Hiểu được tác động của thuốc gây ảnh hưởng đến động lực thần kinh là cơ bản để tiến hành điều trị cho rối loạn thần kinh và tâm lý học.

Động lực chuyển đổi thần kinh: Cơ bản và quy luật

Sự biến đổi thần kinh là những thông điệp hóa học truyền đi các tín hiệu qua các khớp thần kinh, tổng hợp, lưu trữ, phát hành, kết nối thụ quan, tái phát và thoái hóa được điều chỉnh chặt chẽ để duy trì sự liên lạc với thần kinh và các cơ quan thân thiện.

Những bước quan trọng trong động lực chuyển hóa thần kinh bao gồm:

  • Sự giả dạng và bao bì ) – Các nguyên tố trước được chuyển hóa thành chất dẫn truyền thần kinh và được lưu trữ trong các kiện thần kinh.
  • Bệnh exocytosis ) – tiềm năng hành động kích hoạt sự hợp hạch ve và giải phóng vào bộ đệm âm.
  • Sự kết nối và thụ cảm ) – nơ-ron truyền nhiễm lan rộng qua các khe hở và kết nối với các thụ thể trước và sau khi chụp.
  • Việc cắt giảm ) – tái chiếm bằng cách chuyển dịch, thoái hóa chậm rãi, hoặc phân tán ra khỏi vùng nứt kết thúc tín hiệu.

Các mô tả toán học về các bước này tạo thành nền tảng của các mô hình sinh lý học thu thập sự tiến hóa thời gian và không gian của sự tập trung dẫn truyền thần kinh.

Tham số chính trong việc truyền âm

Một số tham số chi phối vận động lực thần kinh, bao gồm việc đưa ra các xác suất, định lượng số lượng, số trang được phát hành, lấy lại mật độ vận chuyển và sự kết hợp, hệ số phân phối, và mật độ thụ thể và động lực kết hợp. kỹ thuật thí nghiệm như voltammetry, vi phân, và bản sao hai-ton cung cấp ước tính cho các thông số này, sau đó kết hợp thành mô hình.

Các tác nhân của ngành dược tương tác

Các tác nhân gây bệnh theo mô-đun vận động thần kinh thông qua các cơ chế khác nhau. hiểu được những sự can thiệp này đòi hỏi sự phân tích định lượng về các mối quan hệ với–response và hồ sơ thời gian.

Những người đấu bò và những người đấu bò

Những người dùng khí cầu (v.g., những người dùng chất dopamine D2 để ngăn chặn bệnh Parkinson) bị bó và kích hoạt các thụ thể thần kinh, bắt chước những chất dẫn truyền thần kinh trong hệ thần kinh. Những người vận chuyển phản vật lý (v.v. d., những người chống tâm thần ngăn chặn các thụ cảm D2) tự nhiên của bệnh này. Những mô phỏng cơ thể xung đột giữa ma túy và thụ thể nội tiết tố, phỏng đoán hiệu ứng của lưới khi đi xuống.

Những người nghiện tái nạp

Ma túy như thuốc ức chế tăng liều lượng (SSRIs) ngăn chặn sự có mặt của máy vận chuyển (SET) kéo dài trong khớp thần kinh. Mô hình kết hợp động cơ vận chuyển để tính toán sự tập trung cộng sinh cao và thời gian chuyển đổi. Điều này dự đoán hiệu ứng phụ bị trì hoãn như rối loạn đường dẫn khí trong ống dẫn khí.

Những người theo chủ nghĩa theo chủ nghĩa lười biếng và thả những người chế biến

Thuốc ức chế a-pô-đa-da (MAOIs) ngăn chặn sự thoái hóa của monoamines, trong khi đó amphetamines cổ vũ hoạt động giải phóng tinh thần và chuyển đổi ngược. Mỗi cơ chế yêu cầu biểu hiện toán học riêng biệt -- các thuật ngữ phân hủy hàng thứ nhất cho sự ức chế enzyme, và tỷ lệ giải phóng kích hoạt amphetamine.

Phương pháp vật lý học

Mô hình sinh lý của động lực chuyển hóa thần kinh bao gồm từ mô hình ngăn đơn giản đến mô phỏng được giải quyết chi tiết trong không gian.

Khung toán học: Các phương trình khác nhau bình thường

Phần lớn các mô hình sử dụng các hệ thống phương trình vi phân thông thường (ODEs) mô tả tỷ lệ thay đổi của sự tập trung giao tiếp thần kinh trong khoang (v. d., bộ đệm đệm đệm thần kinh, thiết bị đầu cuối presynaptic, không gian ngoài tế bào). Một bộ trình bày của hệ thống ODE có thể bao gồm:

  • thuật ngữ – chức năng của tần số hành động, kích thước của hồ bơi, và phát hành xác suất.
  • thuật ngữ – xấp xỉ với tốc độ rõ ràng hằng số.
  • Từ ) – Michaelis–Menten động lực cho việc vận chuyển-mliated lấy.
  • Tổ hợp ) – chưa kết hợp phương trình.

Những mô hình như vậy là hiệu quả tính toán và phù hợp cho việc phù hợp với dữ liệu thời gian từ vi phân tích hoặc nhanh chóng-có thể voltammetry.

Mô hình đa dạng và cứng nhắc

Để có thêm những câu hỏi khéo léo hơn, một phần phương trình vi phân (PDEs) chuyển đổi sự tập trung qua bộ phận đệm âm.

Ước tính và thẩm tra tham số

Tham số mô hình được ước tính bằng cách xuất một số dữ liệu giả lập phù hợp với dữ liệu thử nghiệm bằng các thuật toán tối ưu (v. d., không tuyến ít hình vuông, suy luận tiếng Bay). Phân tích cảm ứng xác định thông số nào ảnh hưởng đến hành vi mô hình, hướng dẫn các thí nghiệm tương lai.

Những ứng dụng trong sự phát triển ma túy

Các mô hình sinh lý được sử dụng ngày càng nhiều trong suốt các đường ống phát triển thuốc, từ lúc đầu khám phá đến thiết kế thử nghiệm lâm sàng.

Tiên đoán về ma túy và cách làm báp têm

Bằng cách mô phỏng sự tập trung của thuốc, dùng hồ sơ thời gian và tác động của chúng lên mức chuyển hóa thần kinh, mô hình có thể dự đoán liều cần thiết để có hiệu ứng chữa trị trong khi giảm thiểu hành động gây rối loạn về phương pháp đo lường hệ thống.

Lợi dụng hiệu ứng phụ

Mô hình chuyển đổi thần kinh giải thích các hiệu ứng phụ như triệu chứng ngoài đường vỏ ngoài hoặc rối loạn tình dục do tắc nghẽn SERT. Mô hình có thể mô phỏng hoạt động của người đấu bò sát hay định kiến (v. d., i-arestin chống lại các đường kẻ G-protin) thay đổi cửa sổ trị liệu.

Y học cá nhân

Những người có khả năng chuyển hóa gen, mật độ thụ thể và trao đổi chất thuốc có thể được kết hợp thành mô hình để điều trị thích nghi.

Nghiên cứu trường hợp

Serotonin và thuốc chống trầm cảm

Một nghiên cứu về sinh lý học của Best et al. [F8] ) đã phát triển một mô hình sinh lý học của động lực học để hiểu thời gian của hành động SSRI. Mô hình dự đoán rằng cách điều trị mãn tính sẽ làm giảm khả năng nhận biết 5-H1A, giải thích sự chậm trễ của bộ điều trị. Phân tích độ nhạy cảm kích thích chức năng tự động như là một sự xác định quan trọng của phản ứng, cho thấy rằng sự đồng phạm 5-H1AT có thể tăng tốc.

Dopamine và thuốc kháng thần kinh

Mô hình truyền dopamine đã làm sáng tỏ sự khác biệt giữa các loại thuốc chống trầm cảm điển hình và biểu tượng. Một cuộc nghiên cứu mô phỏng bởi Kapur và Seeman ) ) cho thấy cần thiết phải có số lượng lớn D2 cư trú (80%) để chống hiệu ứng sinh học nhưng tăng nguy cơ gây ra các tác dụng phụ bị giết người. Một chất chống loạn thần kinh như chất clozapine chiếm nhiều hơn và cũng tương tác với 5-HT2A; kết hợp mô hình của chất dopamine và chất béo để cải thiện khả năng tiếp nhận.

Bệnh đa thê và đa cực

Các mô hình sinh lý phối hợp sự buôn bán và phát sóng trong cơ quan mô phỏng cách điều trị li-li-ti kinh niên thay đổi sự cân bằng kích thích–inhibition, đưa ra những sự hiểu biết sâu sắc về tâm trạng ổn định.

Thử thách và sự hướng dẫn trong tương lai

Bất kể lời hứa của họ, các mô hình sinh lý học hiện nay phải đối mặt với một số giới hạn mà các nhà nghiên cứu đang tích cực giải quyết.

Mô hình đa kênh

Kết quả là sự kiện phân tử (v. d., sự thay đổi tùy theo tế bào (nương động), và sự thay đổi hành vi (nải) cần thiết kết quả kết quả là tích hợp các quy trình thời gian khác nhau. Mô hình đa quy mô mà một số mẫu ODS cho các đường sinh học với mạng thần kinh tăng cường (NNT: 0, và bộ não [FL: 1] bộ não [FL:] bộ não [FT] [FL] [FL] bộ não bộ não [FL:].T].

Hợp nhất với sự suy nhược thần kinh

Kết hợp các mô hình với các dữ liệu tán xạ và fMRI cho phép ước tính trong các tiềm năng kết hợp vivo và thuốc. Các khung hoạt động như [FLT: 0] Mô hình [FLT] [FLT: 1] được dùng để suy luận về khả năng kết nối thần kinh khu vực. Công việc tương lai sẽ liên kết kết kết kết kết kết kết kết xuất ra các thiết bị xử lý hành vi, cho phép khả năng tối ưu hóa tối ưu hóa hành vi.

Những bước tiếp cận bằng máy móc và dữ liệu

Máy học có thể tăng tốc tham số ước tính, khám phá cấu trúc mô hình mới từ dữ liệu cao, và xác định nhóm con của bệnh nhân. tuy nhiên, khả năng giải thích cơ khí vẫn là một thách thức - mô hình kết hợp OD với mạng thần kinh cung cấp một con đường về phía trước.

Chấp nhận cách điều chỉnh

Các cơ quan quản lý thực phẩm và dược phẩm Hoa Kỳ (FA) đã tán thành mô hình phát triển thuốc QP (xem [FLT: 0] hướng dẫn sử dụng ma túy giả lập ).

Kết luận

Các mô hình sinh lý học về hiệu ứng dược phẩm trên động lực dẫn truyền thần kinh cung cấp một nền tảng tính toán nghiêm ngặt để hiểu về chức năng não bộ và phát triển các phương pháp điều trị mới. từ mô phỏng dựa trên phương pháp cộng mô phỏng sự truyền nhiễm theo phương pháp cộng mô phỏng cho các mô hình đa quy mô liên kết các phân tử với hành vi, các kỹ thuật này tiếp tục tiến hóa. khi sức mạnh máy tính phát triển và các kỹ thuật thử nghiệm, mô hình sẽ trở thành tích hợp cho các y học cá nhân, cho phép các bác sĩ y khoa mô phỏng phản ứng đặc biệt của bệnh nhân trước khi dùng thuốc. tiếp tục hợp tác dụng giữa các nhà nghiên cứu thần kinh học, chuyên gia nghiên cứu sinh học, và mô hình sẽ thúc đẩy lĩnh vực phía trước, cuối cùng tăng cường độ an toàn của các rối loạn thần kinh và thần kinh.