25506

تشخيص درد نوروپاتيك خودبخودي با استفاده از تحليل ديناميك غيرخطي سيگنالهاي نخاعي

كارشناسي ارشد

مهندسي برق - بيوالكتريك

1400/06/30

دكتر عباس عرفانيان

مهندسي برق

درد تجربه حسي و عاطفي ناخوشايندي است كه با آسيب واقعي يا بالقوه به بافت همراه است. درد نوروپاتيك ناشي از آسيب يا بروز بيماري در سيستم اعصاب حسي - پيكري است كه شامل فيبرهاي عصبي محيطي و نورون‌هاي مركزي مي‌شود. هدف اين مطالعه بررسي مكانيسم‌هاي عصبي مرتبط با درد نوروپاتيك با استفاده از رويكردهاي محاسباتي است. براي اين منظور موش‌هاي صحرايي به كمك مدل‌هاي ارائه شده براي شبيه‌سازي درد نوروپاتيك، در سه گروه آسيب تنگي مزمن، آسيب جزئي عصب سياتيك، و جراحي بدل قرار گرفتند (هر گروه 4 موش صحرايي). سپس به كمك رويكردهاي موجود در علوم اعصاب محاسباتي و بررسي سيستم‌هاي ديناميك غيرخطي ويژگي‌هاي نوروديناميكي فعاليت نورون‌هاي شاخ خلفي نخاع موش‌هاي صحرايي با 3 سطح مختلف از درد نوروپاتيك استخراج شد. نهايتا اين ويژگي‌ها به كمك رويكردهاي محاسباتي مورد ارزيابي و مقايسه قرار گرفتند. نتايج تست ANOVA دوطرفه و آزمون تعقيبي Tukey-Kramer وجود تفاوت‌هاي معنادار در ويژگي‌هاي نوروديناميكي استخراج شده در سه گروه را تأييد كرد (001/0> P). با بررسي نتايج مشخص شد نورون‌هاي شاخ خلفي در گروه جراحي بدل مشخصات ديناميكي آشوب‌گونه دارند. به‌علاوه سلول‌هاي عصبي شاخ خلفي گروه آسيب جزئي سياتيك، رفتار نورودينامك تصادفي از خود نشان دادند. از طرفي مشخصات نوروديناميك گروه آسيب تنگي مزمن جايگاهي در بين دو گروه ديگر داشت؛ بنابراين طبق نتايج به‌دست‌آمده به‌ نظر مي‌رسد نوروپاتي محيطي مشخصات نوروديناميك سلول‌هاي عصبي شاخ خلفي نخاع را از آشوب‌گونه به تصادفي سوق مي‌دهد.

1400/08/17

Detecting Spontaneous Neuropathic Pain Using Nonlinear Dynamical Analysis of Spinal Cord Neural Signals

9/21/2022 12:00:00 AM

Pain is an unpleasant sensory and affective experience which is associated with real or potential tissue damage. Neuropathic pain is caused by damage or disease in somatosensory nervous system, including peripheral and central nerve fibers. The aim of this study is to understand underlying neural mechanisms associated with neuropathic pain, using computational approaches. To reach this goal 3 groups of rats, with different neuropathy levels are studied: Chronic Constriction Injury (CCI), Partial Sciatic Ligation (PSL), and Sham operated (n=4 in all groups). Different features of neurodynamic behavior of dorsal horn neurons is extracted using computational and non-linear dynamical approaches. These features are then assessed and compared across rats in all groups using statistical methods. Two-way ANOVA followed by Tukey-Kramer post hoc analysis indicated significant differences in dynamical features of neural activity across groups (p<0.001). Further analysis of the results revealed relative chaotic behavior of neural dynamics in PSL rats, and stochastic neurodynamics of Sham operated rats. In addition, neurodynamical features of CCI rats lie between chaotic-stochastic feature-spectrum spanned by PSL and Sham operated rats. In conclusion, it appears peripheral neuropathy alters chaotic neurodynamical behaviors of spinal cord dorsal horn neurons; leading to unpredictable and stochastic dynamical behavior of these neurons.

درد نوروپاتيك , ديناميك نوروني , مكانيسم عصبي , آشوب

Neuropathic Pain , Neurodynamics , Neural Mechanisms , Chaos