Predpovedet sírení demence, Neuron Neuron - Nový pocítacový program

22. brezna vyd Neuron ze nove vyvinutý matematický pocítacový program sledoval zpusob, jakým se v lidském mozku sírí ruzné formy demence a ze muze predpovedet, kde a priblizne kdyz se sírení vyskytuje v neuronu mozku pacienta na neuron toxických "prionových" proteinu, coz je stejný proces, na kterém jsou zalozeny vsechny formy demence.
Pacienti a jejich rodiny by mohli vyuzít poznatku tím, ze jim pomohou potvrdit diagnózu demence, coz jim také umozní pripravit se na budoucí kognitivní poklesy, které se stanou v prubehu casu. Podle vedoucího výzkumného pracovníka Ashish Raj muze program v budoucnu pomáhat lékarum pri urcování vhodných cílu mozku pro terapeutické intervence v dobe, kdy jiz existují cílené léky proti demenci.
Dr. Ashish Raj Ph.D., odborný asistent pocítacové vedy v oblasti radiologie u Weill Cornell Medical College, který vyvinul pocítacový model, vysvetluje:

"Premýslejte o tom jako o radarovém systému pocasí, který vám behem následujících 48 hodin zobrazuje video o pocasí ve vasí oblasti. Nás model, kdyz se aplikuje na základní magnetické rezonancní snímání jednotlivého mozku, muze podobne vytvorit budoucí mapu degenerace v této osobe v prístích letech nebo desetiletích.
To by mohlo neurologum umoznit predpovedet, jaké neuroanatomické a pridruzené kognitivní stavy pacienta budou v daném okamziku v budoucnu. Mohli by zjistit, zda a kdy pacient vyvinou recové prekázky, ztrátu pameti, behaviorální zvlástnosti a tak dále. Znalost toho, co bude mít budoucnost, umozní pacientum informovane se rozhodovat o svém zivotním stylu a terapeutických zákrocích.
V urcitém okamziku získáme schopnost cílit a zlepsit zdraví konkrétních oblastí mozku a nervových vláken. V tomto okamziku muze dobrá predpoved anatomického stavu subjektu v budoucnu pomáhat identifikovat slibné cílové oblasti pro tento zásah. Vcasná detekce bude klícem k prevenci a zvládání demence. "

Prukopnický pocítacový model je nejnovejsí, stejne jako nejdulezitejsí dukaz, který podporuje myslenku, ze demence je zpusobena bílkovinami, které se sírí mozkem v sítích neuronu.
Rozsiruje výsledky siroce publikované studie o Alzheimerove chorobe v únoru, kdy vedci z Columbia University Medical Center a Massachusetts General Hospital objevili u mysích modelu, ze Alzheimerova choroba zacíná v urcité oblasti mozku, ale pak se dále sírí pres nesprávne prelozené, toxických "tau" bílkovin.
Dr. Raj popisuje, jak vyvinul svuj matematický model toku toxických proteinu, nez predvedl, ze model presne predpovídá vzorce degenerace, ke kterým dochází v ruzných formách demence.
Vysvetluje, ze jeho model je zalozen na nedávném pochopení, ze vsechny známé formy demencí jsou doprovázeny a pravdepodobne zpusobeny abnormálními nebo "nesprávne slozenými" bílkovinami. Vsechny proteiny mají specifický tvar, který závisí na jejich konkrétní funkci. Avsak nesprávné proteiny mohou vyvolat nezádoucí toxické úcinky, jako napríklad tau, nesprávne slozený protein, který se vyskytuje v mozku pacientu s Alzheimerovou chorobou a pacientu s celní temporální demencí (FTD).
TDP43 a ubiquitin jsou dalsí nesprávne prelozené proteiny, které se také nacházejí v FTD, zatímco alfa synuclein se vyskytuje u Parkinsonovy nemoci.
Nesprávné nebo nemocné proteiny vyvolávají jiné proteiny, které mají být nesprávne prelozeny, coz se dotýká urcité neuronové dráhy. Z tohoto duvodu se tyto proteiny nazývají "prion-like".
Prionová onemocnení, jako je choroba sílených krav, které zahrnují prenos nesprávne prelozených proteinu, jsou povazovány za infekcní z jedné osoby na druhou. Nicméne "neexistují zádné dukazy o tom, ze Alzheimerova choroba nebo jiné demence jsou tímto zpusobem nakazlivé, a proto je jejich prenos nazýván prionem."
Dr. Raj ríká, ze jeho model transeuronálního sírení nesprávne prelozených proteinu je "velmi jednoduchý", nebot modeluje stejný proces, kterým jakýkoli plyn difunduje ve vzduchu, zatímco v prípade demencí dochází k difúznímu procesu na spojených úsecích nervových vláken v mozku.

Dr. Raj ríká:

"Jedná se o bezný proces, kterým muze mít jakýkoliv protein zpusobující onemocnení ruzné druhy demencí."

Model identifikuje nervové podsíte v mozku, ve kterých se budou shromazdovat nesprávne nabité bílkoviny, nez se presunou do dalsích oblastí mozku, které jsou propojeny sítemi neuronu. Proteiny mení funkci vsech oblastí mozku, které navstevují behem tohoto procesu.
Dr. Raj poznamenává:

"Co je nové a opravdu pozoruhodné je samotný sítový difuzní model, který pusobí na normální sít'ovou sít pro mozek a dokáze reprodukovat mnoho známých aspektu vsech onemocnení mozkových onemocnení pri demence. To poskytuje velmi jednoduché vysvetlení, proc se zdá, ze ruzné formy demencí zamerit se na specifické oblasti mozku. "

Raj se podarilo srovnat vzory z difuzního modelu, který sledoval alokaci bílkovin ve zdravém mozku se vzory atrofie mozku pozorované u pacientu s Alzheimerovou chorobou nebo FTD.
Degenerace mozku byla merena pomocí MRI skenu a dalsích nástroju, které dokázaly kvantifikovat objem ztraceného objemu mozku v kazdé oblasti mozku pacienta. Amy Kuceyeski, Ph.D., spoluautorka a postdoctorální spolupracovnice, která pracuje s Dr. Rajem, pomohla vyhodnotit merení objemu mozku nemocného mozku pacienta.
Dr. Raj uzavírá:

"Nase studie demonstruje, ze takový mechanismus rozsirování vede prímo k pozorovaným vzorkum atrofie, které vidíme v ruzných demenci.Zatímco klasické vzorce demencí jsou dobre známy, je to první model, který propojuje vlastnosti mozkové síte se vzorci a vysvetluje je deterministickým a prediktivním zpusobem. "

Napsal Petra Rattue