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理解大脑紊乱

是什么地方出错了神经和精神疾病?每个障碍我们如何分类?

我们调查定义神经和精神疾病的大脑结构和活动,与目标理解的原因和后果的可识别的症状。

患者大脑功能之间的差异,与相同的症状,可以用来重新分类障碍的病理生理机制,可以帮助对一个人最好的治疗方法。

方法

理解大脑障碍包括三个步骤:

  • 首先,我们需要理解行为,计算和大脑结构/功能在健康个体的不同在不同的典型方式。
  • 然后,我们研究患者不同于正常范围,以便我们能理解什么地方出了错。
  • 最后,我们可以检查不同的病人,检查他们是否会更好分组根据行为和大脑测量。我们通过比较不同组患者大脑结构和活动的综合症状,他们的基因,和其他因素。

重要性

揭露隐藏在人眼的异常

对于许多条件,不可能使用肉眼看是错误的。结构异常往往是微妙的,位于大脑的一小部分。这些很难探测到,除非研究人员已经知道去哪里看。我们可以使用非侵入性的方法来找到差异组在整个大脑。我们可以使用这些信息来研究区域异常详细使用各种专业技术,结果可以帮助其他科学家使用不同的实验方法研究这些条件。

一些异常并不总是伴随着探测大脑结构的变化。这是特别的精神疾病。这里我们使用大脑活动措施理解大脑电路和计算与典型的精神状态和相关的任务。

了解一些心理状态(如波动水平的后悔)也可以是一个挑战,因为他们不能直接从行为评估分数。这里我们使用计算方法,跟踪和整合多种因素影响行为和如何将这些随时间变化的。

早期诊断

我们正在开发的方法识别大脑紊乱疾病的主要症状出现之前。这将允许开始前,有针对性的干预措施之前可能发生不可逆损伤脑组织。

寻找更好的治疗方法

通过区分不同引起的疾病,我们开辟新途径的研究开发创新的治疗和干预措施,可以针对个别病人。

安全访问技术

证明我们的非侵入性的神经影像技术可以用来准确地诊断、监测和理解障碍,我们可以帮助更换一些侵入性的测试,今天被广泛使用。

定制的帮助病人

在一个广泛的大脑条件,开发方法来更准确地识别疾病亚型将提供更多有关,具体的诊断,预后和治疗针对个别病人。

迭代加深我们的理解

准确和有用的分类的病人组可以激发进一步的研究,以便更好地理解特定疾病的机制和指导今后的治疗。

例子


发现疾病的发育起源

精神特质往往出现在青春期后期,暗示在这个发展阶段的一个特征使大脑精神疾病尤其脆弱。我们发现降低髓磷脂的增长在特定的大脑区域在青春期与精神特质如强迫性和冲动(齐格勒,豪泽et al ., 2019)。这一发现让我们接近发育对精神疾病的理解,建立一个新方向计算精神病学(豪泽et al ., 2019)。


要理清精神疾病背后的过程

许多精神疾病的特征是扭曲的自我意识,更具体地说被称为元认知。然而,目前尚不清楚独立自我意识过程受到影响或扭曲的决策过程的结果。斯蒂芬·弗莱明的研究团队利用计算模型,区分这两个流程的角色在精神病症状。自我意识不同在不同的精神疾病,但决策速度和准确性的变化没有,暗示这两个过程分别影响(鲁阿尔et al ., 2018;豪泽et al ., 2017)。详细了解症状背后的过程可以帮助确定哪些目标治疗的认知过程。


了解决策通过计算模型

决策过程中受损的精神疾病。与计算模型,我们确定的潜在神经机制正常决策。例如,Ray Dolan的研究小组发现,一个选项表示的质量和数量两个独立的大脑区域。都是大脑的集成在第三区域,提供一个单一值信号,大脑使用快速比较不同选项(德伯克et al ., 2019)。

另一个决策过程是发现当停止收集信息并提交选择的选择。在这个过程中,Ray Dolan的团队表明,神经调质去甲肾上腺素调节的紧迫性决定确定信息收集的分界点(豪泽et al ., 2018)。这些进步对我们理解神经机制为理解障碍在决策过程中导致精神疾病的症状。


了解脑损伤对认知的影响

我们的目标之一是能够预测不同大脑区域的破坏将如何影响行为。这涉及到学习解剖和功能脑成像数据和认知能力在大量的健康个体和脑损伤引起的中风,肿瘤和神经外科。解剖成像表明大脑的哪些部分已经损坏。认知评估后告诉我们它的认知功能影响不同区域受损。通过监控认知功能改变随着时间的推移,我们如何确定患者通常恢复。功能成像数据是用来了解的部分大脑的其他部分时改变其功能受损。这提供了线索大脑如何能够从脑损伤和恢复可能会给其他人为什么不恢复的线索,如何帮助他们康复。

凯茜价格的研究小组正在研究大脑区域参与各种各样的功能,支持执行语言任务的能力(如大声朗读和理解语言)。这些函数包括言语知觉、对象识别、语义知识检索词、句子结构和语言生产。研究大脑活动与这些功能相关的个人提供的线索,为什么不同患者不同程度的中风后的恢复。


海马的异常

损伤内侧颞叶的一部分被称为海马体LGI1-limbic患者可能出现脑炎和导致问题的认知功能包括内存、走神、空间导航。Eleanor Maguire的小组已经表明,这些患者无法构造场景图像,这支撑着他们的其他认知问题。

要理解为什么这一切发生的时候,这些功能的正常机制有待进一步调查。埃莉诺·马奎尔的团队进行了大规模的认知和神经影像研究这些功能在健康的志愿者。它显示,构建场景图像调和自传式记忆之间的关系的过程中,未来的思维和空间导航(克拉克et al ., 2019)。场景图像分解,因此,提供了一个解释的困难,患者海马损伤对认知测试。理解这个可以专注努力帮助患者海马损伤。


建筑的照片在自闭症大脑的结构和功能

自闭症是一种疾病,影响人们如何与他人互动。杰伦特里斯的团队表明,当地的大脑区域的结构和功能上的差异都与高阶认知症状自闭症(渡边et al ., 2019)。这可能导致早期诊断如果这些差异也存在于儿童和自闭症患者更好的诊断不典型的行为症状。


理解过渡到非侵入性诊断技术

n -甲基- d受体(NMDAR)抗体脑炎是一种自身免疫性疾病。它会影响大脑的一系列功能,症状包括精神病、定向障碍、失忆、癫痫发作。早期治疗对改善患者的结果至关重要,但很难诊断,因为症状是如此不同。——Karl Friston的团队表明,门冬氨酸抗体脑炎患者、非侵入性的脑电图数据测量脑电活动(大脑)可以用来挑选相同的可识别的异常模式受体信号侵入性技术。这项研究表明,现成的脑电图可用于安全测试的障碍。同样的研究也进一步的理解障碍的生理基础,发现兴奋性神经元NMDA显示更大的损失比抑制性中间神经元的信号(Symmonds et al ., 2018)。


了解脑深部电刺激

脑深部电刺激(DBS)是一种有效的治疗一些神经和精神疾病。为了获得洞察DBS的治疗机制和推进未来疗法,弗拉基米尔·Litvak的团队(Oswal et al ., 2016)提出了一个实验性的协议和分析管道记录刺激小深大脑区域如何影响广泛的大脑活动来衡量脑磁图描记术(MEG)(措施)神经元的电活动产生的磁场。最优脑深部电刺激的网站也可以被调查患者的大脑结构决定最好的回应DBS (Akram et al ., 2017;2018)。


理解神经递质功能

梅格的动态因果模型数据可以用于观察抑制(GABA)或兴奋性之间的平衡(谷氨酸)神经递质功能(Bhatt et al ., 2016)。造型这可以帮助决定是否延长hyper-excitability或逆转药物抑制对恢复(例如是最好的。卒中后)。

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