Walter de Gruyter GmbH

Nhận thức xã hội đề cập đến các cơ chế não bộ mà qua đó chúng ta xử lý thông tin xã hội về những người khác và về bản thân. Những thay đổi trong chức năng giao tiếp cá nhân và xã hội là phổ biến trong rối loạn trầm cảm chủ yếu, mặc dù hiện nay chưa được giải quyết hiệu quả bởi các phương pháp điều trị bằng thuốc hiện có. Các bài kiểm tra chuẩn hóa thêm, chẳng hạn như các đánh giá trầm cảm hay các bài kiểm tra thần kinh tâm lý, được sử dụng trong thực hành hàng ngày cung cấp rất ít thông tin về các kỹ năng xã hội, khái niệm, quy luật, định kiến và phán xét liên quan đến các tương tác xã hội. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ xem xét văn liệu gần đây về cách mà bộ não con người khỏe mạnh xử lý các quyết định xã hội và cách mà những quá trình này bị biến đổi trong rối loạn trầm cảm chủ yếu. Chúng tôi đặc biệt tập trung vào các mô hình tương tác (ví dụ: các nhiệm vụ dựa trên lý thuyết trò chơi) có thể tái tạo các tình huống trong đời sống hàng ngày trong môi trường phòng thí nghiệm. Các bằng chứng mà chúng tôi xem xét, cùng với văn liệu phong phú về vai trò bảo vệ của các mạng xã hội trong việc xử lý căng thẳng, có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển các dấu hiệu sinh học và can thiệp sinh thái hợp lý hơn nhằm tối ưu hóa quá trình phục hồi chức năng trong các rối loạn trầm cảm.

Các nghiên cứu MRI về phát triển não bộ bất thường phụ thuộc vào chất lượng, số lượng và loại dữ liệu phát triển chuẩn có sẵn để so sánh. Những hạn chế ảnh hưởng đến các nghiên cứu trước đây về phát triển chuẩn bao gồm kích thước mẫu nhỏ, thiếu sự đại diện về nhân khẩu học, quần thể đối tượng không đồng nhất và dữ liệu dọc không đầy đủ. Kho dữ liệu MRI Nhi khoa Quốc gia (NIHPD) cho phát triển chuẩn đã được thiết kế để giải quyết các vấn đề nêu trên trong các biện pháp độ tin cậy của các đối tượng kiểm soát cho các nghiên cứu so sánh. Các đối tượng được tuyển chọn từ sáu Trung tâm Nghiên cứu Nhi khoa trên toàn quốc nhằm tạo ra cơ sở dữ liệu dọc lớn nhất, không thiên lệch về não bộ đang phát triển. Sử dụng NIHPD, chúng tôi đã áp dụng phương pháp phân tích hình dạng 3D liên quan đến các hàm cầu để xác định độ phức tạp bề mặt vỏ não của 396 đối tượng (210 nữ; 186 nam) trong độ tuổi từ 4,8 đến 22,3. Dữ liệu MRI đã được thu thập tại một, hai hoặc ba thời điểm cách nhau khoảng hai năm. Tổng cộng có 144 người tham gia (79 nữ; 65 nam) cung cấp dữ liệu MRI từ tất cả các thời điểm. Kết quả của chúng tôi xác nhận một mối tương quan trực tiếp giữa độ phức tạp vỏ não và độ tuổi ở cả nam và nữ. Thêm vào đó, trong khoảng độ tuổi được khảo sát, phụ nữ thể hiện độ phức tạp vỏ não cao hơn đáng kể và liên tục hơn so với nam giới. Những phát hiện này gợi ý rằng mạch thần kinh cơ bản trong não nam và nữ là khác nhau, có thể giải thích cho những quan sát về sự khác biệt giới tính trong tương tác xã hội, giao tiếp và các quá trình nhận thức cao hơn.

Bệnh Alzheimer (AD) là một dạng sa sút trí tuệ liên quan đến tuổi tác, với các dấu hiệu bệnh lý đặc trưng gồm các mảng bám thần kinh và những tơ thần kinh bất thường, sự teo não và mất mát các đầu tận synap. Chức năng năng lượng ty thể bất thường được cho là yếu tố góp phần vào sự suy giảm nhận thức quan sát được ở AD. Chúng tôi giả thuyết rằng, trong sự hiện diện của peptide độc tố thần kinh beta-amyloid liên quan đến AD, hô hấp ty thể bị tổn thương sớm ở các đầu tận synap, nơi rất quan trọng cho hiệu suất nhận thức, đặc biệt ở các trung tâm nhận thức của não. Chúng tôi đã so sánh mức tiêu thụ oxy ở ty thể synaps và ty thể perikaryal được chuẩn bị từ vỏ não và tiểu não của chuột hoang dã (WT) và chuột Tg2576 chuyển gen AD. So với chuột WT, chuột Tg2576 cho thấy mức hô hấp ty thể giảm ở vỏ não, đặc biệt là ở phần synaps, trong khi ty thể perikaryal không bị ảnh hưởng. Không có phần ty thể nào bị ảnh hưởng ở tiểu não của chuột Tg2576 so với WT. Sự xuất hiện của một khiếm khuyết năng lượng sinh học ở các đầu tận synap của chuột quá biểu hiện beta-amyloid đột biến, đặc biệt ở một khu vực của não quan trọng cho nhận thức, chỉ ra vai trò sớm của các khiếm khuyết ty thể trong sự khởi phát của các khiếm khuyết nhận thức ở AD.

Các phương pháp tính toán đã bổ sung cho các nghiên cứu thần kinh học thực nghiệm và lâm sàng, góp phần cải thiện hiểu biết của chúng ta về hệ thống thần kinh trong sức khỏe và bệnh tật. Đồng thời, việc điều chỉnh thần kinh dưới dạng kích thích điện và từ đang ngày càng được chấp nhận hơn trong các bệnh mãn tính và khó điều trị. Trong bài báo này, chúng tôi trước tiên khám phá tình hình khoa học hiện tại liên quan đến sự kết hợp giữa cả hai phát triển hướng tới thần kinh học tính toán chuyển giao. Sau đó, chúng tôi đề xuất một chiến lược để áp dụng khái niệm lý thuyết mới về dấu hiệu sinh học mạng động (DNB) trong các biểu hiện theo đợt của các rối loạn mãn tính. Cụ thể, như một ví dụ đầu tiên, chúng tôi giới thiệu việc sử dụng các mô hình tính toán trong chứng đau nửa đầu và minh họa dựa trên ví dụ này tiềm năng của DNB như là các tín hiệu cảnh báo sớm cho việc điều chỉnh thần kinh trong chứng đau nửa đầu theo từng đợt.

Mục tiêu của bài báo này có ba phần: (a) cung cấp bản dịch sang tiếng Anh của bài báo mang tính nền tảng của Oskar Vogt năm 1910 mô tả bản đồ myeloarchitectonic đầu tiên của vỏ não trán người, được giới thiệu bằng một cái nhìn lịch sử ngắn gọn về đóng góp của Cécile & Oskar Vogt đối với khoa học thần kinh; (b) cung cấp một thư mục chú thích của các tác phẩm chính về kiến trúc tế bào vỏ não và myeloarchitectonics trong truyền thống của trường phái kiến trúc Brodmann-Vogt (Phụ lục 2); và (c) cung cấp một thư mục chú thích của các tác phẩm chính của trường phái kiến trúc Nga được thành lập bởi Oskar Vogt (Phụ lục 3).

Các vận động viên lặn nín thở chuyên nghiệp là những vận động viên độc nhất đối mặt với áp lực do sức nước và tình trạng hạ oxy/hypercapnia cực độ trong các lần lặn tối đa. Kỷ lục thế giới hiện tại dành cho nam giới là 214 mét cho độ sâu (Herbert Nitsch, môn lặn nín thở không giới hạn), 11:35 phút cho thời gian (Stephane Mifsud, môn lặn nín thở tĩnh), và 281 mét cho khoảng cách (Goran Čolak, môn lặn nín thở động với vây). Những thích ứng sinh lý chính cho phép các vận động viên lặn nín thở đạt được độ sâu và thời gian như vậy được gọi là phản ứng "lặn" bao gồm co mạch ngoại biên và tăng huyết áp, nhịp tim chậm, giảm lưu lượng tim, tăng lưu lượng máu não và cơ tim, co tỳ, và duy trì cung cấp O2 cho não và tim. Tổ hợp các thích ứng sinh lý này không chỉ riêng có ở con người mà còn tồn tại ở tất cả các loài động vật có vú lặn. Mặc dù có những thích ứng sinh lý sâu sắc này, các vận động viên lặn có thể thường xuyên gặp tình trạng mất ý thức do thiếu oxy. Quá trình lặn nín thở bắt đầu với một giai đoạn dễ chịu trong đó các cơ hô hấp không hoạt động, trong khi trong giai đoạn thứ hai được gọi là "giai đoạn đấu tranh", các chuyển động thở không tự nguyện bắt đầu xảy ra. Những co thắt này làm tăng lưu lượng máu não bằng cách thúc đẩy khối lượng bơm máu của tâm thất trái, lưu lượng tim, và huyết áp động mạch. Phân tích các cơ chế bù trừ tham gia vào các lần lặn nín thở tối đa có thể cải thiện khả năng sống sót của não trong các điều kiện liên quan đến tình trạng thiếu máu não sâu và thiếu oxy.

Nghiên cứu cho đến nay đã chỉ ra rằng các phosphodiesterase (PDE) đặc hiệu với cAMP, đặc biệt là các thành viên của gia đình PDE4, đóng một vai trò quan trọng trong sinh bệnh học của tổn thương hệ thần kinh trung ương (CNS) và thoái hóa thần kinh bằng cách làm giảm mức độ cAMP trong tế bào của nhiều loại khác nhau. Việc giảm tín hiệu cAMP dẫn đến sự kích hoạt tế bào miễn dịch, viêm nhiễm, tổn thương mô thứ cấp, hình thành sẹo và thất bại trong sự tăng trưởng của trục neuron, cuối cùng dẫn đến sự trầm trọng thêm của tổn thương, ngăn cản việc sửa chữa nội sinh và khôi phục chức năng hạn chế. Mặc dù việc ức chế hoạt động của PDE đặc hiệu cAMP thông qua việc sử dụng các loại thuốc như Rolipram đã được chứng minh có thể đảo ngược những thiếu hụt này và hỗ trợ quá trình sửa chữa thần kinh, nhưng việc không phát triển được các tác nhân chọn lọc và/hoặc giảm thiểu các tác dụng phụ giới hạn liều liên quan đến việc ức chế PDE4 đã cản trở quá trình dịch chuyển lâm sàng của chúng. Các công trình gần đây với các chất ức chế dược lý chọn lọc hơn của PDE đặc hiệu với cAMP và các phương pháp nhắm mục tiêu phân tử, cùng với việc cải thiện hiểu biết về sinh học cơ bản và vai trò của PDE trong các quá trình bệnh lý có thể cho phép phương pháp điều trị đầy hứa hẹn này tiến xa trong lâm sàng và có tác động tương tự đối với tổn thương và bệnh tật hệ thần kinh trung ương như các chất ức chế PDE5 đã giảm thiểu trong việc điều trị rối loạn chức năng tình dục.

Hầu hết các rối loạn tâm thần và thần kinh đều biểu hiện rối loạn giấc ngủ, và trong một số trường hợp, chúng là dấu hiệu trước của bệnh. Nghiên cứu về sự điều khiển giấc ngủ và sự tỉnh táo có tiềm năng tạo ra ảnh hưởng lớn đến một số rối loạn, vì vậy nghiên cứu khoa học thần kinh ứng dụng trong lĩnh vực này là rất quan trọng. Một thành phần của hệ thống kích thích lưới (RAS) là nhân điển hình cầu (PPN), nó là nhánh cholinergic của RAS, và chi phối đến não giữa để kích thích các nhịp thalamocortical và đến cầu não để điều chỉnh trương lực cơ và vận động. Chúng tôi đã phát triển một chương trình nghiên cứu sử dụng các lát cắt não giữa chứa PPN để tìm hiểu về cấu trúc tế bào và phân tử của vùng này. Ngoài ra, chúng tôi đã phát triển điện thế gợi âm P13 độ trễ trung bình, được tạo ra bởi đầu ra của PPN, cho phép thực hiện trên chuột cử động tự do. Điều này cho phép nghiên cứu các cơ chế tế bào và phân tử của PPN ở cấp độ toàn bộ động vật. Chúng tôi cũng nghiên cứu điện thế gợi âm P50 độ trễ trung bình, là tương đương ở người của điện thế P13 ở động vật gặm nhấm, cho phép chúng tôi nghiên cứu các quy trình được phát hiện trong ống nghiệm, xác nhận trên toàn bộ động vật và thử nghiệm ở người. Chương trình nghiên cứu ứng dụng này đã dẫn đến phát hiện một cơ chế mới kiểm soát giấc ngủ-thức, mở ra nhiều ứng dụng lâm sàng mới trong việc phát triển các loại kích thích và thuốc gây mê mới.

Các nghiên cứu về bệnh lý thần kinh và sinh hóa trong một trường hợp bệnh Gerstmann-Straüssler-Scheinker mang đột biến PRNP P102L-129V cho thấy sự hiện diện của nhiều PrPres đa tâm ở vỏ não, hạch nền, đồi thị và tiểu não, và sự tích tụ PrPres dạng khối trong các sừng trước và sau của tủy sống, cùng với nhiều lắng đọng PrPres dạng hạt trong chất xám và chất trắng của não và tủy sống. Các blotting ở phương pháp Western với kháng thể chống PrPres cho thấy một số dải yếu có trọng lượng phân tử từ 36 đến 66 kDa, các dải yếu với trọng lượng phân tử 29 và 24 kDa, một dải mạnh khoảng 20 kDa, một dải có trọng lượng phân tử thấp khoảng 15 kDa, và một dải yếu hơn khoảng 7 kDa. Sự thoái hóa dạng bọt không có mặt. Tau 3R và 4R siêu phosphate xuất hiện ở các nhánh thần kinh thoái hóa xung quanh các mảng PrPres, các sợi thần kinh và, trong một mức độ thấp hơn, dưới dạng các tangle thần kinh. Điện di gel của các phân đoạn không tan sarkosyl và blotting phương pháp Western với kháng thể chống-phospho-tau cho thấy một mẫu tương tự như mẫu thấy trong các trường hợp bệnh Alzheimer chạy song song. Các nhánh thần kinh thoái hóa ở gần các mảng PrPres có sự phong phú của kênh anion phụ thuộc điện thế, do đó cho thấy sự tích tụ bất thường của ti thể. Những thay đổi này liên quan đến sự tăng cường tổn thương ôxi hóa trong các tế bào thần kinh và tế bào sao. Cuối cùng, sự tăng cường biểu hiện các kinase stress hoạt động, có khả năng phosphoryl hóa tau in vitro, p38 (p-38-P) và SAPK/JNK (SAPK/JNK-P) đã được tìm thấy trong các quá trình tế bào xung quanh các mảng PrP. Tất cả những quan sát này cung cấp bằng chứng về những bất thường của ti thể, và tăng cường tổn thương stress ôxi hóa và phản ứng stress ôxi hóa trong GSS mang đột biến PRNP P102L-129V.