مدلسازی عملکردی نقش آستروسیت‌ها در همزمانی فعالیت سلول‌های عصبی

در این مقاله، به مدلسازی عملکردی نقش آستروسیت‌ها که دسته مهمی از سلول‌های گلیال به شمار می‌روند به عنوان تنظیم کننده‌های سیناپسی در همزمان شدن فعالیت سلول‌های عصبی پرداخته می‌شود. ایده اصلی استفاده همزمان از مدل‌های جمعیت نورونی کورتیکال و تالاموکورتیکال ارایه شده توسط سافژینسکی و همکاران (2004) با در نظر گرفتن ایده بازخورد داخلی مطرح شده به‌وسیله آیزمیدیس و همکاران (2009) از یک سو و گنجاندن مدل محاسباتی آستروسیت‌ها در این مدل‌ها، از سوی دیگر است. در همین راستا با گنجاندن نقش آستروسیت‌ها در تنظیم و کنترل فعالیت سیناپس؛ مدل‌های کورتیکال و تالاموکورتیکال منطبق بر واقعیت فیزیولوژی توسعه داده شده و تکمیل می‌شوند. به این ترتیب عملکرد آستروسیت‌ها در حالت طبیعی (سالم) و بیماری (نقص در انجام عملکرد خود) در همزمان‌سازی فعالیت جمعیت‌های نورونی بررسی می‌شود. نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد که آستروسیت‌های سالم با پایش درست فعالیت سیناپسی و اعمال سیگنال کنترلی مناسب می‌توانند تغییرات ورودی تحریکی به سلول‌های عصبی را تا حد زیادی جبران کنند. در حالی که آستروسیت‌های بیمار نمی‌توانند در تنظیم فعالیت سیناپسی وظیفه خود را به درستی انجام دهند و در نتیجه نمی‌توانند از بروز همزمان شدن غیرطبیعی و بیش ازحد سلول‌های عصبی جلوگیری کنند. بنابراین با توجه به نتایج مدل‌های تکمیل شده، پیشنهاد می‌شود که امکان استفاده از مواد موثر بر آستروسیت‌ها به عنوان یک کاندید جدید در درمان بیمارهای مرتبط با همزمان شدن غیرطبیعی سلول‌های عصبی (همچون بیماری صرع) مورد بررسی بیشتر و عمیق‌تر قرار گیرد.