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La recherche peut mener aux demandes de règlement améliorées pour la santé mentale

Les instituts de la santé nationaux ont attribué à des chercheurs d'État de Penn une concession $1,85 millions pour développer une voie neuve de vérifier si les dysfonctionnements dans certaines régions du globe du cerveau mènent aux complications et aux troubles cérébraux de santé mentale. Si prouvée, la recherche aboutirait à améliorer des demandes de règlement de santé mentale.

Comme l'Internet, le cerveau est un système fortement interconnecté. Il contient beaucoup de différentes parties, connues sous le nom de régions de moyeu, qui mettent à jour la fonction cérébrale normale et activent le comportement complexe. Beaucoup d'experts santé mentaux croient que les propriétés du réseau modifiées de cerveau sont une cause sous-jacente de la maladie mentale.

Les co-chercheurs sur la concession sont Nanyin Zhang, professeur de toile à grain d'orge d'imagerie cérébrale dans le service de l'État de Penn du génie biomédical, et Yingwei Mao, professeur agrégé de biologie.

On a présumé le dysfonctionnement des régions de moyeu pour être une cause directe de fonctionnement modifié de réseau de cerveau et pathophysiologie des troubles cérébraux. »

Nanyin Zhang, professeur de toile à grain d'orge de l'imagerie cérébrale, service de génie biomédical, État de Penn

« Par exemple, l'analyse réseau de cerveau dans les patients présentant la maladie d'Alzheimer a prouvé que le dépôt d'amyloïde-bêta, boîtiers des protéines anormales qui sont un signe classique d'Alzheimer, étaient principalement accumulé dans des moyeux fonctionnels. »

Le test de l'hypothèse présente un seul défi -- l'activité manipulante sélecteur de moyeu de cerveau et associer son choc occasionnel sur des réseaux de cerveau chez l'homme est difficile. Zhang propose une approche à facettes multiples qui commence à l'aide des outils tranchants à manipuler l'activité d'un moyeu chez les animaux.

Les chercheurs en Neuroimaging de translation de Zhang et laboratoire de neurologie de systèmes emploieront le cerveau-mappage d'IRM fonctionnel de condition posante (fMRI) et le comportement de moniteur dans un modèle éveillé de rat pour mesurer le choc des manipulations sur des réseaux de cerveau.

« Notre laboratoire a établi une plate-forme qui intègre le fMRI, des tests de comportement d'électrophysiologie, de chemogenetics, d'optogenetics et d'animal, » Zhang a dit. « Cette plate-forme nous permet de collecter des informations multidimensionnelles et de multi-écaille chez le même animal éveillé. »

Chemogenetics emploie des macromolécules pour agir l'un sur l'autre avec les petites molécules visées, et Zhang emploiera des pharmaceutiques connues sous le nom de récepteurs de créateur exclusivement activés par des médicaments de créateur (DREADDs) à cet effet. Optogenetics emploie la lumière pour régler les neurones génétiquement modifiés.

Les chercheurs appliqueront ces techniques pour manipuler l'activité dans une région de moyeu de cerveau et pour mesurer comment le cerveau entier modifie en réaction aux manipulations.

« Utilisant l'optogenetics, nous pouvons manipuler l'activité neurale sur le calendrier de milliseconde, et en utilisant DREADDs, nous pouvons manipuler l'activité neurale sur les échelles de temps des heures aux jours, » Zhang a dit.

« En conclusion, les images en simultané de visionnement d'électrophysiologie-fMRI nous permettront de rapporter directement le réseau et les changements de comportement de cerveau à leur base neurale dans le moyeu de cerveau. »

Pendant la première phase de l'étude, Zhang et son équipe documenteront des changements des propriétés du réseau de cerveau provoquées en supprimant un moyeu de cerveau. À l'aide de DREADDs, l'équipe examinera le rôle de la stimulation manuelle à un moyeu en dynamique de réseau de cerveau.

Ils fonctionneront alors pour comprendre la relation entre l'activité du moyeu de réseau et la fonction cérébrale de détail et puis pour déterminer le rôle fonctionnel de chaque moyeu et comportements relatifs dans les rats. En conclusion, ils étudieront le choc de l'élimination continuelle d'un moyeu sur la réorganisation à long terme de réseau de cerveau et le comportement résultant.

« Cette recherche est parce qu'elle élucidera la relation de cause à effet entre le dysfonctionnement à court terme et à long terme des reconfigurations de réseau d'un moyeu et de cerveau, » Zhang important a dit. « Ceci à leur tour nous aidera à comprendre la cause des changements de grande puissance de réseau de cerveau observés de nombreux troubles cérébraux et à activer meilleure grâce de demandes de règlement à ces nouvelles connaissances. »

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