使用QNsim1.0从电刺激多巴胺神经传递数据建模快速扫描循环伏安数据

该软件程序的总体目标是从实验快速扫描循环伏安法数据中估计电刺激多巴胺神经传递的动力学。这种方法可以促进研究设计，以帮助回答有关多巴胺神经传递的关键问题，例如药物和疾病状态如何改变电诱发的纹状体多巴胺神经传递。该软件的主要优点是它提供了一个用户友好的平台，可以使用定量神经生物学框架对实验伏安法数据进行建模。

在此过程中，下载 QNsim1.0. zip 并将其解压缩到所需的目录。接下来，通过组织一个电子表格来准备刺激的多巴胺反应数据进行建模，其中每列都包含转换为微摩尔多巴胺浓度的时间多巴胺反应，并将此文件保存到与程序文件相同的目录中。

之后，打开编程软件，导航到当前文件夹窗口中的 QNsim1.0 目录，然后打开名为 Initialization.m 的文件。然后单击 Run 以启动 Initialization 屏幕。要开始新项目，请在 New Project 部分下，在 dopamine data file 文本框中键入包含项目的多巴胺响应数据的电子表格文件的名称。

该电子表格包含来自两项研究的三个回复，一个收集在背侧纹状体，一个收集在伏隔核。在 Simulation Time （模拟时间） 旁边，输入对应于相对于刺激开始的数据收集开始和结束的时间点。对于样本数据，在刺激开始后有 5 秒的预刺激间隔和 35 秒的数据收集

然后，在相应的文本框旁边输入每个研究中的响应数。在 Sampling interval （采样间隔） 旁边，输入实验数据采样间隔（以秒为单位），对于我们的数据，每 0.1 秒一次。然后，在 Save As （另存为） 旁边，指定文件名，包括要保存项目的文件类型。

单击 Create New Project 以启动模拟器窗口。或者，要继续上一个项目，请在初始化窗口的 Continue Previous Project 部分中，输入以前开始的项目的点 mat 文件名。之后，单击 Load Existing Project 启动模拟器窗口。

在此过程中，通过在相应的文本框中输入研究编号、响应编号和刺激持续时间来选择要模拟的实验性多巴胺反应。按 Enter 键或单击 Simulate 开始模拟过程，该过程将创建三个图形，其中包含实验数据、模拟数据和不考虑刺激后多巴胺释放的模拟数据。为了模拟实验性多巴胺反应，调整与多巴胺释放相关的 delta DAR、delta DAR tau 和 dar 稳态参数以匹配刺激的幅度。

然后调整 VMAX、KM 初始、增量 KM、KM 拐点。然后调整与多巴胺再摄取相关的 VMAX、KM 初始、delta KM、KM 拐点和 K 参数，使得在面板 A 中模拟数据近似于实验数据上升阶段的形状，并且没有刺激后释放轨迹的模拟小于所有刺激后时间点的实验数据轨迹。这种建模方法是调整模型参数的迭代过程。

因此，可能需要修改 DA 释放参数以匹配上升阶段的形状。然后调整与刺激后多巴胺释放相关的 XR、tau R 和 M 参数，使模拟数据近似于多巴胺与时间图中的实验数据。为了验证模拟参数的准确性，关键是要确定同一组刺激释放和再摄取参数可以近似于来自同一采样点的不同刺激持续时间的实验反应。

一旦一组参数对实验数据进行了紧密建模，单击 Save Parameters，这会将给定响应的该参数集保存到项目的点垫文件中。如果需要，通过单击 Load Parameters 加载以前为特定响应保存的参数。确保在相应的文本框中输入适当的研究编号和响应编号。

要导出保存的参数，请在 Export Parameters 按钮旁边的文本框中键入文件名，然后单击 Export Parameters 以导出包含仿真所有参数的文本文件。用空格分隔 Excel 中的单元格，以表格格式查看此数据。此处显示的左图和右图分别描述了在背侧纹状体和伏隔核中收集的实验数据的模拟。

这两个区域通常表现出不同的反应形状，背纹状体呈凹隆起形状，伏隔核呈凸起形状。尽管响应形状和振幅存在变化，但即使在给定区域内，这两种响应形状都可以通过一些显着的差异和参数化进行建模。通常，与背侧纹状体相比，伏隔核的 VMAX 较低，而伏隔核的 KM 拐点要低得多。

在尝试此程序时，重要的是要记住在您的方法中要系统化，最大限度地减少对多巴胺释放和再摄取参数的估计，并验证来自同一采样地点的多个实验反应的参数。看完这个视频后，你应该对如何模拟刺激的多巴胺反应有一个很好的理解，以便估计纹状体中电刺激的多巴胺神经传递的动力学。