Výpocetní model mozku ukazuje, co vyvolává Tourette 'tics'

Touretteuv syndrom je neurologické onemocnení, pri kterém pacienti provádejí radu opakujících se, nedobrovolných pohybu a zvuku, které se bezne oznacují jako "tikové". Nová studie pouzívá výpocetní model pro simulaci neurologického základu pro nemoc, který by mohl pomoci výzkumníkum navrhnout nové terapie v budoucnu.Nový model ukazuje, ze Tourette 'tics' jsou vyvolány souhrou mezi klícovými oblastmi mozku.
Image kredit: Beste Ozcan

Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) uvádí, ze ve Spojených státech 1 z 360 detí ve veku od 6 do 17 let obdrzí diagnózu Touretteho syndromu. CDC vsak také naznacuje, ze císla mohou být vyssí nez toto, protoze onemocnení je casto nediagnostikované.

Tiky, které doprovázejí onemocnení, se lisí slozitostí. Nekteré z nich mohou být pomerne jednoduché - napríklad blikat, zatímco jiné mohou zahrnovat dotyky predmetu, opakování stejných slov nebo delá obscénní gesta.

Nekteré z motorických tiku, které se vyskytují pri onemocnení - jako je cichání, blikání, grimasy nebo pokrcení ramen - se dosud myslelo, ze se vyskytují v jedné oblasti mozku nazývané bazální ganglií.

Bazální ganglia je skupina propojených subkortikálních jader - nacházejících se v základu predního mozku, hluboce zakotvených v mozkových hemisférech - které se zabývají rízením motoru a dalsími výkonnými funkcemi a chováním.

Nový výzkum vsak naznacuje, ze syndrom není omezen na jediný region, ale muze být spojen s nekolika oblastmi mozku, které interagují a zpusobují tik.

Zjistení byla zverejnena v casopise PLOS Výpocetní biologie, a výzkumný tým vedl Daniele Caligiore z Národního výzkumného výboru v Itálii.

Studium neurálních cest souvisejících s Tourette pomocí pocítacové simulace

Caligiore a tým vyvinuli pocítacovou simulaci nervové aktivity, která je základem motorických tiku souvisejících s Tourettou.

Nový model vychází z predchozího výzkumu, který odhalil aktivitu mozku, která doprovází motorické tikce v mozku opic a potkanu. Tyto predchozí studie naznacovaly, ze signalizace mezi kurou, cerebellum a bazální ganglií muze být zodpovedná za tik.

V nové studii Caligiore a jeho kolegové upravili model tak, aby replikovali hlavní funkcní a anatomické prvky nervového systému zkoumané ve studiích na zvíratech: bazální ganglia, thalamus, primární motorická kura a cerebellum.

Nový model nejen dokázal reprodukovat výsledky studie opice, ale také vyzdvihl klícovou roli, kterou hraje interakce mezi ruznými oblastmi mozku pri spustení motorických tiku souvisejících s Tourettou.

Konkrétne model odhalil, ze neurální dráha spojující subthalamus s pons a cerebellum - v kombinaci s neurálním obvodem od cerebellum k thalamu a kure - muze být zodpovedný za tik. Navíc studie naznacuje, ze tikové mohou být zpusobeny kombinací abnormální signalizace dopaminu v bazálních gangliích a aktivity v cerebello-thalamo-kortikálním okruhu.

Jak vysvetlují autori:

"Model predpovídá, ze souhra mezi dopaminergními signály a kortikální aktivitou muze být podkladem pro vznik tic událostí a ze anatomické spojení propojující podtalamické jádro a cerebellum muze podporovat zapojení cerebellum do tic produkce. tvrdí [...] o mozném zapojení subthalamic-pons-cerebelárního obvodu do tic generace. "

Studie otevírá nové moznosti lécby

Podle autoru je to poprvé, kdy byl k výpoctu techto cest pouzit tento výpocetní model. "Tento model predstavuje první pocítacový pokus o studium role nedávno objevených anatomických vazeb bazálních ganglií a cerebellaru," ríká hlavní autor studie.

Zjistení poskytla nejen základ pro budoucí experimenty, ale také pripravila cestu pro nové terapie. Jak vysvetlují Caligiore a kolegové:

"Model predpovídá, ze produkce tic muze být redukována vnejsí stimulací nebo inhibicí primárního motorického kortexu." Tyto predpovedi by mohly být dulezité pro identifikaci nových cílových oblastí, stranou od tradicních pro návrh inovativních terapeutických akcí na úrovni systému. "

Vedoucí autor studie navíc predpokládá, ze zjistení mohou pomoci vytvorit tzv. Virtuální pacienty, které by mohly slouzit k testování terapií pomocí pocítacových modelu nákladove efektivním a etickým zpusobem.

"Tyto simulace mohou být provádeny s malými náklady a bez etických dusledku a mohly by naznacovat slibné terapeutické intervence, které by mely být testovány v cílených vysetreních se skutecnými pacienty," ríká Caligiore.

Zjistete, jak muze mozková chemie pomáhat pri lécbe tiku u lidí s Tourettovým syndromem.

Zelený caj muze zabránit infekci HIV

Spolecná studie Spojených státu a Spojeného království naznacuje, ze konzumace zeleného caje muze pomoci predcházet infekci HIV. Predbezná studie je zverejnena v casopise Journal of Allergy and Clinical Immunology a byla spolecným projektem mezi univerzitou v Sheffieldu ve Velké Británii a Baylor College of Medicine v Texasu v USA. Výzkumný tým provedl pokusy na zkumavce na flavonoid ze zeleného caje nazývaný epigallocatechin galát (EGCG) a ukázal, ze se váze s receptory T-bunek imunitního systému CD4 a zastavuje HIV tím, ze delá totéz.

(Health)

Pacienti s transplantací jater se chtejí podílet na rozhodování

V první studii, která odhalila, co si kandidáti na transplantaci jater myslí, ze jsou zapojeni do rozhodnutí prijmout nebo odmítnout donorový orgán, vedci naznacují, ze více nez polovina chce být informována o riziku dárce, pokud je nabízena jaterní jater. Také ríkají, ze témer 80% techto pacientu se chce zapojit do rozhodování o tom, zda prijme orgán nebo ne.

(Health)