Czy to możliwe, że wszystkie symptomy autyzmu są wynikiem zmian funkcjonalnych w nerwach czaszkowych? Zapewne nie. Bardziej prawdopodobne, że owe zmiany u pacjentów autystycznych to skutek wczesnego uszkodzenia mózgu, które nie tylko dotknęło nerwy czaszkowe, ale wtórnie wpłynęło na jego dalszy rozwój. Oznacza to, że uszkodzenie pnia mózgu w jakiś sposób uniemożliwia właściwy rozwój innych rejonów tego narządu, włącznie z zaangażowanymi w funkcje wyższego rzędu, takie jak mowa. A może deformacja ucha i dysfunkcje nerwów czaszkowych stanowią jedynie efekt uboczny uszkodzenia, którego natury jeszcze nie znamy? Jakkolwiek jest rzeczywiście, zaburzenia występujące u pacjentów dotkniętych autyzmem, którego przyczyny nie odkryto, są w większości takie same jak u autystycznych ofiar talidomidu. Nasunęła się oczywista konkluzja: w wielu przypadkach autyzmu, jeśli nie wszystkich, schorzenie ma początek w bardzo wczesnym okresie ciąży.

Praca Miller i Strómland skierowała uwagę naukowców na pień mózgu, obszar rzadko brany pod uwagę w badaniach nad autyzmem i innymi chorobami wynikającymi z wrodzonych wad rozwojowych. Podchodząc do sprawy z pewnym uproszczeniem, neurobiolodzy wiążą pień mózgu z najbardziej podstawowymi funkcjami organizmu: oddychaniem, pobieraniem pokarmu, utrzymywaniem równowagi, koordynacją ruchową itp. Wiele zachowań zaburzonych w autyzmie, na przykład mowa, planowanie i funkcjonowanie społeczne, jest kontrolowanych, jak się uważa, przez wyższe piętra ośrodkowego układu nerwowego, takie jak kora mózgowa i zlokalizowany w przodomózgowiu hipokamp.

Wydaje się jednak, że pewne objawy typowe dla autyzmu - brak ekspresji twarzy, nadwrażliwość dotykowa i słuchowa, zaburzenia snu - mają korzenie w tych rejonach mózgu, które są związane z najbardziej podstawowymi funkcjami organizmu. Ponadto najczęściej obserwowana anomalia w mózgach osób autystycznych to nie zmiana w przodomózgowiu, ale zmniejszenie liczby neuronów w móżdżku (zlokalizowanym w tyłomózgowiu dużym ośrodku przetwarzania informacji, którego podstawowa rola w kontroli ruchów mięśni jest znana od dawna).

Jedna z przyczyn niepewności naukowców co do tego, które struktury mózgu odpowiadają za autyzm, to niewystarczająca wiedza na temat regulacji poszczególnych funkcji w układzie nerwowym. Zespół kierowany przez Erica Courchesne'a z University of California w San Diego udowodnił na przykład, że pewne obszary móżdżku ulegają pobudzeniu podczas wykonywania zadań wymagających procesów poznawczych wyższego rzędu. Inny problem wynika z tak bardzo złożonych symptomów autyzmu. Gdyby kryteria diagnostyczne choroby opierały się na prostszych, bardziej jednoznacznych w ocenie zaburzeniach w zachowaniu, szansa na identyfikację źródła tych zaburzeń w ośrodkowym układzie nerwowym byłaby zapewne większa.

W 1995 roku nasz zespół miał możliwość kontynuowania rozpoczętych przez Miller i Strómland badań autystycznych ofiar talidomidu. Próbki pochodziły z pnia mózgu cierpiącej na autyzm z nieznanej przyczyny młodej kobiety, która zmarła w latach siedemdziesiątych. Uderzył nas prawie całkowity brak dwóch struktur: jądra nerwu twarzowego, które kontroluje ekspresję twarzy, i jądra górnego oliwki, będącego stacją przekaźnikową informacji słuchowej. Obie struktury powstają z tego samego segmentu cewki nerwowej, narządu, który rozwija się w ośrodkowy układ nerwowy. Okazało się, że w jądrze nerwu twarzowego tej kobiety było zaledwie 400 neuronów, podczas gdy w mózgu osoby zdrowej naliczono ich 9 tyś.

Masa mózgu chorej była prawidłowa, a nawet trochę większa niż przeciętnie. Postawiłam hipotezę, że w jego pniu brakowało tylko neuronów w jądrze nerwu twarzowego i jądrze górnym oliwki. Aby to sprawdzić, postanowiłam zmierzyć odległość między kilkoma neuroanatomicznymi punktami orientacyjnymi. Spotkała mnie niespodzianka - moja hipoteza była całkowicie fałszywa. Chociaż dystans między bocznymi koordynatami okazał się rzeczywiście prawidłowy, to odległość przód-tył w pniu mózgu kobiety autystycznej była znacznie mniejsza. Wyglądało to tak, jakby całe pasmo tkanki zostało wycięte, a dwa pozostałe jej fragmenty zszyte z powrotem bez śladu.

Po raz drugi w życiu przeżyłam szok poznawczy. Myślałam, że głowa mi zaraz pęknie. Nie wynikało to z nieoczekiwanego odkrycia. Zdałam sobie po prostu sprawę, że taki obraz zmian już kiedyś widziałam w publikacji z rysunkami nienormalnych mysich mózgów. Kiedy wydobyłam ten artykuł ze stosu innych, leżących na podłodze w moim gabinecie, podobieństwo między mózgiem chorej na autyzm kobiety a mysimi mózgami opisanymi w artykule okazało się większe, niż sądziłam. W obu przypadkach pień mózgu był skurczony, jądro nerwu twarzowego mniejsze niż normalnie, a jądra górnego oliwki brakowało. Niektóre inne cechy opisanych w artykule myszy też budziły skojarzenia z autyzmem - miały zniekształcone uszy i nie było jednej ze struktur mózgowych odpowiadających za ruchy gałek ocznych.

Co spowodowało zmiany w ich mózgach? Nie wywołała ich przecież ekspozycja na talidomid ani inne czynniki środowiskowe wiązane z autyzmem, lecz eliminacja pewnego genu. To były myszy transgeniczne, tzw. nokauty, pozbawione genu Hoxal w celu zbadania jego roli we wczesnych etapach rozwoju organizmu. Zadałam sobie pytanie: "Czyżby to był jeden z genów odpowiedzialnych za autyzm?"

Literatura na ten temat przekonała mnie, że jest on doskonałym punktem wyjścia do badań nad tą chorobą. Stwierdzono, że odgrywa podstawową rolę w rozwoju pnia mózgu. Zespoły naukowe w Salt Lakę City i Londynie badały różne szczepy myszy pozbawionych genu Hoxal, zawsze z podobnymi rezultatami. Wykazano, że jest on aktywny w pniu mózgu, kiedy powstają pierwsze neurony - czyli w czasie, który Miller i Strómland określiły jako krytyczny dla powstawania autyzmu u zarodka eksponowanego na działanie talidomidu.

Dalej: HOXA1 na celowniku