Advertencia: Esta página es una traducción de esta página originalmente en inglés. Tenga en cuenta ya que las traducciones son generadas por máquinas, no que todos traducción será perfecto. Este sitio Web y sus páginas están destinadas a leerse en inglés. Cualquier traducción de este sitio Web y su páginas Web puede ser imprecisa e inexacta en su totalidad o en parte. Esta traducción se proporciona como una conveniencia.

La nueva tecnología puede explicar el efecto de factores genéticos sobre la estructura del cerebro, función

Liang Zhan, profesor adjunto de eléctrico y ingeniería informática en la escuela de Swanson de Pitt de la ingeniería, recibió una recompensa de CARRERA $500.000 del National Science Foundation para desarrollar las herramientas de cómputo que perfeccionan nuestra comprensión del cerebro humano.

En este proyecto, él leverage la estructura modular del cerebro para estudiar genética de las imágenes cerebrales y para desarrollar las nuevas herramientas de cómputo para iluminar cómo los factores genéticos afectan la estructura y la función del cerebro. Los investigadores pueden utilizar esta tecnología para examinar cómo los genes específicos, o sus variantes, afectan a sistemas de los nervios y contribuyen a los desordenes del cerebro. Este trabajo podía avance final los campos de la informática, de la neurología, y de la ciencia biomédicas de los datos.

Las personas de Zhan estudiarán específicamente la enfermedad de Alzheimer - una condición que afecte a 5,8 millones de americanos y se proyecte actualmente triplicar casi 14 millones de personas de en 2060.

No hay pruebas sin obstrucción para mostrar cómo la enfermedad de Alzheimer se convierte. Los investigadores están desarrollando una variedad de métodos para destapar los mecanismos detrás del inicio y de la progresión de Alzheimer, pero hay una falta de herramientas de cómputo efectivas para estudiar esta enfermedad.”

Liang Zhan, profesor adjunto de eléctrico y ingeniería informática, escuela de la ingeniería, universidad de Swanson de Pittsburgh

Aunque este trabajo se centra en enfermedad de Alzheimer, las herramientas propuestas se pueden aplicar a la otra investigación del cerebro también.

“Los estudios actuales de la genética de las imágenes cerebrales asumen un lazo lineal uno por entre los genes y las características de la proyección de imagen, pero linearidades son demasiado simplistas y no permiten que los investigadores determinen configuraciones de alto nivel,” Zhan explicado. “Además, la investigación de MRI se centra a menudo en las pequeñas regiones del cerebro, que reduce la complejidad de la proyección de imagen hacia abajo a la uno-dimensión y desecha la información importante sobre dinámica del cerebro. En lugar, mi grupo se centrará en caracterizar características de alto nivel de la red del cerebro.”

Conectar los puntos con el connectome humano

En colaboración con la Universidad de Illinois en Chicago (UIC), él acoplará esta recompensa de CARRERA con dos concesiones R01 de los institutos de la salud nacionales para investigar más lejos la función del cerebro en desordenes neurológicos.

La función esencial del cerebro que mantiene, tal como aprendizaje y memoria, requiere sinapsis pasar señales eléctricas y químicas entre las neuronas. La disfunción sináptica es un sello de muchos desordenes neurológicos - incluyendo enfermedad de Alzheimer - y lleva al hyperexcitation en circuitos neuronales. Sin embargo, los cambios de la red neuronal relacionados con el envejecimiento normal hacen difícil para que los investigadores distingan cambios enfermedad-específicos de cambios normales.

Zhan y los colaboradores desarrollarán las herramientas de cómputo innovadoras para caracterizar configuraciones del hyperexcitation en el envejecimiento y la enfermedad de Alzheimer y para validar su marco con los modelos longitudinales del ratón y los datos humanos de la iniciativa de Neuroimaging de la enfermedad de Alzheimer y del proyecto humano de Connectome.

“El cerebro necesita tener un equilibrio entre la excitación de los nervios e inhibición,” dijo a Zhan. “La disfunción sináptica en enfermedad de Alzheimer lleva al hyperexcitation en circuitos neuronales, y este equilibrio anormal puede contribuir al inicio y a la progresión de la enfermedad. El indicador del hyperexcitation (HI), definido usando datos multimodales de MRI, hará señales un desequilibrio entre la excitación y la inhibición de los nervios.”

Agregando a la complejidad de esta investigación, otras condiciones psiquiátricas pueden ser contribuidores importantes a la disminución y a la progresión cognoscitivas aceleradas a la demencia. Zhan colaborará en otro R01 en UIC para examinar la depresión de la tarde-vida y para destapar su impacto en el neurodegeneration. Aplicarán una aproximación similar a este estudio y clarificarán el lazo entre la depresión y los procesos neurodegenerative en última vida.

Un estudio preliminar demostró la eficacia del hyperexcitation del grupo.

“Igualamos a individuos cognoscitivo normales con una predisposición genética a la enfermedad de Alzheimer con un grupo de individuos sin una predisposición genética, sobre la base de edad y de sexo,” dijo a Zhan. “Los resultados soportaron la idea que las mujeres genético predispuestas, que son cuatro-tiempos más que es probable que desarrollen la enfermedad de Alzheimer que hombres, exhibieron el hyperexcitation a la edad de 50 años, y nuestro método era más sensible en de descubrir esta diferencia.”

La meta de este trabajo es acelerar el descubrimiento de biomarkers más robustos, más no invasores de la proyección de imagen de la enfermedad de Alzheimer y de otros desordenes neurológicos.