Psihobiologie

Psihobiologia (termenul derivă din grecescul psyché (ψυχή) = „suflet”, bìos (βίος) = „viață” și logos (λόγος) = „știință”), numit și psihologia biologică , este o ramură a neuroștiinței care studiază comportamentul , acesta este ansamblul tuturor activităților manifeste ale organismului, precum și ale tuturor proceselor mentale ( percepție , atenție , memorie , învățare , emoții ), în raport cu bazele sale biologice, structurile corpului și procesele care aparțin în special sistemului nervos .

Experimentele psihobiologilor sunt efectuate atât pe animale cât și pe oameni sănătoși sau cu leziuni care afectează sistemul nervos. Mai ales în acest ultim domeniu de investigație se suprapune cu o altă ramură a neuroștiinței , neuropsihologia , care studiază doar sistemul nervos central, este mult mai influențată de psihologia cognitivă și funcționează la un nivel mai macroscopic, concentrându-se pe arii mari ale creierului .

Metode de cercetare

Caracteristica distinctivă a unui experiment de psihobiologie este că variabila independentă a experimentului, sau o variabilă dependentă , este biologică . Cu alte cuvinte, fie sistemul nervos al organismului examinat este modificat permanent sau temporar, fie se măsoară un aspect al sistemului nervos (de obicei legat de o variabilă comportamentală).

Principalele metode de cercetare în psihobiologie includ:

Leziuni - O metodă clasică în care o regiune cerebrală de interes este distrusă în mod natural sau intenționat pentru a observa orice schimbări rezultate, cum ar fi performanțe degradate sau îmbunătățite în unele măsuri comportamentale. Leziunile pot fi poziționate cu o precizie relativ ridicată, grație unei varietăți de atlase cerebrale care oferă o hartă a regiunilor creierului în coordonate stereotactice tridimensionale.
- Leziuni chirurgicale - Țesutul neuronal este distrus prin îndepărtarea chirurgicală a acestuia.
- Leziune electrolitică - Țesutul neuronal este distrus prin aplicarea unui traumatism de șoc electric.
- Leziuni chimice - țesutul neuronal este distrus prin perfuzia unei neurotoxine .
- Leziuni temporare - Țesutul neuronal este temporar dezactivat prin răcire sau prin utilizarea de anestezice, cum ar fi tetrodotoxina.
Stimulare magnetică transcraniană (TMS) - O tehnică utilizată de obicei la subiecți umani, în care o bobină magnetică aplicată pe scalp determină activitate electrică nesistematică în neuronii corticali din apropiere, care pot fi analizați experimental ca leziune funcțională.
Injecția unui ligand sintetic (RASSL / DREADD) ^[1] ^[2]
Manipulări psihofarmacologice : un antagonist al receptorilor chimici induce activitatea neuronală prin interferența cu neurotransmisia. Antagoniștii pot fi administrați sistemic (de exemplu prin injecție intravenoasă) sau local (intracerebral) în timpul unei proceduri chirurgicale în ventriculi sau în structuri cerebrale specifice. De exemplu, antagonistul NMDA AP5 s-a dovedit că inhibă inițierea potențării pe termen lung a transmiterii sinaptice excitatorii (în condiționarea fricii de rozătoare), despre care se crede că este un mecanism vital în învățare și memorie ^[3] . În mod similar, un agonist al receptorilor chimici facilitează activitatea neuronală prin creșterea sau înlocuirea neurotransmițătorilor endogeni. Agoniștii pot fi administrați sistemic (de exemplu prin injecție intravenoasă) sau local (intracerebral) în timpul unei proceduri chirurgicale.
Inhibare sau excitație optogenetică .
Stimularea electrică: o metodă clasică în care activitatea neuronală este îmbunătățită prin aplicarea unui curent electric mic (prea mic pentru a provoca moartea celulară semnificativă).
Tehnici de vizualizare a activității creierului .
- Înregistrare cu o singură unitate: o metodă prin care un electrod este introdus în creierul unui animal viu pentru a detecta activitatea electrică generată de neuronii adiacenți vârfului electrodului. În mod normal, această tehnică se realizează cu animale sedate, dar uneori se realizează la animale trezite angajate într-un eveniment comportamental, pentru a măsura tiparele corespunzătoare de activitate neuronală ^[4] .
- Înregistrare multi-electrod: Utilizarea unui fascicul fin de electrod pentru a înregistra activitatea simultană a sutelor de neuroni.
- RMN : imagistica prin rezonanță magnetică funcțională, o tehnică aplicată mai frecvent subiecților umani, în care modificările fluxului sanguin cerebral pot fi detectate într-un aparat RMN și sunt luate pentru a indica activitatea relativă a regiunilor creierului la scară mai mare (adică ordinea a sute de mii de neuroni).
- PET : tomografie cu emisie de pozitroni. Detectați particulele numite fotoni folosind un examen 3-D de medicină nucleară. Aceste particule sunt emise prin injecții de radioizotopi, cum ar fi fluor . Imagistica PET dezvăluie procesele patologice care prezic schimbări anatomice, făcând-o importantă pentru detectarea, diagnosticarea și caracterizarea multor patologii ^[5] .
- Electroencefalografia sau EEG este tehnica derivată a potențialelor legate de evenimente , în care electrozii de pe scalp monitorizează activitatea medie a neuronilor din cortex (din nou, utilizați mai frecvent la subiecți umani). Această tehnică utilizează diferite tipuri de electrozi pentru sisteme de înregistrare, cum ar fi electrozi cu ac și electrozi pe bază de soluție salină. EEG permite investigarea tulburărilor mentale, a tulburărilor de somn și a fiziologiei. Poate monitoriza dezvoltarea creierului și implicarea cognitivă ^[6] .
- Neuroanatomia funcțională: un omolog mai complex al frenologiei . Expresia unui marker anatomic este luată pentru a reflecta activitatea neuronală. De exemplu, se crede că expresia genelor primitive imediate este cauzată de o activitate neuronală viguroasă. În mod similar, injectarea de 2-dezoxiglucoză înainte de o sarcină comportamentală poate fi urmată de localizarea anatomică a substanței chimice respective; este ocupat de neuroni activi electric.
- MEG : magnetoencefalografie, arată funcționarea creierului uman prin măsurarea activității electromagnetice. Măsurarea câmpurilor magnetice create de curentul electric care curge în interiorul neuronilor identifică activitatea creierului asociată cu diferite funcții umane în timp real, cu precizie spațială precisă. Medicii pot obține date neinvazive pentru a-i ajuta să evalueze tulburările neurologice și să planifice tratamente chirurgicale.

Notă

^ Hu Zhu,Silencing synapses with DREADDs , în Neuron , vol. 82, nr. 4, 2014, pp. 723–725, DOI : 10.1016 / j.neuron.2014.05.002 , PMC 4109642 .
^ Susan Ferguson, DREADD-uri recunoscătoare: Receptorii proiectați dezvăluie modul în care circuitele neuronale reglează comportamentul , în Neuropsychopharmacology Reviews , vol. 37, 2012, pp. 296–297.
^ Kim, Jeansok J.; DeCola, Joseph P.; Landeira-Fernandez, Iisus; Fanselow, Michael S. „Antagonistul receptorului N-metil-D-aspartatului APV blochează achiziția, dar nu expresia condiționării fricii”. Neuroștiințe comportamentale. Vol. 105 (1), februarie 1991, 126-133. {doi | 10.1037 / 0735-7044.105.1.126}
^ von Heimendahl, M., Itskov, P., Arabzadeh, E. și Diamond, M. (2007). Activitate neuronală în cortexul butoiului șobolanului care stă la baza discriminării texturii. PLoS Biol, 5 (11), e305.
^ Ocampo, T., Knight, K., Dunleavy, R. și Shah, SN (2015). Tehnici, beneficii și provocări ale PET-MR. Tehnologie radiologică, 86 (4), 393-412.
^ Sanei, S. și Chambers, JA (2013). Procesarea semnalului EEG. John Wiley & Sons.

Elemente conexe

Controlul autorității	Tezaur BNCF 52766 · LCCN (EN) sh85108425 · GND (DE) 4076126-5 · BNF (FR) cb119460035 (data)

Portalul de biologie

Portalul Neuroștiințe

Portalul psihologiei

[1] Hu Zhu,Silencing synapses with DREADDs , în Neuron , vol. 82, nr. 4, 2014, pp. 723–725, DOI : 10.1016 / j.neuron.2014.05.002 , PMC 4109642 .

[2] Susan Ferguson, DREADD-uri recunoscătoare: Receptorii proiectați dezvăluie modul în care circuitele neuronale reglează comportamentul , în Neuropsychopharmacology Reviews , vol. 37, 2012, pp. 296–297.

[3] Kim, Jeansok J.; DeCola, Joseph P.; Landeira-Fernandez, Iisus; Fanselow, Michael S. „Antagonistul receptorului N-metil-D-aspartatului APV blochează achiziția, dar nu expresia condiționării fricii”. Neuroștiințe comportamentale. Vol. 105 (1), februarie 1991, 126-133. {doi | 10.1037 / 0735-7044.105.1.126}

[4] von Heimendahl, M., Itskov, P., Arabzadeh, E. și Diamond, M. (2007). Activitate neuronală în cortexul butoiului șobolanului care stă la baza discriminării texturii. PLoS Biol, 5 (11), e305.

[5] Ocampo, T., Knight, K., Dunleavy, R. și Shah, SN (2015). Tehnici, beneficii și provocări ale PET-MR. Tehnologie radiologică, 86 (4), 393-412.

[6] Sanei, S. și Chambers, JA (2013). Procesarea semnalului EEG. John Wiley & Sons.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]