从个体受体对全脑功能

在大脑中，超过100种分子物质作为传递物，通过数千种不同的受体类型控制神经细胞之间的通信路径。在一篇综述文章中，一个国际研究小组讨论了某些神经细胞受体的激活如何影响大脑中的神经元网络。来自Ruhr-Universität Bochum (RUB)、巴塞罗那庞培法布拉大学和牛津大学的作者提出了量化大脑状态的受体特异性调节的概念。他们还开发了一种计算机模型，可以预测个体受体类型对大脑活动的影响。

此外，研究人员展示了如何通过实验方法验证和改进在计算机中获得的预测。他们希望这将导致诊断和治疗精神障碍的新方法。他们在4月2021年4月2021年4月出版的FEBS Journal中出版的“在FEBS期刊中的最先进审查中的工作和当前研究状态。

在计算机模型中模拟大脑状态的动力学

关于神经元受体的分子结构，我们已经知道很多。但研究人员对个体受体类型如何改变整体动力学知之甚少大脑网络网络。为了在计算机模型中模拟这一点，研究团队从三种不同的成像技术编译数据：关于大脑中解剖连接的信息，记录在扩散加权磁共振成像;关于参与者静息状态活动的信息，从测量使用功能磁共振成像，简称fMRI;并用正电子发射断层扫描记录受体类型的分布。利用这种输入，研究人员能够为每个受试者创建一个单独的受体，反映大脑中受体类型的总体分布。

这使得研究人员能够在计算机模型中模拟依赖于个体受体类型激活的神经元之间的相互作用。例如，他们实际上激活了5-羟色胺受体5-HT2A，并在硅内模型大脑中观察到以下变化。波宏光学成像实验室主任、该综述文章的第一作者、副教授Dirk Jancke博士解释说:“人体受试者服用裸盖头素或lscl后，其活动模式与扫描仪中观察到的异常相似。这两种迷幻物质都是专门结合在5-HT2A受体上的。”的计算机模型因此，在激活单个受体类型后能够预测脑的整体动态的变化。

在实验中检验预测

药理物质通常不特异于一种类型的受体;另一个缺点是它们不能用于以目标方式局部激活神经元。这意味着只有在有限的程度上才能对人类受试者进行更复杂的预测和测试。

因此，作者提出通过使用致敏方法来优化其假设并在动物实验中测试它们。由联合作者领导的研究小组来自摩擦的一般动物学系和神经生物学系的斯特凡尔·赫利特是这种技术的先驱之一。病毒载体用于指示细胞产生某些蛋白质。利用这种技术，例如，可以使基因改性小鼠可以制备产生光激活的受体和蛋白质，当神经细胞活性时发荧光。

在之前的研究中，作者首次使用这种方法来展示血清素是如何影响视觉信息处理的。“我们的研究结果表明，5-HT2A受体抑制当前的视觉输入，”Dirk Jancke解释说。“因此，外部刺激对大脑变得不那么重要，与此同时，内部发生的过程被相对放大。”幻觉的原因可能是这种不平衡已经变得太严重了。”

预后，诊断和治疗潜力

精神疾病往往是基于传递系统的功能障碍，因此，在各种激活的变化受体receptome。这与大脑状态的特定调节有关，这种调节可以在大脑中广泛而纠缠的神经元网络的动态变化中表现出来。通过他们的研究，科学家们希望开创新的概念，使用生物标记来更好地诊断和更具体地治疗精神障碍。“可以想象的是，特定的药理学疗法和刺激技术与伴随的精神治疗相结合，这有助于了解新的情况，以重新平衡大脑的病理状态，”Jancke说。

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