На развитие мозга плода большое влияние оказывает материнская среда. Множество факторов, таких как материнское питание, стресс, гормональный дисбаланс, а также материнский иммунный статус, играют ключевую роль в формировании нормального развития мозга.

Известно, что материнское воспаление повышает риск возникновения серьезных психических расстройств, включая шизофрению, биполярное расстройство, умственную отсталость, тревогу, расстройства аутистического спектра и церебральный паралич с высокими социальными издержками.

Хотя точный механизм неблагоприятного развития нервной системы при воспалении у матери неизвестен, данные экспериментов на животных и клинических наблюдений позволяют предположить, что провоспалительный ответ цитокинов у матери способствует нарушенному развитию мозга плода и предрасполагает потомство к дополнительным стрессорам во время послеродового созревания головного мозга.

Дисбаланс возбуждения-торможения в мозге был предложен в качестве основного фактора, лежащего в основе поведенческих исходов и снижения когнитивных функций, связанных с различными расстройствами нервного развития, в том числе связанными с воспалением у матери.

Считается, что такие аномалии возникают из-за нарушения мозгового развития в ранние периоды внутриутробного или юношеского возраста. Важно отметить, что развитие нейронных цепей в мозге продолжается до поздней юности, до 20–25 лет.

Чтобы изучить нарушение развития кортикального интернейрона из-за воспаления у матери, была использована мышиная модель воспаления у матери, которая включала инъекцию полирибоинозин-полирибоцитидиловой кислоты (поли I: C), синтетического полинуклеотида, имитирующего вирусную двухцепочечную РНК, в эмбриональный день 9.5. Этот ранний момент времени эквивалентен периоду первого триместра у людей и представляет собой период высокой уязвимости к нарушениям нервного развития, вызванным материнскими инфекциями. Инъекция поли I: C представляет собой известную модель материнского воспаления, запускающего острый воспалительный ответ путем активации провоспалительных цитокинов.

Было показано, что эти цитокины не активируют эмбриональную микроглию, что свидетельствует о том, что материнское воспаление непосредственно нарушает развитие нейронов. У потомков, рожденных от поли I: C-инъецированных мышей, отмечаются выраженные поведенческие нарушения, такие как снижение ингибирования предимпульсом, измененное социальное взаимодействие и снижение когнитивных способностей.

Генетические факторы и факторы окружающей среды, которые влияют на развитие коры, дают важную информацию о клеточных и молекулярных основах расстройств нервного развития. Имеющиеся эпидемиологические и клинические данные указывают на связь между материнскими инфекциями во время беременности и повышенным риском развития психического расстройства из-за нарушения развития коры головного мозга. Хотя точный механизм действия неясен, считается, что повышение уровня цитокинов у матери ведёт к передаче материнского воспаления в мозг плода.

Исследования на людях показывают широко распространенные изменения в кортикальной связности новорожденных из-за увеличения уровня провоспалительных цитокинов у матери. Важно, что ГАМКергические интернейроны необходимы для созревания ранних кортикальных цепей, которые обеспечивают основу для кортикальной связности взрослых. Таким образом, задержка созревания ГАМКергических интернейронов из-за воспаления у матери может оказывать широкое влияние на когнитивные свойства пораженного потомства. В частности, это может привести к снижению пластичности коры и, в свою очередь, к ухудшению обучения и памяти в старшем возрасте.

Хотя это исследование посвящено ГАМКергическим интернейронам, материнское воспаление также может оказывать влияние на популяции пирамидных нейронов в коре головного мозга. Таламические и субплитные нейроны также могут быть затронуты на ранних стадиях беременности.

Разрушение любой из этих нейрональных популяций может повлиять на созревание ГАМКергических интернейронов и затруднить их функциональную интеграцию в кортикальные цепи, тем самым усиливая общий эффект материнского воспаления на развитие этих интернейронов.