akzeptiert, bekanntermaßen hinterherhinkt, hat sie begonnen, eine aktive Rolle bei der Erforschung von Hirnverletzungen zu spielen.

Abstrakt: Leichte traumatische Hirnverletzungen (mTBIs) sind eine der häufigsten neurologischen Erkrankungen. Menschen sind jedoch in ihrer Fähigkeit, Gewebe nach einer Verletzung des zentralen Nervensystems (ZNS) zu reparieren und zu regenerieren, stark eingeschränkt. Zebrafische (* Danio rerio) behalten jedoch die bemerkenswerte Fähigkeit, sich als Erwachsener einer vollständigen und funktionellen Neuroregeneration zu unterziehen. Wir möchten das Wissen über die bekannten Mechanismen der Neuroregeneration erweitern, indem wir die differentiell exprimierten Gene (DEGs) in einem neuen Erwachsenen-Zebrafisch-Modell von mTBI analysieren. In dieser Studie wurde ein Gewichtsabnahme-Modell für Nagetiere von mTBI an den erwachsenen Zebrafisch angepasst. Ein Speichertest zeigte signifikante Defizite im räumlichen Gedächtnis in der mTBI-Gruppe. Wir haben dann DEGs 3 und 21 Tage nach der Verletzung (dpi) durch RNA-Sequenzierungsanalyse identifiziert. Die resultierenden DEGs wurden nach Genontologie (GO) -Kategorien kategorisiert. Bei 3 dpi bestanden GO-Kategorien aus Reaktionsverläufen bei Spitzenverletzungen. Bei 21 dpi bestanden GO-Kategorien aus Neuroregenerationspfaden. Letztendlich bestätigen diese Ergebnisse ein neues Zebrafischmodell von mTBI und klären signifikante DEGs, die für ZNS-Verletzungen und Neuroregeneration von Interesse sind.