Bằng cách nào các cơn động kinh phát triển? Một mô hình nghiên cứu mới có thể giúp trả lời câu hỏi này. Các nhà vật lý đã phát triển một mô hình hành vi dựa trên các quy tắc nghiêm ngặt nhưng có thể thay đổi một cách tự nhiên. Những thay đổi thuộc loại này chủ yếu thuộc về bản chất. Ví dụ, trong sự phát triển của các cơn đau nửa đầu hoặc co giật động kinh. Cơ chế Động kinh: Các sự kiện nguy hiểm xảy ra bên trong bộ não, lần đầu tiên được các nhà nghiên cứu mô tả, có thể giúp hiểu rõ hơn vấn đề này.
Động kinh: Các sự kiện nguy hiểm xảy ra bên trong bộ não
1. Khái quát
Một mô hình nghiên cứu mới ở các trường Đại học Bonn và Oldenburg có thể giúp giải đáp các vấn đề động kinh. Các nhà vật lý tại Đại học Bonn và Oldenburg đã phát triển một mô hình để nghiên cứu việc thay đổi hành vi. Công trình về động kinh này sớm được xuất bản trên tạp chí chuyên nghiệp Physical Review X. Và nó đã được số hóa.
2. Thực nghiệm nghiên cứu cơ chế động kinh
Mô phỏng
Chúng tôi đang diễn tả quá trình động kinh diễn ra trong não. Bạn có thể tưởng tượng các vòng đỏ như phản ứng bất thường của một số tế bào thần kinh. Và các việc diễn ra tiếp theo đó gắn kết chặt chẽ với các dấu hiệu ban đầu này.
Đặc trưng
Những vòng đỏ rực lửa bất thường di chuyển trên màn hình máy tính. Chúng phóng to, hợp nhất với nhau, tiêu biến, tạo thành con cái. Một chu kỳ xuất hiện và phân rã liên tục. Nhưng đột nhiên màn hình tối đen. Những chiếc vòng đã biến mất. Trong một vài giây, chúng tôi nhận thấy không có gì xảy ra. Sau đó, không gian tối đó bắt đầu cho thấy những chuyển động rung lắc. Nó thay đổi màu một cách nhịp nhàng, gần như không thể nhận thấy lúc đầu nhưng điều này trở nên rõ ràng hơn. Ngay sau đó sự thay đổi thứ hai xuất hiện. Toàn bộ bề mặt đột nhiên nhấp nháy màu đỏ. Cuối cùng, những chiếc vòng xuất hiện trở lại, sự kiện cực đoan đã qua.
Ghi nhận
Một cái gì đó tương tự có thể xuất hiện trong não khi cơn đau nửa đầu bắt đầu hoặc cơn động kinh phát triển. Đột nhiên, hàng tỷ tế bào thần kinh đồng thời bước vào trạng thái đặc biệt. Các quy tắc chúng thường tuân theo dường như bị ghi đè cùng một lúc.
Phần mềm mô tả kết quả nghiên cứu động kinh
- được thể hiện trên màn hình máy tính trong văn phòng của Khoa Epileptology tại Bệnh viện Đại học Bonn
- cho thấy hành vi rất giống nhau.
Dường như không có gì xảy ra, vào những khoảng thời gian hoàn toàn không thể đoán trước. Mô hình động kinh cơ bản thay đổi động lực của nó. Điều đáng ngạc nhiên là nó thực sự tuân theo các quy tắc đơn giản, nhưng vẫn tạo ra một loạt các phản ứng ngẫu nhiên.
Hiệu ứng thế giới nhỏ
Mô hình động kinh này là một mạng lưới gồm hàng nghìn phần tử riêng lẻ, các nút. Chúng được kết nối với nhau. Do đó chúng có thể giao tiếp và ảnh hưởng lẫn nhau. Trong quá trình này, chúng tương tác không chỉ với các nút ở gần mà còn với một số nút ở xa. Các nhà khoa học đề cập đến một mạng “thế giới nhỏ”. Các tế bào thần kinh trong não giao tiếp với nhau theo một cách rất giống nhau.
Mặc dù các quy tắc giao tiếp được xác định chính xác, nhưng các mạng thần kinh kiểu này thể hiện một hành vi rất phức tạp. Một mặt, điều này do vô số nút, và mặt khác do hệ thống dây nối các nút này.
Ya kiến của chuyên gia
Gerrit Ansmann, tác giả chính của công trình và là ứng cử viên tiến sĩ trong nhóm Neurophysics, giải thích
Hiện chúng tôi đã có thể chứng minh hành vi của những mạng lưới như vậy có thể thay đổi một cách tự nhiên. Tuy nhiên, những thay đổi này chỉ xảy ra trong những điều kiện nhất định. Chúng tôi hy vọng, với mô hình này, có thể hiểu rõ hơn về các điều kiện dẫn đến các sự kiện cực đoan phát triển trong não.
Việc chuyển đổi giữa các mô hình hoạt động khác nhau bao gồm việc tạo ra và chấm dứt các sự kiện cực đoan dựa trên một cơ chế cơ bản. Cơ chế này cũng có thể được chuyển dịch sang hệ thống khác, ví dụ như các mô hình kích thích trong tim.
GS.TS Ulrike Feudel, người đứng đầu nhóm Vật lý lý thuyết / Hệ thống phức hợp tại Viện Hóa học và Sinh học Môi trường biển thuộc Đại học Oldenburg nhấn mạnh
Tính tổng quát này cho phép ứng dụng phát triển rộng rãi những phát hiện của chúng tôi trong các lĩnh vực khoa học khác.
Công trình về động kinh này nằm trong dự án do quỹ Volkswagen tài trợ. Trong dự án này, các nhà khoa học nghiên cứu cơ chế các hiện tượng cực đoan phát triển. Họ đã dựa trên các ví dụ về co giật động kinh và sự nở hoa của tảo độc để lý giải.
Xem thêm bài viết
- Cơ chế động kinh xuất hiện do phản ứng bảo vệ bộ não
- Co giật và loạn tâm thần: Nghiên cứu giải thích mối liên hệ
- Bộ não hình thành vùng lưu trữ kí ức như thế nào?
Nguồn: University of Bonn
