精神分裂症模拟器:当化学颠覆理智的平衡
工程师模拟化学失衡在精神分裂症的记忆干扰解决方案——快速的研究和治疗
它叫做心理失衡是有原因的。部分理智挂在柔和的化学平衡的大脑区域内串在一起在一个复杂的矩阵。
在精神分裂症,矩阵是大幅震动,衰弱思想和引发幻觉。现在,乔治亚理工学院的研究人员创造了一个交互式模型矩阵的快速折磨疾病的研究和治疗。
它使用大量的研究数据来模拟主要系统性化学变化在精神分裂症患者的大脑但描绘他们简单,色彩鲜艳的图形。
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临床医生可以用它来帮助病人和他们所爱的人更好地理解的化学基础疾病和治疗方案。和研究人员可以测试假说实际上,快速、轻松地,得到更好的整体意义上的疾病。
森林,而不是树
对精神分裂症的研究可以区分。
“大多数研究者研究疾病从自己的专业的焦点和视角。然后他们可能会形成一个假说基于多巴胺和谷氨酸或其他单一的神经递质,”说研究工程师甄气从华莱士·h·库尔特生物医学工程系乔治亚理工大学和艾莫利大学。“我们的模型集成了所有的神经递质系统。”
研究者甄气和埃伯哈德我们data-mined集体科学知识在一个关键的精神分裂症症状和脑化学模拟器设计。信贷:弥迦书Eavenson,梅勒妮Goux /佐治亚理工学院
研究结果已发表在《华尔街日报》Biochimica et Biophysica学报(BBA)——一般科目。
和平、爱、多巴胺
“多巴胺引发大脑的奖励系统,”齐说。“非法药物安非他明的工作。多巴胺使你感觉良好。”
5 -羟色胺是微妙的,主要辅助功能。有时抵消多巴胺的影响。去甲肾上腺素也是众所周知的。
与其他物质,这些神经递质帮助调节至少11的大脑区域的活动做策划部分意识,包括工作记忆。
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日常功能障碍
气和他的团队建立了计算模型在背后的神经化学的认知功能,在精神分裂症的严重出错。
工作记忆是短期记忆,让思维连贯性。记得我们看到,说还是秒之前,我们要做的秒。
幻觉可能是引人注目的,推广了精神分裂症的症状,但是这种疾病的工作记忆障碍,虽然不那么引人注目,可以说减弱患者更多。
“工作记忆赤字干扰信息的存储和处理基本的字母和数字,他们阻碍存储信息的回忆,“齐说。“这使得学习和规划困难。”
对不起,没有药物
研究人员发现,有一个明显的缺乏医疗症状。
“认知症状实际上是与精神分裂症相关症状像幻觉成为焦点之前,“看到埃伯哈德说,佐治亚理工学院生物医学工程师和乔治亚研究联盟著名的学者,谁监督建模工作。”然而,精神分裂症药物的主要目标是后者的症状。”
两个神经递质谷氨酸和γ-氨基丁酸(GABA)是至关重要的工作记忆,协调两个脑区,背侧前额叶皮层和基底神经节。
谷氨酸能神经传输,和GABA调下来,重要的是这两个平衡。但其他神经递质与其他脑区也平衡。
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矩阵了
他们都团结在一起就像在一个移动婴儿的婴儿床。撞一种物质,它将整个系统紊乱。
“任何一个神经递质增加对应于拉着移动。但是这个神经递质也会影响所有其他神经递质通过交互网络,”我们说。“新状态的手机很难预见。”
这使它具有挑战性的一个精神病医生调整病人的处方和预测的整体效果。这就是气和我们的计算模型。
思维导图
佐治亚理工学院的研究人员收集了研究精神分裂症的脑化学近50个实验室在世界各地,并挖掘数据。
解释,他们咨询研究人员探索精神分裂症和他们奉献生命的信息输入微分方程代表神经系统之间的关系。
他们到达一个小说地图背后的脑化学工作记忆功能障碍在精神分裂症。“这是新的,这张地图。它反映了科学界的集体知识,”我们说。
“组装的信息,我们写的代码来实现这个模型中,“齐说。结果是一个程序的神经化学矩阵容易使用。
玩手机
用户可以输入不同程度的神经递质,和矩阵模型模拟他们彼此错综复杂的多米诺骨牌效应。但输出给用户更简单,甚至好玩的。
“用户看到的是一个移动前后倾斜,”我们说。不同颜色点在移动代表神经递质。如果医生或研究人员拖船,其他人跟随直到到达一个新的国家。
“移动看起来简单,但考虑到潜在的神经递质之间复杂的互动决定了节点在移动,“齐说。
几个月的工作中,可以构建一个图形用户界面允许医生和研究人员轻松地使用佐治亚理工学院的新计算模型。
其他科学家新的研究数据添加越多,更好的气,我们将能够优化系统和连接的知识来自世界各地实验室的一个更大的整体。
注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。
出版
气Zet al。在精神分裂症的启发式模型工作记忆赤字。Biochimica et Biophysica学报(BBA)——一般主题,在线发表于2016年5月10日。doi: 10.1016 / j.bbagen.2016.04.031
