神经退行性疾病(NDD),例如阿尔茨海默氏症和帕金森氏病,是全球发病率和死亡率的重要原因。NDD的病理生理学仍在争论中,并且迫切需要了解这些异质疾病的发作和发展背后的机制。眼睛代表了大脑的独特窗口,可以通过非侵入性眼成像轻松评估。因此,最近已经将眼测量视为NDD早期检测和管理的潜在生物标志物来源。但是,目前在NDD患者的临床管理中使用眼生物标志物特别具有挑战性。特别是,许多眼类生物标志物受到个体之间表现出显着变化的局部和系统因素的影响。此外,缺乏用于解释NDD中眼检查结果的方法。最近,数学建模已成为一种重要的工具,能够阐明多因素疾病的病理生理,并增强对临床结果的分析和解释。在本文中,我们回顾并讨论了大脑中NDD之间关系的临床证据,并探讨了数学建模的潜在使用,以促进基于眼生物标志物的NDD诊断和管理。
1 深圳大学医学部生物医学工程学院,深圳,中国,2 徐州医科大学附属连云港医院神经内科,连云港,中国,3 中国科学院心理研究所脑科学与学习困难研究中心,北京,中国,4 深圳大学脑疾病与认知科学中心,深圳,中国,5 上海海事大学数字图像与智能计算实验室,上海,6 香港大学电气电子工程系,香港,7 深圳大学医学部药学院,深圳,中国,8 鹏程实验室,深圳,中国,9 江苏海洋大学计算机工程学院人工智能与神经信息工程 (ARINE) 实验室,连云港,中国
本综合课程将全面阐述衰老的主要原因和衰老研究的历史。衰老理论将应用于大脑和认知衰退,涵盖从生物化学到衰老生理学的生物标志物,以及导致海马依赖性记忆和前额叶皮质依赖性执行功能的结构变化。将以最近研究细胞和分子机制的动物和人类研究为例。此外,还将讨论由于弹性、补偿、认知储备和衰老在疾病中的作用而导致的衰老速度差异。将探讨与年龄相关的炎症标志物、氧化还原调节和衰老的表观遗传学。将解释与年龄相关的突触可塑性变化,包括长期增强 (LTP) 和长期抑郁 (LTD),及其对认知功能的影响。最后,将讨论线粒体功能障碍和治疗意义,包括膳食补充剂和运动以及相关主题。
神经教育计划 (NEI) 位于约翰霍普金斯大学教育学院,旨在弥合脑科学与教育之间的鸿沟,通过汇集跨学科的研究人员、教育工作者和利益相关者,探索脑研究在教育中的交叉点和应用,并支持潜在的转化研究领域。神经教育计划由约翰霍普金斯大学脑科学研究所支持,带头开展大学内外研究和教育教师之间的合作项目,以推进学习科学。这些项目包括有关教育、研究生课程和研究计划相关主题的全国峰会和会议,以带来新知识来指导教育实践和政策。
当那些决定将其打包,停止阅读报纸或不费心去学习如何使用新型智能电视的人时,会发生什么,大脑开始失去连接性。这在老年人中尤其令人担忧,他们已经在加工速度和大脑皮层的变化方面越来越大,这是衰老的自然后果。,但这些人不可避免地导致认知问题或记忆丧失。实际上,某些人认为是衰老的正常部分的精神衰落被认为是由于神经元联系的减弱或改变而导致的。让这些连接失误是逐渐下降的加速。
教育目标 - 认识到有关自我主题的最新调查,并了解脑成像方法的局限性。- 对神经解剖结构和大脑结构的基本功能进行详尽的综述。- 分析大脑结构和功能以定位自我相关过程 - 自我如何从连接的大脑过程的混合物中出现?- 对自我的神经影像学研究的回顾。了解大脑成像的技术。
神经退行性疾病是由细胞和神经元在大脑和周围神经系统的功能丧失引起的疾病,包括阿尔茨海默氏病(AD),帕金森氏病(PD),杏仁核外侧硬化症(ALS)以及额叶摄取症状(FTD)和其他。由于对神经退行性疾病的病理机制不完全理解,目前可用的治疗方法只能减轻某些相关症状,并且仍然缺乏有效的治疗方法。大多数神经退行性疾病具有常见的细胞和分子机制,这是淀粉样蛋白样蛋白聚集体和包含体的形成。神经退行性疾病中蛋白质聚集体的广泛存在表明它们在疾病发生和进展中的特殊作用。长期以来,成核和聚集被认为是蛋白质骨料形成的唯一途径。然而,最近的研究表明,这些蛋白可能会经历另一个聚集过程,即液相分离介导的聚集。相分离是生物分子通过弱的多价相互作用形成动态凝结的过程。在这些冷凝物中,生物分子浓度高度富集,并且仍然与外部环境保持动态交换。相分离是由弱的多价相互作用(例如静电,π相关,氢键和疏水相互作用)介导的。对于特定分子,它们的相分离行为可能主要由一个或某些相互作用介导。但是,生活系统中的相互作用更为复杂。有很多工作着眼于在各种系统中做出重大贡献的相互作用类型。这些发现可能有助于我们进一步了解序列上的小扰动者如何改变相位分离行为,以及为什么自然发生的突变会产生重要的生理和生物物理效应。在活生物体中进行相分离的蛋白质通常包含本质上无序的区域(IDR)或本质上无序的蛋白质(IDP)。淀粉样蛋白通常具有这种特征。这样的IDR/ IDP没有稳定的折叠结构,并且以动态形式存在于解决方案中。由于缺乏清晰的三维结构,IDR/IDP具有更高的动力和灵活性,因此为分子间接触和相互作用提供了更多机会。近年来,研究人员表明,许多神经退行性疾病与淀粉样淀粉样蛋白样蛋白可以进行相分离,这表明淀粉样蛋白样蛋白和病理学的相行为之间存在潜在的关联。在这里,我们总结了有关几种神经退行性疾病相关的淀粉样蛋白的相分离和聚集的最新研究,包括Aβ,TAU,α-突触核蛋白,TDP-43和SOD1。它们是与神经退行性疾病相关的典型病理蛋白,并且已被证明与过去几十年中相关疾病具有很高的相关性。他们的共同特征是患者中发现的淀粉样蛋白聚集体。最近的研究表明,它们也具有相分离的特性,这可能与病理聚集体的形成相关。因此,我们总结了这些淀粉样蛋白的相位行为的最新研究,这可能带来调节相关病理过程和治疗疾病的潜在机会。我们希望本文可以帮助加深对神经退行性疾病中蛋白质的病理机制的理解,并激发疾病治疗的新思想。
1 热那亚大学信息学、生物工程、机器人系统工程系 (DIBRIS),意大利热那亚 16145 2 意大利理工学院康复技术系,意大利热那亚 16163 3 波尔多大学 CNRS UMR 5218 IMS 实验室,法国塔朗斯 33405 4 伯尔尼大学伯尔尼大学医院神经病学系,瑞士伯尔尼 3012 5 堪萨斯大学医学中心康复医学系,美国堪萨斯州堪萨斯城 66103 6 堪萨斯大学医学中心兰登老龄化中心,美国堪萨斯州堪萨斯城 66103 7 国家核物理研究所 (INFN),意大利热那亚 16146 8 IKERBASQUE,巴斯克基金会,西班牙毕尔巴鄂 48009 9 Biocruces 健康研究所,西班牙巴拉卡尔多 48903 *通信地址:michela.chiappalone@unige.it (MC); timothee.levi@u-bordeaux.fr (TL) † 这些作者对这项工作做出了同等贡献。
1, SFEBq = serum-free floating culture of em- bryoid body-like aggregates with quick aggrega- tion, CGE = Caudal Ganglionic Eminence, SS = Subpallium Spheroids, SAG = Smoothened Agonist, CXCR4 = Chemokine Receptor type 4, CO = Cortical Organoids, ALI-Cos = Air-Liquid Interface culture to Cerebral Organoids, MPCs = Mesoderm Progenitor Cells, IBA1 = Ionized calcium-Binding Adapter molecule 1, WDR62 = WD Repeat domain 62, KIF2A = Kinesin Fam- ily Member 2A, CEP170 = Centrosomal Protein 170, NARS1 = asparaginyl-tRNA synthetase 1, RGC = Radial Glial Cells, CNV = Copy Num- ber Variation, PTEN = Phosphatase and Tensin homolog, ODC1 = Ornithine Decarboxylase 1, PKB = Protein Kinase B, ASDs = Autism Spec- trum Disorders, FOXG1 = Forkhead Box G1, CHD8 = Chromodomain Helicase DNA-bind- ing protein 8, DEGs = Differentially Expressed Genes, DISC1= Disrupted-in-Schizophrenia 1, GSK3 = Glycogen Synthase Kinase 3, RTT = Rett Syndrome, MeCP2 = Methyl-CpG-binding protein 2, ERK = Extracellular signal-Regulated Kinase, MAPK = Mitogen-Activated Protein Ki- nase, MDS = Miller-Dieker Syndrome, AD = Alzheimer's Disease, APP = Amyloid Precursor Protein, PSEN = Presenilin, APOE = Apoli- poprotein E, NFT = NeuroFibrillary Tangles, MMP = Metalloproteinase, PD = Parkinson's Disease , SNCA = Synuclein Alpha, LRRK2 = Leucine Rich Repeat Kinase 2, HD = Huntigton's Disease, GSCs = Cancer Stem Cells, GBOs = Glioblastoma Organoids, TBI = Traumatic Brain Injury, CCI = Controlled Cortical撞击,NSE =神经元特异性烯醇酶。
在母亲中,分娩后的Allopregnanolone迅速下降会导致GABA信号失衡。最多五分之一的女性可能会导致产后抑郁症,这是产后第一年的一种严重抑郁症。经过数十年的神经类固醇替代疗法的研究后,Allopregnanolone,Brexanalone的表述在2019年被美国食品药品监督管理局批准,是通过静脉输注的第一家可用于治疗产后抑郁症的药物。该药物设计的进一步改善导致Zuranolone在2023年获得批准,这是一种口服配方,比Brexanalone更容易施用。