Προσομοίωση Της Φυσιολογίας Των Βασικών Γαγγλίων Στη Νόσο Του Πάρκινσον Μέσω Ενός Λεπτομερούς Πολυεπίπεδου Υπολογιστικού Μοντέλου

Abstract

Τα βασικά γάγγλια παίζουν σημαντικό ρόλο σε πολλές κινητικές διαταραχές. Μία από αυτές είναι η νόσος του Πάρκινσον, που προκαλείται από τον εκφυλισμό των κυττάρων που παράγουν έναν ειδικό νευροδιαμορφωτή, την ντοπαμίνη. Ωστόσο, οι ακριβείς νευροπαθολογικοί μηχανισμοί που συντελούνται στη νόσο του Πάρκινσον δεν έχουν κατανοηθεί πλήρως. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η εξερεύνηση και επέκταση ενός ρεαλιστικού πολυεπίπεδου υπολογιστικού μοντέλου των βασικών γαγγλίων με σκοπό τη μελέτη του ρόλου των βασικών γαγγλίων στη νόσο του Πάρκινσον. Η μελέτη επικεντρώνεται στην επίδραση της μεταβολής της ισχύος των μετασυναπτικών δυναμικών, η οποία θεωρείται ότι διαμορφώνεται από τη ντοπαμίνη, σε φυσιολογική και παρκινσονική κατάσταση. Πιο συγκεκριμένα, εξετάζεται η υπόθεση ότι η ντοπαμίνη διαμορφώνει την ισχύ των μετασυναπτικών δυναμικών, διαμορφώνοντας τα όχι μόνο σε πλάτος, αλλά και σε διάρκεια. Η υπόθεση αυτή επιβεβαιώνεται από τις προσομοιώσεις, καθώς η χαρακτηριστικότερη παρκινσονική έκφραση, η κορυφή στην βήτα περιοχή συχνοτήτων των φασμάτων των δυναμικών τοπικού πεδίου του υποθαλαμικού πυρήνα, εμφανίζεται αν και μόνο αν μεταβληθεί τόσο το πλάτος, όσο και η διάρκεια των μετασυναπτικών δυναμικών. Η υλοποίηση του υπολογιστικού μοντέλου και η διεξαγωγή των προσομοιώσεων έγιναν με την βοήθεια του περιβάλλοντος προσομοίωσης NEURON.