Neuronal Degeneration in visual system: analysis, diagnosis, prognosis.
Udani, Namrata Prafulchandra |
Recenzentas / Reviewer | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member | |
Komisijos narys / Committee Member |
Aim: To analyze theoretically neuronal degeneration process in the visual system. Conclusion: Preliminary computational model of an optic nerve axon was created using the software NEURON. Parameters such as temperature, loss of myelin (increase in capacitance, decrease in resistance), change of membrane properties (sodium and potassium channels), location and time duration has effect on cell’s activity. The effect of any changes in the above parameters on cell’s activity was demonstrated graphically as an action potential curve. It is important to note in this computational modeling changes in parameters such as sodium/potassium ion concentration and the diameter of the axon had consequences on the conduction of the axon. Relating back to the optic nerve diseases like Optic neuritis and MS where the optic nerve demyelination causes conductance disturbances is proven digitally shown in Fig 11 and 12. In conclusion this simple axon model shows the possibility of data driven modeling and programming to understand and build a realistic optic nerve bundle using computational methods. Visually evoked potentials were analyzed of cases with optic neuritis, MS and normal cases. Normal cases of VEPs showed near normal values of latencies and amplitude as ISCEV standard VEP. In cases of optic neuritis there was a mild delay in median value of latency compared to the normal cases of VEPs, and in MS the median value of latency showed significant delay. The amplitude is reduced for MS and optic neuritis cases but is somewhat equally reduced implying the number of axon loss equal in both cases. The use of VEP was valuable in this study to demonstrate the demyelination in the visual pathways in diseases such as MS and ON as seen in many previous studies.
Tikslas: Išanalizuoti teoriškai neuronų degeneracijos procesą regos sistemos. Išvados: Preliminarus regos nervo aksono modelis buvo sukurtas naudojant NEURON programinę įrangą. Kompiuterinio modeliavimo metodu buvo vertinami parametrai, tokie kaip mielino dangalo sumažėjimas, ląstelės membranos savybių kaita, temperatūra, tyrimo laiko trukmė. Šių parametrų pokyčių poveikis buvo parodytas grafiškai pavaizduojant veikimo potencialų kreives, nustatyta kad jie turi poveikį nervinio signalo sklidimui aksonu. Buvo bandoma nustatyti, kaip natrio ir kalio jonų koncentracija ir aksono skersmens pokytis įtakoja nervinio signalo sklidimą. Regos nervų ligos, tokios kaip optinis neuritas ar išsėtinė sklerozė kaip tik ir siejamos su nervinio signalo sklidimo sutrikimu, galimai demielinizacijos procesu, regos optiniame nerve. Apibendrinant, šiame darbe parodoma, kad duomenimis pagrįstu kompiuteriniu modeliavimu, naudojant skaičiavimo metodus iš preliminaraus aksono modelio galima sukurti realistišką regos nervo pluoštą, taikytiną regos nervo ligų analizavimui ir prognozavimui. Šiame darbe regos stimulo sukeltieji potencialai buvo analizuojami siekiant įvertinti jų skirtumus, esant sveikiems (normos), optinio neurito (uždegimo) ir išsėtinės sklerozės atvejams. Normos atvejais signalų latentiškumas ir amplitudės atitiko normalias vertes, kaip ir nurodoma pagal šių signalų vertinimo standartus (ISCEV standard). Optinio neurito (uždegimo) atvejais buvo pastebėtas nežimus vidutinio signalo bangos latentinis vėlavimas palyginti su įprastais atvejais, o išsėtinės sklerozės atvejais vidutinė latentinė vertė buvo reikšmingai uždelsta. Signalų amplitudės buvo sumažėjusios abiem atvejais. Tolimesni tikslesni tyrimai yra būtini siekiant vertinti ir sieti regos nervo demielinizacijos proceso įtaką šių signalų verčių pokyčiams. Šiame darbe regos stimulo sukeltųjų potencialų vertinimas, signalų verčių matematinė analizė parodė, kad tai gali būti tinkama ir išsami priemonė neinvaziniam regos nervo ligų diagnozavimui, kaip matyti iš daugelio ankstesnių tyrimų bei kitų studijų, kuriose siekiama tobulinti diagnozavimą.