แบบจำลองสัตว์ของออทิสติก
แบบจำลองสัตว์ของออทิสติกเป็นแนวทางการวิจัยที่ใช้สัตว์ที่ไม่ใช่มนุษย์เพื่อตรวจสอบลักษณะทางชีววิทยาและพฤติกรรมเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของสเปกตรัมออทิสติก (ASD) [ 1 ]แบบจำลองหนูมักถูกนำมาใช้เนื่องจากสมองของพวกมันมีโครงสร้างคล้ายกับมนุษย์ และเนื่องจากพวกมันมีปฏิสัมพันธ์ทางสังคมและโครงสร้างที่คล้ายคลึงกัน ด้วยความซับซ้อนของออทิสติกและสาเหตุ ของมัน นักวิจัยมักจะมุ่งเน้นไปที่ลักษณะเฉพาะของออทิสติกเพียงอย่างเดียวเมื่อใช้แบบจำลองสัตว์[ 2 ]ตัวอย่างเช่น นักวิจัยอาจตรวจสอบกลไกที่ทำให้เกิดความผิดปกติ ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่อาจสัมพันธ์กับแนวโน้มที่จะเป็น ASD หรือปัจจัยทางโครโมโซม
แบบจำลองหนู
แบบจำลองสัตว์ฟันแทะสำหรับออทิสติก ได้แก่ หนูบ้านนอร์เวย์ ( Rattus norvegicus ) [ 3 ]หนูที่ขาดตัวรับมิวโอปิออยด์ และ หนูที่ขาด Fmr1ซึ่งใช้เป็นแบบจำลองสัตว์ของกลุ่มอาการฟราจิลเอ็กซ์ด้วย[ 4 ]งานวิจัยล่าสุดใช้หนูบ้าน ( Mus musculus ) เป็นแบบจำลองออทิสติกเนื่องจากเป็นสัตว์สังคม
หนูพันธุ์นอร์เวย์ถูกนำมาใช้ในการศึกษาเบื้องต้นเพื่อสำรวจความเชื่อมโยงที่อาจเกิดขึ้นระหว่างไทโอเมอร์ซอลและออทิสติก เช่น งานของMady Hornig [ 5 ] [ 6 ] อย่างไรก็ตามความเห็นพ้องทางวิทยาศาสตร์ ในปัจจุบัน ไม่พบหลักฐานที่น่าเชื่อถือใดๆ ที่สนับสนุนความสัมพันธ์เชิงสาเหตุระหว่างไทโอเมอร์ซอลและออทิสติก[ 7 ] [ 8 ]และหน่วยงานทางวิทยาศาสตร์และการแพทย์ที่สำคัญ เช่นสถาบันการแพทย์[ 7 ]และองค์การอนามัยโลก[ 9 ]รวมถึงหน่วยงานของรัฐบาล เช่นสำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา ของสหรัฐอเมริกา [ 10 ]และศูนย์ควบคุมและป้องกันโรค[ 11 ]ปฏิเสธบทบาทใดๆ ของไทโอเมอร์ซอลในออทิสติกหรือความผิดปกติทางพัฒนาการของระบบประสาทอื่นๆ
พฤติกรรมที่วัดในแบบจำลองเหล่านี้ ได้แก่ การเข้าหาฟีโรโมน กลิ่น ที่ปล่อยออกมาจากหนูตัวอื่น การเข้าหาหนูชนิดเดียวกันที่คุ้นเคยและใหม่ ปฏิสัมพันธ์ทางสังคมแบบต่างตอบแทน การเปล่งเสียงอัลตราโซนิก การสร้างรังร่วมกัน พฤติกรรมทางเพศและการเลี้ยงดูลูก การทำเครื่องหมายอาณาเขตด้วยกลิ่น และพฤติกรรมก้าวร้าว รวมถึงพฤติกรรมการเคลื่อนไหว เช่น การเดิน[ 12 ] [ 13 ]ปฏิสัมพันธ์ทางสังคมวัดจากวิธีที่หนูมีปฏิสัมพันธ์กับหนูแปลกหน้าที่ถูกนำเข้ามาในอีกด้านหนึ่งของกล่องทดสอบ[ 14 ]
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฟลอริดาได้ใช้หนูเดียร์เพื่อศึกษาพฤติกรรมที่จำกัดและซ้ำซาก เช่น การเลียขนอย่างบ้าคลั่ง และวิธีที่พฤติกรรมเหล่านี้อาจเกิดจากการกลายพันธุ์ของยีนเฉพาะ[ 15 ]นอกจากนี้ เครก พาวเวลล์ จากศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยเท็กซัสเซาท์เวสเทิร์ น ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจากAutism Speaks [ 16 ]กำลังใช้หนูเพื่อตรวจสอบบทบาทที่เป็นไปได้ของ การกลายพันธุ์ของยีนนิ วโรลิจินในการทำให้เกิดออทิสติก มีการวิจัยมากมายเกี่ยวกับการใช้แบบจำลองหนูเพื่อแสดงให้เห็นว่าการติดเชื้อไวรัสบอร์นา[ 17 ] [ 18 ]การสัมผัสกับกรดวาลโปรอิกในครรภ์[ 19 ]และการกระตุ้นภูมิคุ้มกันของมารดา[ 20 ]อาจทำให้เกิดออทิสติกได้
เป้าหมายอีกประการหนึ่งของการใช้แบบจำลองหนูในการศึกษาออทิสติกคือการระบุกลไกที่ทำให้เกิดความผิดปกติในมนุษย์[ 1 ]นักวิจัยคนอื่นๆ ได้พัฒนาคะแนนความรุนแรงของออทิสติกเพื่อวัดระดับความรุนแรงของออทิสติกในหนู รวมถึงการใช้พฤติกรรมการทำเครื่องหมายกลิ่น[ 21 ]และความทุกข์จากการเปล่งเสียง[ 14 ]เป็นแบบจำลองสำหรับการสื่อสาร
มีการสังเกตว่าหนูที่ขาดจีนสำหรับออกซิโทซินแสดงความบกพร่องในการปฏิสัมพันธ์ทางสังคม และอาจเป็นไปได้ที่จะพัฒนาวิธีการรักษาออทิสติกโดยอิงจากความผิดปกติในนิวโรเปปไทด์นี้และนิวโรเปปไทด์อื่น ๆ [ 22 ] [ 23 ]การกลายพันธุ์ใน ยีน CNTNAP2ซึ่งเชื่อมโยงกับ ASD ในมนุษย์ ส่งผลให้ระดับออกซิโทซินในหนูลดลง การเสริมออกซิโทซินให้กับหนูที่ได้รับผลกระทบพบว่าช่วยปรับปรุงความบกพร่องทางสังคมเหล่านี้ ซึ่งบ่งชี้ถึงข้อมูลเชิงลึกในการรักษาที่มีศักยภาพในการปรับปรุงพฤติกรรมทางสังคมในแบบจำลองนี้ อย่างไรก็ตาม การศึกษาล่าสุดได้เน้นย้ำว่าปัจจัยเสี่ยงส่วนใหญ่ที่ระบุสำหรับออทิสติกไม่ได้เชื่อมโยงโดยตรงกับเส้นทางการส่งสัญญาณของออกซิโทซิน สิ่งนี้เน้นว่าแม้บทบาทของออกซิโทซินจะมีความสำคัญ แต่ ASD นั้นซับซ้อนด้วยอิทธิพลทางพันธุกรรมที่หลากหลาย ซึ่งหลายอย่างอาจส่งผลกระทบต่อเส้นทางชีวภาพที่แตกต่างกันซึ่งไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับออกซิโทซิน[ 24 ]
ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม
ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่มีผลต่อ ASD ในสัตว์ฟันแทะถูกนำมาพิจารณาเมื่อพยายามทำความเข้าใจพยาธิสภาพทางประสาทของ ASD เมื่อเปรียบเทียบกับมนุษย์ ในแบบจำลองสัตว์ฟันแทะ ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น การติดเชื้อในแม่ สารพิษ และอาหาร ได้แสดงให้เห็นว่ามีผลต่อการพัฒนาทางประสาทและการแสดงออกของยีน โดยรวมแล้ว การศึกษาล่าสุดชี้ให้เห็นว่าการติดเชื้อในระหว่างตั้งครรภ์เป็นปัจจัยเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมสำหรับความผิดปกติทางพัฒนาการทางประสาท เช่น ASD หรือโรคจิตเภทในสัตว์ฟันแทะ
ความก้าวหน้าล่าสุดในการวิจัยเกี่ยวกับ ASD ในแบบจำลองสัตว์ฟันแทะแสดงให้เห็นถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างความโน้มเอียงทางพันธุกรรมและการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อม การสัมผัสเหล่านี้ ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่ปัจจัยก่อนคลอด เช่น การติดเชื้อของมารดาและอาหาร ไปจนถึงประสบการณ์หลังคลอด รวมถึงการสัมผัสกับสารพิษ ยาฆ่าแมลงและยาบางชนิด ได้รับการยอมรับมากขึ้นเรื่อยๆ ว่ามีบทบาทสำคัญในพยาธิวิทยาทางประสาทของ ASD [ 25 ] [ 26 ]
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การวิเคราะห์โดยละเอียดพบว่าปัจจัยเหล่านี้อาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิด ASD ซึ่งขัดขวางกระบวนการพัฒนาทางประสาท การศึกษาพบว่ามีการเพิ่มขึ้นของเซลล์ภูมิคุ้มกันในคอร์เทกซ์ส่วนหน้าและการเพิ่มขึ้นของเซลล์สนับสนุนในฮิปโปแคมปัสเนื่องจากสารพิษในแบบจำลองหนู โดยเฉพาะอย่างยิ่งหนูที่ได้รับการรักษาด้วยกรดวาลโปรอิก[ 25 ]ความเชื่อมโยงระหว่างการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมและการเปลี่ยนแปลงทางชีววิทยาประสาทที่แตกต่างกันยังคงคาดเดาได้ยาก ส่วนใหญ่เนื่องจากความแปรปรวนของช่วงเวลาเนื่องจากปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมสามารถเกิดขึ้นได้ตลอดเวลาในระหว่างกระบวนการพัฒนา จึงมีความแปรปรวนมากในลักษณะทางประสาทและพฤติกรรมของออทิสติก ความแปรปรวนในการสัมผัสกับสิ่งแวดล้อมในการศึกษาหนูอาจส่งผลให้เกิดความไม่สอดคล้องกันในผลลัพธ์การพัฒนาทางประสาทที่สังเกตได้ และดังนั้นอาจทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสมองที่แตกต่างจากที่คาดไว้
การกระตุ้นภูมิคุ้มกันของมารดายังเกี่ยวข้องกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการเกิดความผิดปกติทางระบบประสาทและพัฒนาการ[ 27 ]การกระตุ้นภูมิคุ้มกันของมารดาเกิดขึ้นเมื่อเส้นทางการอักเสบถูกกระตุ้นในระหว่างตั้งครรภ์ ซึ่งมักเกิดจากการติดเชื้อ เส้นทางการอักเสบเหล่านี้เกี่ยวข้องกับการปล่อยไซโตไคน์หรือโปรตีนส่งสัญญาณภูมิคุ้มกันการศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงในการแสดงออกของไซโตไคน์ในช่วงต้นของชีวิตมีความเชื่อมโยงกับโอกาสที่จะเกิดความผิดปกติทางระบบประสาทและพัฒนาการ เช่น ASD และความล่าช้าในการพัฒนาอย่างมีนัยสำคัญ[ 2 ]
การฉีดPoly(I:C)ซึ่ง เป็น สารกระตุ้นภูมิคุ้มกันที่เลียนแบบการติดเชื้อไวรัสเข้าสู่หนูทดลองที่ตั้งครรภ์ พบว่าสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของสมองและการตอบสนองการอักเสบในสมองของลูกหลาน และทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรม เช่น ภาวะสมาธิสั้น พฤติกรรมก้าวร้าวมากขึ้น และพฤติกรรมทางสังคมน้อยลงในลูกหลาน[ 28 ]นอกจากการติดเชื้อไวรัสแล้วยังมีการใช้ลิโปโพลีแซคคาไรด์ (LPS) เพื่อเลียนแบบการติดเชื้อแบคทีเรียในหนูทดลอง เพื่อสังเกตผลกระทบต่อลูกหลาน LPS มีผลคล้ายกับ Poly(I:C) ต่อ ระบบภูมิคุ้มกันของลูกหลาน โดยทำให้เกิดการอักเสบเพิ่มขึ้น[ 29 ]ภาวะการอักเสบในลูกหลานนี้คงอยู่จนถึงวัยผู้ใหญ่ ซึ่งบ่งชี้ถึงผลกระทบที่ยาวนานของการกระตุ้นภูมิคุ้มกันของมารดา[ 29 ]
แบบจำลองนกซองเบิร์ด
ในปี 2012 นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเนบราสกาที่เคียร์นีย์ได้ตีพิมพ์งานวิจัยทบทวนงานวิจัยที่ทำโดยใช้ฟินช์ลายม้าลายเป็นแบบจำลองสำหรับความผิดปกติของสเปกตรัมออทิสติก โดยสังเกตว่าชีววิทยาประสาทของการเปล่งเสียงมีความคล้ายคลึงกันระหว่างมนุษย์และนกขับขาน และในทั้งสองสายพันธุ์ การเรียนรู้ทางสังคมมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาความสามารถในการเปล่งเสียง[ 30 ]ความคล้ายคลึงกันเหล่านี้ขยายไปถึงยีน FOXP2 ซึ่งแสดงออกอย่างมีนัยสำคัญในส่วนต่างๆ ของ CNS รวมถึงบริเวณที่สำคัญต่อการทำงานของมอเตอร์ตั้งแต่การพัฒนาของตัวอ่อนจนถึงวัยผู้ใหญ่[ 31 ]งานวิจัยอื่นๆ ที่ใช้แบบจำลองนี้ได้ดำเนินการโดยสเตฟานี ไวท์ที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอนเจลิสซึ่งศึกษาการกลายพันธุ์ใน ยีน FOXP2และบทบาทที่เป็นไปได้ในการเรียนรู้การเปล่งเสียงในทั้งนกขับขาน (โดยเฉพาะฟินช์ลายม้าลาย ) และมนุษย์[ 32 ] [ 33 ]การวิจัยเพิ่มเติมได้ชี้แจงว่า FOXP2 และยีนที่เกี่ยวข้องFOXP1กระจายตัวอยู่ในศูนย์สมองที่เกี่ยวข้องกับภาษาอย่างไร โดยมีอิทธิพลต่อการเรียนรู้เสียงผ่านกลไกที่ส่งผลต่อการสร้างความทรงจำที่เกี่ยวข้องกับการออกเสียงและพื้นฐานทางประสาทของเพลงและการพูด[ 34 ]ในนกฟินช์ลายม้าลาย การลดระดับ FOXP2 ใน นิวเคลียสเพลง ของฐานสมอง Area X ทำให้การร้องเพลงบกพร่อง ซึ่งสนับสนุนบทบาทของยีนในการควบคุมการผลิตเพลง นกอายุน้อยที่มีการลดระดับการแสดงออกของ FOXP1 แสดงให้เห็นถึงความบกพร่องในการเรียนรู้แบบเลือกสรร ซึ่งส่งผลกระทบต่อความสามารถในการสร้างความทรงจำที่จำเป็นสำหรับการถ่ายทอดพฤติกรรมทางวัฒนธรรม เช่น การเรียนรู้เพลงต้นแบบของนกโตเต็มวัย[ 34 ]
ความขัดแย้ง
ในปี 2013 นักวิจัยชาวสวิสได้ตีพิมพ์งานวิจัยที่สรุปว่า 91% (31 จาก 34 งานวิจัยที่ได้รับการตรวจสอบ) ของงานวิจัยเกี่ยวกับกรดวาลโปรอิกและออทิสติกที่ใช้แบบจำลองสัตว์มีข้อบกพร่องทางสถิติ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาไม่ได้ใช้ครอกเป็นระดับการวิเคราะห์ทางสถิติอย่างถูกต้อง แทนที่จะใช้เพียงรายบุคคล (เช่น หนูหรือหนูแรตแต่ละตัว) [ 35 ] [ 36 ]