Search Icon
ΑΝΑΖΗΤΗΣΗ
Επιστημονικά Νέα

Τεχνητή Νοημοσύνη Εφαρμογές: Αισθητήρας σεροτονίνης βοηθά στην κατανόηση του εγκεφάλου

Τεχνητή Νοημοσύνη Εφαρμογές: Αισθητήρας σεροτονίνης βοηθά στην κατανόηση του εγκεφάλου

Τεχνητή Νοημοσύνη Εφαρμογές: Προκλινικά πειράματα έδειξαν ότι ο αισθητήρας μπορούσε να ανιχνεύσει σε πραγματικό χρόνο αλλαγές στα επίπεδα της σεροτονίνης του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια του ύπνου, του φόβου και των κοινωνικών αλληλεπιδράσεων.


Σε ένα άρθρο στο Cell, ερευνητές που χρηματοδοτούνται από Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας περιέγραψαν πώς χρησιμοποίησαν προηγμένες τεχνικές γενετικής μηχανικής για να μετατρέψουν μια βακτηριακή πρωτεΐνη σε ένα νέο ερευνητικό εργαλείο που μπορεί να βοηθήσει στην παρακολούθηση της μετάδοσης σεροτονίνης με μεγαλύτερη πιστότητα από τις τρέχουσες μεθόδους.

Προκλινικά πειράματα, κυρίως σε ποντίκια, έδειξαν ότι ο αισθητήρας μπορούσε να ανιχνεύσει λεπτές, σε πραγματικό χρόνο αλλαγές στα επίπεδα της σεροτονίνης του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια του ύπνου, του φόβου και των κοινωνικών αλληλεπιδράσεων, καθώς και να ελέγξει την αποτελεσματικότητα των νέων ψυχοδραστικών φαρμάκων.

Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε, εν μέρει, από την έρευνα εγκεφάλου του NIH μέσω της πρωτοβουλίας Advancing Innovative Neurotechnologies (BRAIN), η οποία στοχεύει στην επανάσταση της κατανόησης του εγκεφάλου υπό υγιείς και παθολογικές κατσατάσεις.

Η μελέτη διεξήχθη από ερευνητές στο εργαστήριο του Lin Tian, ​​Ph.D., κύριου ερευνητή στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια Davis School of Medicine. Οι τρέχουσες μέθοδοι μπορούν να ανιχνεύσουν μόνο μεγάλες αλλαγές στη σηματοδότηση σεροτονίνης. Σε αυτήν τη μελέτη, οι ερευνητές μετέτρεψαν μια βακτηριακή πρωτεΐνη σχήματος παγίδα Venus που αρπάζει θρεπτικά συστατικά σε έναν εξαιρετικά ευαίσθητο αισθητήρα που ανάβει με φθορισμό όταν συλλαμβάνει σεροτονίνη.

Προηγουμένως, οι επιστήμονες στο εργαστήριο του Loren L. Looger, Ph.D., του Ιατρικού Ινστιτούτου Howard Hughes Janelia Research Campus, Ashburn, Virginia, χρησιμοποίησαν παραδοσιακές τεχνικές γενετικής μηχανικής για να μετατρέψουν τη βακτηριακή πρωτεΐνη σε έναν αισθητήρα του νευροδιαβιβαστή ακετυλοχολίνης.

Η πρωτεΐνη, που ονομάζεται OpuBC, συσσωρεύει συνήθως τη θρεπτική χολίνη, η οποία έχει παρόμοιο σχήμα με την ακετυλοχολίνη. Για αυτήν τη μελέτη, το εργαστήριο Tian συνεργάστηκε με την ομάδα του Dr. Looger και το εργαστήριο Viviana Gradinaru, Ph.D., Caltech, Pasadena, California, για να δείξουν ότι χρειάζονται την πρόσθετη βοήθεια της τεχνητής νοημοσύνης για να επανασχεδιάσουν πλήρως το OpuBC ως catcher σεροτονίνης .

Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν αλγόριθμους μηχανικής μάθησης για να βοηθήσουν έναν υπολογιστή να «σκεφτεί» 250.000 νέα σχέδια. Μετά από τρεις γύρους δοκιμών, οι επιστήμονες εγκαταστάθηκαν σε έναν. Τα αρχικά πειράματα έδειξαν ότι ο νέος αισθητήρας ανίχνευσε αξιόπιστα τη σεροτονίνη σε διαφορετικά επίπεδα στον εγκέφαλο ενώ είχε μικρή ή καθόλου αντίδραση σε άλλους νευροδιαβιβαστές ή παρόμοια σχήματα φαρμάκων.

Πειράματα σε εγκεφάλους ποντικού έδειξαν ότι ο αισθητήρας ανταποκρίθηκε σε σήματα σεροτονίνης που αποστέλλονται μεταξύ νευρώνων σε σημεία συναπτικής επικοινωνίας. Εν τω μεταξύ, τα πειράματα σε κύτταρα σε τρυβλία Petri έδειξαν ότι ο αισθητήρας θα μπορούσε αποτελεσματικά να παρακολουθεί τις αλλαγές σε αυτά τα σήματα που προκαλούνται από φάρμακα, όπως η κοκαΐνη, το MDMA (επίσης γνωστό ως έκσταση) και πολλά κοινά αντικαταθλιπτικά.

Τέλος, πειράματα σε ποντίκια έδειξαν ότι ο αισθητήρας θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να μελετήσουν τη νευροδιαβίβαση σεροτονίνης υπό πιο φυσικές συνθήκες. Για παράδειγμα, οι ερευνητές είδαν μια αναμενόμενη αύξηση των επιπέδων σεροτονίνης όταν τα ποντίκια ήταν ξύπνια και μια πτώση καθώς τα ποντίκια κοιμήθηκαν.

Διαβάστε όλες τις τελευταίες Ειδήσεις για την υγεία από την Ελλάδα και τον Κόσμο
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο κανάλι μας στο YouTube

Διαβάστε Eπίσης:

Πόσο έξυπνα είναι στην πραγματικότητα τα δελφίνια;

Μόνιμες εγκεφαλικές ανωμαλίες από τον ιό Covid

Πώς αποτυπώνεται η μοναξιά στον ανθρώπινο εγκέφαλο

svg%3E svg%3E
svg%3E
svg%3E
Περισσότερα

Τι είναι η αισθητηριακή υπερφόρτωση στον αυτισμό

Αυτισμός: Η αισθητηριακή υπερφόρτωση είναι ένα συχνό φαινόμενο στα άτομα με Διαταραχή του Αυτιστικού Φάσματος (ΔΑΦ). Πρόκειται για μια κατάσταση όπου το άτομο λαμβάνει περισσότερα αισθητηριακά ερεθίσματα

Τι είναι το σύνδρομο parent trap;

Σύνδρομο Parent trap: Το σύνδρομο "Parent Trap" αναφέρεται σε μια ψυχολογική κατάσταση όπου τα παιδιά χρησιμοποιούν την τεχνική της "διάσπασης" για να προκαλέσουν σύγκρουση ή να διαχειριστούν τις σχέσεις μεταξύ των γονιών τους.

Τι σκέφτονται τα άτομα με άνοια

Άνοια σκέψεις: Οι αλλαγές στο περιβάλλον τους, όπως η μετακόμιση σε ένα γηροκομείο ή η απώλεια αγαπημένων προσώπων, μπορεί να τους προκαλέσουν αναστάτωση και άγχος.

Συκώτι: 5 Σημάδια που υποδηλώνουν ασθένεια του ήπατος

Συκώτι: Η ασθένεια του ήπατος μπορεί να αναπτυχθεί σταδιακά και τα συμπτώματα μπορεί να είναι ήπια ή ασαφή στην αρχή. Ωστόσο, υπάρχουν μερικά κοινά σημάδια που μπορεί να υποδεικνύουν ότι το ήπαρ δεν λειτουργεί σωστά.

Πονοκέφαλος: Τι θα βοηθήσει στην αναγώριση της αιτίας του πονοκέφαλου;

Πονοκέφαλος: Οι πονοκέφαλοι είναι ένα συχνό πρόβλημα που μπορεί να έχει πολλές διαφορετικές αιτίες. Κατανοώντας τα χαρακτηριστικά τους, μπορείτε να εντοπίσετε την πιθανή αιτία

Αλωπεκία: Αυτό μπορεί να προκαλέσει αλωπεκία

Αλωπεκία: Η αλωπεκία είναι η υπερβολική τριχόπτωση, που μπορεί να οδηγήσει σε αραίωση ή ακόμα και σε πλήρη απώλεια των μαλλιών σε ορισμένες περιοχές του κεφαλιού ή του σώματος. Υπάρχουν διάφοροι τύποι αλωπεκίας

Μπορεί ο παιδικός θυμός να είναι ένδειξη ευφυΐας;

Παιδικός θυμός: Ο θυμός είναι ένα φυσιολογικό συναίσθημα που όλοι μας βιώνουμε, και τα παιδιά δεν αποτελούν εξαίρεση. Ωστόσο, αν και συχνά τον συνδέουμε με αρνητικές καταστάσεις, μελέτες δείχνουν ότι ο θυμός

Ποιοι νευρώνες μας βοηθούν να θυμόμαστε καλύτερα 

Μνήμη: Εάν μπορέσουμε να κατανοήσουμε ακριβώς πώς λειτουργούν αυτοί οι νευρώνες, ίσως μπορέσουμε να αναπτύξουμε στρατηγικές ή φάρμακα που θα ενισχύσουν τη λειτουργία τους ή θα αποκαταστήσουν τη μνήμη.

Close Icon