Neurowissenschaftler untersuchen neuronale Synchronisation Patterns Während Addiction

Ein fachübergreifende Zusammenarbeit von Forschern an der Fakultät für Informatik an der Universität von Indiana -Purdue University Indianapolis ( IUPUI ) untersucht die neuronale Synchronisation zwischen den Schaltkreisen im Gehirn und ihr Verhalten unter simulierten Drogenabhängigkeit. Die zweijährige Studie könnte weitreichende Auswirkungen für die Behandlung von Sucht und das Verständnis der Gehirnfunktion bei Erkrankungen wie der Parkinson-Krankheit haben .

Erweiterte mathematische Modelle in Verbindung mit umfangreichen Labortests ergeben, wiederkehrende Stimulans Injektionen bei Nagern führte zu neuronalen Schaltkreisen , die leicht zu synchronisieren konnte aber eher instabil werden. Mit anderen Worten, die Einführung und die Einschränkung von Drogen im Laufe der Zeit verursacht Nervenzellen ihre Fähigkeit, Oberaufsicht über die Gehirnfunktion und das Verhalten zu engagieren , zu verlieren. Die Forscher bemerkten diese kurze Zeiträume Desynchronisation waren viel häufiger und verursacht Veränderungen in der Neurobiologie und Verhalten.

" Ein besseres Verständnis der Dynamik der neuronalen Synchronisation könnte sehr wichtige Implikationen für das Verständnis der süchtig Gehirn haben und kann eine physiologische Ziel persistente neuronalen Veränderungen, die sich auf die Wahrscheinlichkeit eines Rückfalls beitragen zu verstehen, bieten", sagte Christopher Lapish , Ph.D., Assistant Professor für Psychologie an IUPUI .

Lapish , mit Know-how in der Neurophysiologie und Sucht , und Leonid Rubchinsky , Ph.D., Associate Professor für Mathematik, Naturwissenschaft , arbeitete an dem Projekt mit Unterstützung der IUPUI Institut für Mathematische Modellierung und Computational Science . Rubchinsky ist eine angewandte Mathematiker und Neurowissenschaftler , der ausführlich die Neurophysiologie der Parkinson-Krankheit untersucht hat .

Sungwoo Ahn, Ph.D., ein Postdoktorand in mathematischen Wissenschaften , auch Co-Autor der Studie, die kürzlich im Amtsblatt zerebraler KortexFachzeitschrift .

Die Untersuchung wurde nach den verschiedenen Phasen der Drogenabhängigkeit gemusterten : die erste Einführung der Amphetamine, Perioden der Abstinenz , die Muster-Widerrufs und dann Rückfall.

Die neuronalen Synchronität Muster Modelle mit Stimulans injiziert wurden diejenigen mit einer Kochsalzlösung injiziert , verglichen. Kurze Zeiträume desychronization vorherrschend waren in beiden Gruppen , aber das Medikament betroffenen Gruppe zeigte eine deutliche Verbindung zwischen Synchronie und Gehirnfunktion. Synchrony ist seit langem als eine wichtige Rolle in , wie das Gehirn Daten verarbeitet zu spielen , so dass jede Störung dieses Muster könnte bedeutende Forschungs Wert zu halten , nach der Studie veröffentlicht .

" Durch diese lange und fortschreitende experimentelle Untersuchungen konnten wir die verschiedenen Bereiche des Gehirns zu erforschen und wie sie miteinander verbunden sind ", sagte Rubchinsky . "Zusätzlich zu Verständnis , Überwachung, Diagnose und Behandlung von Sucht, ist diese Art der Studie hilfreich besser zu verstehen, wie das normale Gehirn funktioniert. "

Diese Zusammenarbeit bewegt Wissenschaftler näher an das Verständnis der Gehirnfunktion und Störungen , Rubchinsky sagte , durch den Einbau von mathematischen Modellen , die Ereignisse und Reaktionen im Gehirn im Laufe der Zeit neu zu erstellen. Lapish vereinbart , sagen Computational Science letztlich das Wachstum und den Erfolg der Zukunft fahren Neurowissenschaften Forschung.

" Neuroscience ist ein inhärent datenintensive Wissenschaft und , durch die Kombination von Experimentatoren mit Theoretikern , gibt es ein enormes Potenzial für die Entdeckung , " Lapish . " Die interaktiven Effekte dieser Zusammenarbeit sind sicherlich mehr als die Summe seiner Teile. Wir sind in der Lage, eine voll dynamisches Bild dieses Prozesses , die nicht möglich wäre , ohne die Kombination dieser beiden Fachgebieten zu schaffen."

In Zukunft wird das Team weiterhin Mittel versuchen, ihre Forschungsmethoden vorantreiben und ein besseres Verständnis der Rolle der Synchronisation der Gehirnfunktion . Auf diese Weise konnten die Wissenschaftler den Fortschritt und die Verschlechterung der neuronalen Schaltkreise in verschiedenen Szenarien abzubilden.