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，通過數(shù)千種不同的受體類型控制神經(jīng)細(xì)胞之間的通訊路徑。在一篇評論文章中，一個國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。他們還開發(fā)了一種計算機(jī)模型，可以預(yù)測單個受體類型對大腦活動的影響。
此外，研究人員展示了如何通過實(shí)驗方法可以驗證和完善計算機(jī)中獲得的預(yù)測。他們希望這將導(dǎo)致診斷和治療精神疾病的新方法。他們在2021年4月由歐洲生物化學(xué)學(xué)會合會出版的FEBS期刊上的最新技術(shù)評論中報告了他們的工作和研究現(xiàn)狀。
在計算機(jī)模型中模擬大腦狀態(tài)的動態(tài)
關(guān)于神經(jīng)元受體的分子結(jié)構(gòu)已經(jīng)知道很多。但是研究人員對單個受體類型如何改變大腦網(wǎng)絡(luò)的整體動力學(xué)知之甚少。為了在計算機(jī)模型中對此進(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，通過擴(kuò)散加權(quán)磁共振成像記錄;通過使用功能磁共振成像(簡稱fMRI)的測量獲得的有關(guān)參與者靜息狀態(tài)活動的信息;和受體類型的分布，用正電子發(fā)射斷層掃描記錄。使用此輸入，研究人員能夠為每個受試者創(chuàng)建一個個體的受體，以反映大腦中受體類型的總體分布。
這使研究人員能夠根據(jù)計算機(jī)模型中單個受體類型的激活來模擬神經(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：“在向人類受試者施用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)驗室，評論文章的主要作者。因此，該計算機(jī)模型能夠預(yù)測單個受體類型激活后大腦整體動態(tài)的變化。
標(biāo)簽： 大腦活動
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