רשום פופולרי

בחירת העורך - 2019

התקפים ואירועים קיצוניים אחרים במוח

Anonim

כיצד מתפתחים התקפים אפילפטיים? מודל חדש מאוניברסיטאות בון ואולדנבורג עשוי לעזור לענות על שאלה זו. פיזיקאים מאוניברסיטאות בון ואולדנבורג פיתחו מודל שהתנהגותו - אם כי על פי כללים נוקשים - עשויה להשתנות באופן ספונטני. ישנם גם שינויים מסוג זה בטבע, למשל, בהתפתחות התקפי מיגרנה או התקפים אפילפטיים. המנגנון, שתואר לראשונה על ידי החוקרים, יכול לעזור להבין טוב יותר אירועים קיצוניים כגון אלה. העבודה תפורסם בקרוב בכתב העת המקצועי Physical Review X, והיא כבר זמינה באינטרנט.

פרסומת


טבעות אדומות לוהטות לא סדירות נעות על מסך המחשב. הם מתרחבים, מתמזגים, מתפזרים, יוצרים צאצאים - מעגל קבוע של הופעה וריקבון. אבל פתאום המסך הולך ומחשיך. הטבעות נעלמו. במשך כמה שניות, שום דבר לא קורה. ואז השטח הכהה מתחיל לפעום. הוא משנה את צבעו, באופן כמעט בלתי מורגש, אבל זה מתבהר. זמן קצר לאחר מכן יש שינוי שני: כל פני השטח פתאום הבזק אדום. לבסוף, הטבעות מופיעות שוב; האירוע הקיצוני נגמר.

במוח, כאשר מתרחשת התקף מיגרנה או שמתפתחת התקף אפילפטי: לפתע, מיליארדי נוירונים נכנסים בו זמנית למצב יוצא דופן. את הכללים שהם בדרך כלל לציית נראה לדרוס בבת אחת.

התוכנה המתארת ​​את תוצאותיה על מסך המחשב במרפאה של המחלקה לאפילפטולוגיה בבית החולים של אוניברסיטת בון מראה התנהגות דומה מאוד: לכאורה, משום מקום, במרווחים בלתי צפויים לחלוטין, המודל הבסיסי משנה את הדינמיקה שלו. מה שמדהים הוא שהיא אכן מציית לכללים פשוטים אשר בכל זאת ליצור מעין אקראיות.

השפעות קטנות

מודל זה הוא רשת של אלפי אלמנטים בודדים, הצמתים. אלה מחוברים - הם יכולים לתקשר עם זה ולהשפיע זה על זה. בתהליך זה, הם אינטראקציה לא רק עם השכנים שלהם, אלא גם עם כמה צמתים מרוחקים. מדענים מתייחסים לרשת "עולם קטן". תאי עצב במוח מתקשרים זה עם זה בצורה דומה מאוד.

אף על פי שחוקי התקשורת נקבעים במדויק, רשתות מסוג זה מדגימות התנהגות מורכבת מאוד. מצד אחד, זה בשל ריבוי הצמתים, ומצד שני בשל החיווט המחבר את הצמתים. "כעת הצלחנו להראות כי ההתנהגות של רשתות כאלה יכולה להשתנות באופן ספונטני", מסביר חריט אנסמן, הכותב הראשי של עבודת הדוקטורט בקבוצת הניירופיסיקה. "עם זאת, שינויים אלה מתרחשים רק בתנאים מסוימים", מסביר פרופ 'ד"ר קלאוס להנרץ, ראש הקבוצה. "אנו מקווים, בעזרת המודל שלנו, להיות מסוגלים להבין טוב יותר את התנאים שבהם מתפתחים אירועים קיצוניים במוח".

המעבר בין דפוסים שונים של פעילות, כולל יצירת וסיום של אירועים קיצוניים, מבוסס על מנגנון בסיסי, אשר ניתן לתרגם גם למערכת אחרת, למשל לדפוסי עירור בלב. "הכללה זו מאפשרת ליישומים נרחבים של הממצאים שלנו בתחומים מדעיים אחרים", מדגישה פרופ 'ד"ר אולריקה פודל, ראש הקבוצה פיסיקה תיאורטית / מערכות מורכבות במכון לכימיה וביולוגיה של הסביבה הימית של אוניברסיטת אולדנבורג

העבודה היא חלק מפרויקט הממומן על ידי קרן פולקסוואגן. בפרויקט זה, המדענים חוקרים את המנגנונים שבאמצעותם מתפתחים אירועים קיצוניים תוך שימוש בדוגמאות של התקפים אפילפטיים ופריחות אצות רעילות.

פרסומת



מקור הסיפור:

חומרים שסופקו על ידי אוניברסיטת בון . הערה: ניתן לערוך תוכן עבור סגנון ואורך.


עיון ביומן :

  1. חריט אנסמן, קלאוס להנץ ואולריקה פודל. המיתוג העצמי בין דפוסי זמן מרובות על רשתות מורכבות של יחידות נרגשות . סקירה פיזית X, 2016 (קישור)