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Auf dem Gebiet der demyelinisierenden Erkrankungen haben sich die Modellierungsbemühungen traditionell auf Axonmodelle konzentriert, die darauf abzielen, verschiedene Aspekte der Erregbarkeit zu erklären. Aber wie oben skizziert, haben diese Modelle eine enorme Entwicklung in ihrer Komplexität durchlaufen. Dabei begannen sich Modelle auf verschiedenen biologischen Skalen zu verschmelzen. Beispielsweise haben jetzt Modelle begonnen, sich mit der Regulation von Ionenkonzentrationen und deren Folgen für langsame Erregbarkeitsänderungen, Energieverbrauch und Toxizität zu befassen. Ein computergestützter Ansatz wird notwendig sein, um parallele und multifaktorielle Ätiologien zu integrieren, die mit kognitivem Verfall verbunden sind, wie z. B. Signalübertragung des Immunsystems, Energiestoffwechsel, Wechselwirkungen zwischen grauer und weißer Substanz und genetische Netzwerke [117]..<ref>Zeis T., Allaman I., Gentner M., Schroder K., Tschopp J., Magistretti P.J., Schaeren-Wiemers N. Metabolic gene expression changes in astrocytes in Multiple Sclerosis cerebral cortex are indicative of immune-mediated signaling. Brain Behav. Immun. 2015;48:315–325. doi: 10.1016/j.bbi.2015.04.013.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]</ref> Diese fortgesetzten Bemühungen beginnen, die riesigen und miteinander verbundenen Rückkopplungsschleifen aufzudecken, die über eine breite Palette von räumlichen und zeitlichen Skalen hinweg wirken. Allerdings stecken solche Bemühungen noch in den Kinderschuhen und es bestehen noch große Lücken in der Modellierung demyelinisierender Erkrankungen. Es ist einfacher zu beschreiben, was modelliert wurde, als was nicht. Ein wirklich integriertes Modell mit mehreren Zelltypen, das alle hypothetischen ätiologischen Faktoren anspricht, ist noch nicht realisiert. Zu den unerforschten oder wenig erforschten, aber potenziell nützlichen Zielen für die Modellierung gehören die Pathologie der grauen Substanz, die wässrigen Schichten der Myelinscheide, der Energiestoffwechsel und vielleicht am wichtigsten die Multiskalen- oder integrierte Modellierung. Man sollte erkennen, dass die notwendigen Werkzeuge in anderen Studienbereichen vorhanden sind und daher leicht auf die Untersuchung von Demyelinisierungskrankheiten angewendet werden können. | Auf dem Gebiet der demyelinisierenden Erkrankungen haben sich die Modellierungsbemühungen traditionell auf Axonmodelle konzentriert, die darauf abzielen, verschiedene Aspekte der Erregbarkeit zu erklären. Aber wie oben skizziert, haben diese Modelle eine enorme Entwicklung in ihrer Komplexität durchlaufen. Dabei begannen sich Modelle auf verschiedenen biologischen Skalen zu verschmelzen. Beispielsweise haben jetzt Modelle begonnen, sich mit der Regulation von Ionenkonzentrationen und deren Folgen für langsame Erregbarkeitsänderungen, Energieverbrauch und Toxizität zu befassen. Ein computergestützter Ansatz wird notwendig sein, um parallele und multifaktorielle Ätiologien zu integrieren, die mit kognitivem Verfall verbunden sind, wie z. B. Signalübertragung des Immunsystems, Energiestoffwechsel, Wechselwirkungen zwischen grauer und weißer Substanz und genetische Netzwerke [117]..<ref>Zeis T., Allaman I., Gentner M., Schroder K., Tschopp J., Magistretti P.J., Schaeren-Wiemers N. Metabolic gene expression changes in astrocytes in Multiple Sclerosis cerebral cortex are indicative of immune-mediated signaling. Brain Behav. Immun. 2015;48:315–325. doi: 10.1016/j.bbi.2015.04.013.[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]</ref> Diese fortgesetzten Bemühungen beginnen, die riesigen und miteinander verbundenen Rückkopplungsschleifen aufzudecken, die über eine breite Palette von räumlichen und zeitlichen Skalen hinweg wirken. Allerdings stecken solche Bemühungen noch in den Kinderschuhen und es bestehen noch große Lücken in der Modellierung demyelinisierender Erkrankungen. Es ist einfacher zu beschreiben, was modelliert wurde, als was nicht. Ein wirklich integriertes Modell mit mehreren Zelltypen, das alle hypothetischen ätiologischen Faktoren anspricht, ist noch nicht realisiert. Zu den unerforschten oder wenig erforschten, aber potenziell nützlichen Zielen für die Modellierung gehören die Pathologie der grauen Substanz, die wässrigen Schichten der Myelinscheide, der Energiestoffwechsel und vielleicht am wichtigsten die Multiskalen- oder integrierte Modellierung. Man sollte erkennen, dass die notwendigen Werkzeuge in anderen Studienbereichen vorhanden sind und daher leicht auf die Untersuchung von Demyelinisierungskrankheiten angewendet werden können. | ||
=== | === Schlussfolgerungen === | ||
Die normale physiologische Funktion des ZNS oder PNS beruht auf einem stark regulierten Zusammenspiel von Neuronen, Glia, Gefäßsystem und Immunzellen. Dieser Prozess umfasst und integriert zahlreiche Zell- und Signalkomponenten, die ein dynamisches, rechnerisches Ganzes erzeugen. Wenn ein Teil schief geht, muss das gesamte System kompensieren. Selbst wenn es der Kompensation gelingt, die offensichtlichsten Folgen der Demyelinisierung zu retten, kehren bestimmte Prozesse möglicherweise nicht in einen völlig normalen Zustand zurück, was über längere Zeiträume zu Problemen führen kann. Die daraus resultierenden Symptome sind eine verwirrende Mischung aus direkten und kompensatorischen Veränderungen, die sich kontinuierlich weiterentwickeln. Die Gesamtkomplexität hat sich als unlösbar für eine effiziente experimentelle Dissektion erwiesen. Die Anwendung computergestützter Modellierungstechniken stellt einen unschätzbaren Ansatz dar, um aus der Sackgasse herauszukommen und eine neue Ära des Verständnisses und der Entdeckung einzuleiten. | |||
== Acknowledgments == | == Acknowledgments == |