研究人員認(rèn)為，大腦中受體(受體組)的整體分布是一種用于再現(xiàn)大腦功能的計(jì)算機(jī)模型以及精神疾病的診斷和治療的新方法。
在大腦中，一百多種分子物質(zhì)充當(dāng)傳輸器，通過(guò)數(shù)千種不同的受體類(lèi)型控制神經(jīng)細(xì)胞之間的通訊路徑。在一篇評(píng)論文章中，一個(gè)國(guó)際研究小組討論了某些神經(jīng)細(xì)胞受體的激活如何影響大腦中的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。來(lái)自波鴻魯爾大學(xué)，巴塞羅那龐貝法布拉大學(xué)和牛津大學(xué)的作者提出了量化大腦狀態(tài)的受體特異性調(diào)制的概念。他們還開(kāi)發(fā)了一種計(jì)算機(jī)模型，可以預(yù)測(cè)單個(gè)受體類(lèi)型對(duì)大腦活動(dòng)的影響。
此外，研究人員展示了如何通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法可以驗(yàn)證和完善計(jì)算機(jī)中獲得的預(yù)測(cè)。他們希望這將導(dǎo)致診斷和治療精神疾病的新方法。他們?cè)?021年4月由歐洲生物化學(xué)學(xué)會(huì)合會(huì)出版的FEBS期刊上的最新技術(shù)評(píng)論中報(bào)告了他們的工作和研究現(xiàn)狀。
在計(jì)算機(jī)模型中模擬大腦狀態(tài)的動(dòng)態(tài)
關(guān)于神經(jīng)元受體的分子結(jié)構(gòu)已經(jīng)知道很多。但是研究人員對(duì)單個(gè)受體類(lèi)型如何改變大腦網(wǎng)絡(luò)的整體動(dòng)力學(xué)知之甚少。為了在計(jì)算機(jī)模型中對(duì)此進(jìn)行模擬，研究小組從三種不同的成像技術(shù)中收集了數(shù)據(jù)：大腦中解剖學(xué)連通性的信息，通過(guò)擴(kuò)散加權(quán)磁共振成像記錄;通過(guò)使用功能磁共振成像(簡(jiǎn)稱(chēng)fMRI)的測(cè)量獲得的有關(guān)參與者靜息狀態(tài)活動(dòng)的信息;和受體類(lèi)型的分布，用正電子發(fā)射斷層掃描記錄。使用此輸入，研究人員能夠?yàn)槊總€(gè)受試者創(chuàng)建一個(gè)個(gè)體的受體，以反映大腦中受體類(lèi)型的總體分布。
這使研究人員能夠根據(jù)計(jì)算機(jī)模型中單個(gè)受體類(lèi)型的激活來(lái)模擬神經(jīng)元之間的相互作用。例如，他們實(shí)際上激活了5-羥色胺受體5-HT2A，并在計(jì)算機(jī)模擬模型的大腦中觀察到以下變化。
Bochum光學(xué)成像負(fù)責(zé)人Dirk Jancke副教授解釋說(shuō)：“在向人類(lèi)受試者施用psilocybin或LSD之后，這兩種迷幻物質(zhì)都特異性結(jié)合了5-HT2A受體，其活性模式出乎意料地與掃描儀相似。”實(shí)驗(yàn)室，評(píng)論文章的主要作者。因此，該計(jì)算機(jī)模型能夠預(yù)測(cè)單個(gè)受體類(lèi)型激活后大腦整體動(dòng)態(tài)的變化。
標(biāo)簽： 大腦活動(dòng)
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