'Lalu lintas laman web' sel darah merah menambah penyesuaian dalam pengoksigenan minda

'Trafik' sel darah merah menyumbang kepada perubahan oksigenasi otak

Peredaran darah yang mencukupi memberi otak oksigen dan juga nutrien, namun pengoksigenan cenderung untuk berbeza dengan cara yang unik dan teratur. Walau bagaimanapun, asal usul tugas yang pelbagai ini tidak dapat difahami dengan betul.

Kini, saintis Penn State sebenarnya telah menentukan satu sebab untuk perubahan tersebut: rawak mendasar dalam harga peredaran sel merah melalui kapilari kecil yang disebut urat. Menurut para saintis, keacakan ini mungkin mempunyai kesan yang mungkin untuk mengenali sistem pengumpulan organik yang mendasari keadaan neurodegeneratif, seperti penyakit Alzheimer. Mereka melancarkan pencarian mereka di PLoS Biologi hari ini.

"Fluktuasi oksigenasi ini juga terjadi pada tisu lain, seperti otot," kata Patrick Drew, Profesor Madya Sains Kejuruteraan Huck dan juga Mekanik, Bedah Saraf dan juga Kejuruteraan Bioperubatan. ? "

Perubahan itu kelihatan seperti suara seperti 1 / f, corak analitik yang menunjukkan perubahan besar yang terdiri dari beberapa perubahan kecil dan juga biasanya terjadi dalam pemilihan sensasi, dari biaya pasar saham hingga kenaikan sungai. Para saintis meneliti perubahan pada tikus komputer kerana kemiripan minda mereka dengan orang-orang, menurut Drew, yang juga berfungsi sebagai penyelia bersekutu Institut Neurosains Penn State.

Pertama, para saintis mengawasi peredaran darah, oksigenasi dan juga isyarat elektrik yang dibuat oleh tugas minda - pertama kalinya 2 yang terakhir sebenarnya dikesan pada masa yang sama, menurut Drew - pada tikus komputer yang sedar. Mereka mengumpulkan maklumat sebagai tikus komputer yang dibawa di treadmill bulat selama 40 minit setiap kali.

Seterusnya, untuk melihat perkongsian antara tugas minda dan juga perubahan oksigenasi, para saintis menggunakan bahan-bahan ubat untuk sementara dan juga membalikkan isyarat saraf di otak tikus komputer. Meskipun membungkam, perubahan berlangsung, menunjukkan sedikit hubungan antara tugas saraf dan juga pengoksigenan.

Aliran sel merah, bagaimanapun, memberitahu pelbagai kisah. Dengan menggunakan mikroskopi pengimbasan laser dua-foton, kaedah pencitraan yang digunakan untuk membayangkan sel-sel jauh di dalam sel hidup, para saintis mungkin membayangkan aliran sel merah tertentu melalui urat.

"Ini seperti lalu lintas," kata Drew. "Kadang-kadang ada banyak kereta yang berlalu, dan lalu lintas bertambah, dan kadang-kadang tidak ada. Dan sel-sel darah merah pergi ke arah persimpangan, jadi aliran rawak ini boleh menyebabkan kemacetan dan gerai di dalam kapal. "

Dengan mengimport maklumat spekulatif ke dalam versi analisis, para saintis dapat menjalankan lebih banyak simulasi dan juga membuat pertimbangan berdasarkan sejumlah besar maklumat yang dibuat oleh versi tersebut. Para saintis mendapati bahawa penghentian sel merah yang sewenang-wenang ini menambah perubahan dalam pengoksigenan, tambahan mengekalkan hubungan antara peredaran sel merah melalui urat dan juga penyesuaian kecil dalam pengoksigenan yang menghasilkan mode yang lebih besar.

Mengenali undang-undang peredaran darah dengan lebih baik dan juga berjaya mengangkut oksigen dapat membantu para saintis meningkatkan inovasi klinikal dan juga memeriksa sumber keadaan seperti Alzheimer, menurutDrew Sementara para saintis menentukan hubungan web antara pengangkutan sel merah dan juga oksigenasi, penyelidikan tambahan kajian diperlukan untuk memeriksa faktor tambahan kepada perubahan oksigenasi yang mungkin menyumbang dalam keadaan neurodegeneratif.

Kyle Gheres, seorang pelajar kolej dalam Program Siswazah antara akademik di Molekular Selular dan juga Integrasi Biosciences, juga ditambahkan ke makalah ini. Qingguang Zhang, penolong guru kajian penyelidikan penyelidikan saintifik reka bentuk dan juga juruteknik, bertindak sebagai penulis pertama di atas kertas. Pekerjaan ini disokong oleh Institut Kesihatan Nasional.