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
Αφιέρωμα στον Διαβήτη healthwebgr svg%3E
Περισσότερα

Καρκίνος Αλτσχάιμερ: Όταν η μια ασθένεια εμποδίζει την άλλη

Καρκίνος Αλτσχάιμερ: Η πρόληψη και η έγκαιρη διάγνωση παραμένουν κρίσιμης σημασίας. Οι κλινικές μελέτες συνεχίζουν να διερευνούν τη σχέση μεταξύ των δύο αυτών ασθενών, προσπαθώντας να κατανοήσουν τους μηχανισμούς αλληλεπίδρασης και γονιδιακής προδιάθεσης.

Αθλητές vs καθιστική ζωή: Πώς η σωματική δραστηριότητα επηρεάζει την εργασιακή μνήμη

Αθλητές vs καθιστική ζωή: Μια πρόσφατη μελέτη έδειξε ότι οι αθλητές έχουν γενικά πολύ καλύτερη εργασιακή μνήμη σε σύγκριση με τα άτομα που ζουν καθιστική ζωή.

Ορμονικές αλλαγές: Κάνουν τις γυναίκες να ξυπνούν περισσότερο τη νύχτα;

Ορμονικές αλλαγές: Ο ύπνος είναι κρίσιμης σημασίας για την υγεία, ωστόσο, νέες έρευνες αποκαλύπτουν ότι οι γυναίκες κοιμούνται λιγότερο και ξυπνούν πιο συχνά κατά τη διάρκεια της νύχτας σε σχέση με τους άνδρες.

Υγιείς γυναίκες: Μπορεί να φέρουν κύτταρα παρόμοια με καρκίνο του μαστού;

Υγιείς γυναίκες: Μια νέα μελέτη έχει αποκαλύψει ότι οι υγιείς γυναίκες μπορεί να έχουν κύτταρα που μοιάζουν με εκείνα που βρίσκονται σε καρκίνο του μαστού, προσφέροντας πολύτιμες πληροφορίες για την κατανόηση του καρκίνου και του κινδύνου που διατρέχουν οι γυναίκες.

Αυτό το είδος καρκίνου απειλεί περισσότερο τους άνδρες μετά τον καρκίνο του προστάτη

Εκτός από τον καρκίνο του προστάτη, ο πιο κοινός καρκίνος που πλήττει τους άνδρες είναι ο καρκίνος του πνεύμονα. Ο καρκίνος του πνεύμονα είναι η δεύτερη πιο συχνή διάγνωση καρκίνου στους άνδρες και η κύρια αιτία θανάτου.

Κατασκηνώσεις δημιουργικότητας: Μια ασπίδα για τη ψυχική υγεία των εφήβων

Κατασκηνώσεις δημιουργικότητας: Μια πρόσφατη μελέτη αναδεικνύει τις θετικές επιπτώσεις των κατασκηνώσεων που εστιάζουν στη δημιουργικότητα στη ψυχική υγεία και την ευεξία των εφήβων.

Η συνείδηση ​​κρύβεται στα ηλεκτρικά πεδία του εγκεφάλου μας 

Τα βήτα κύματα σχετίζονται με καταστάσεις εγρήγορσης και οξύτητας της σκέψης, ενώ τα άλφα κύματα συνδέονται με χαλάρωση και τη μείωση του άγχους. Τα θήτα και δέλτα κύματα σχετίζονται, αντίστοιχα, με τον ύπνο και τις βαθιές καταστάσεις ηρεμίας.

Βήχας: Ποια είδη υπάρχουν και τι σημαίνει το καθένα;

Βήχας: Ο βήχας είναι ένα κοινό σύμπτωμα που μπορεί να προκληθεί από διάφορες αιτίες και να έχει διαφορετικούς τύπους, ανάλογα με τη φύση του και την υποκείμενη πάθηση. Εδώ παρατίθενται οι πιο συνηθισμένοι τύποι βήχα

Close Icon