QNsim 1.0'u Kullanarak Elektromanyetik Uyarılmış Dopamin Nörotransmisyon Verisinden Hızlı Tarama Çevrimsel Voltametri Veri Modellenmesi

Bu yazılım programının genel amacı, deneysel hızlı taramalı döngüsel voltametri verilerinden elektriksel olarak uyarılan dopamin nörotransmisyonunun kinetiğini tahmin etmektir. Bu yöntem, elektriksel olarak uyarılmış striatal dopamin nörotransmisyonunun ilaçlar ve hastalık durumları tarafından nasıl değiştirildiği gibi dopamin nörotransmisyonu ile ilgili temel soruları yanıtlamaya yardımcı olmak için çalışma tasarımlarını kolaylaştırabilir. Bu yazılımın temel avantajı, kantitatif bir nörobiyolojik çerçeve kullanarak deneysel voltametri verilerini modellemek için kullanıcı dostu bir platform sağlamasıdır.

Bu yordamda, QNsim1.0. zip indirin ve istediğiniz dizine çıkarın. Ardından, her sütunun mikromolar dopamin konsantrasyonuna dönüştürülmüş geçici bir dopamin yanıtı içerdiği bir elektronik tablo düzenleyerek uyarılmış dopamin yanıt verilerini modelleme için hazırlayın ve bu dosyayı program dosyalarıyla aynı dizine kaydedin.

Bundan sonra, programlama yazılımını açın, geçerli klasör penceresindeki QNsim1.0 dizinine gidin ve Initialization.m adlı dosyayı açın. Ardından Başlatma ekranını başlatmak için Çalıştır'a tıklayın. Yeni bir projeye başlamak için, Yeni Proje bölümünün altında, dopamin veri dosyası metin kutusuna proje için dopamin yanıt verilerini içeren elektronik tablo dosyasının adını yazın.

Bu elektronik tablo, biri dorsal striatumda toplanan ve diğeri nucleus accumbens'te toplanan iki çalışmadan üç yanıt içerir. Simülasyon Süresi'nin yanına, stimülasyonun başlangıcına göre veri toplamanın başlangıcına ve bitişine karşılık gelen zaman noktalarını girin. Örnek veriler için, stimülasyonun başlamasından sonra 5 saniyelik bir ön stimülasyon aralığı ve 35 saniyelik veri toplama ile yanıtlar vardır.

Bunu takiben, ilgili metin kutusunun yanına her çalışmadaki yanıt sayısını girin. Örnekleme Aralığı'nın yanına, verilerimiz için her 0,1 saniyede bir olan deneysel veri örnekleme aralığını saniye cinsinden girin. Ardından, Farklı Kaydet'in yanında, projenin kaydedileceği dosya türü de dahil olmak üzere dosya adını belirleyin.

Simülatör penceresini başlatmak için Yeni Proje Oluştur'a tıklayın. Alternatif olarak, önceki bir projeye devam etmek için, başlatma penceresinin Önceki Projeye Devam Et bölümünde, daha önce başlamış bir projenin nokta mat dosya adını girin. Ardından, simülatör penceresini başlatmak için Mevcut Projeyi Yükle'ye tıklayın.

Bu prosedürde, ilgili metin kutularına çalışma numarasını, yanıt numarasını ve stimülasyonun süresini girerek simüle etmek için deneysel dopamin yanıtını seçin. Deneysel veriler, simüle edilmiş veriler ve stimülasyon sonrası dopamin salınımını hesaba katmayan simüle edilmiş veriler içeren üç grafik oluşturan simülasyon işlemini başlatmak için Enter tuşuna basın veya Simüle Et'e tıklayın. Deneysel dopamin tepkilerini modellemek için, dopamin salınımı ile ilişkili delta DAR, delta DAR tau ve dar kararlı durum parametrelerini stimülasyonun genliğine uyacak şekilde ayarlayın.

Ardından VMAX, KM başlangıç, delta KM, KM bükülmesini ayarlayın. Ardından, dopamin geri alımıyla ilişkili VMAX, KM başlangıç, delta KM, KM bükülmesi ve K parametrelerini, Panel A'da simüle edilmiş veriler, deneysel verilerin yükselen fazının şekline yaklaşacak ve stim sonrası salım izi olmayan simülasyon, tüm stimülasyon sonrası zaman noktaları için deneysel veri izinden daha az olacak şekilde ayarlayın. Bu modelleme yaklaşımı, model parametrelerini ayarlamaya yönelik yinelemeli bir işlemdir.

Bu nedenle, DA serbest bırakma parametrelerini yükselen fazın şekline uyacak şekilde değiştirmek gerekebilir. Ardından, stimülasyon sonrası dopamin salınımı ile ilişkili XR, tau R ve M parametrelerini, simüle edilen veriler Dopamin ve Zaman grafiğindeki deneysel verilere yaklaşacak şekilde ayarlayın. Simülasyon parametrelerinin doğruluğunu doğrulamak için, aynı uyarılmış salım ve geri alım parametreleri setinin, aynı örnekleme bölgesinden farklı stimülasyon sürelerine deneysel yanıtları yaklaşık olarak verebildiğinden emin olmak çok önemlidir.

Bir parametre kümesi deneysel verileri yakından modelledikten sonra, proje için nokta mat dosyasına verilen yanıt için bu parametre kümesini kaydedecek olan Parametreleri Kaydet'e tıklayın. Gerekirse, Parametreleri Yükle'yi tıklatarak belirli bir yanıt için önceden kaydedilmiş parametreleri yükleyin. İlgili metin kutularına uygun çalışma numarasının ve yanıt numarasının girildiğinden emin olun.

Kaydedilen parametreleri dışa aktarmak için, Parametreleri Dışa Aktar düğmesinin yanındaki metin kutusuna dosya adını yazın ve simülasyonların tüm parametrelerini içeren bir metin dosyasını dışa aktarmak için Parametreleri Dışa Aktar'a tıklayın. Bu verileri tablo biçiminde görüntülemek için Excel'deki hücreleri boşluklarla sınırlayın. Burada gösterilen sol ve sağ grafik, sırasıyla dorsal striatum ve nucleus accumbens'te toplanan deneysel verilerdeki simülasyonları göstermektedir.

İki bölge genellikle dorsal striatumda içbükey yükselen şekiller ve nucleus accumbens'te dışbükey yükselen şekiller ile farklı tepki şekilleri sergiler. Yanıt şekillerinde ve genliklerinde değişkenlik olmasına rağmen, belirli bir bölge içinde bile, her iki yanıt şekli de birkaç dikkate değer farklılık ve parametreleştirme ile modellenebilir. Genel olarak, VMAX daha düşüktür ve KM çekimi, dorsal striatuma kıyasla nucleus accumbens'te çok daha düşüktür.

Bu prosedürü denerken, dopamin salınımı ve geri alım parametrelerinin tahminlerini en aza indirerek ve aynı örnekleme bölgesinden birden fazla deneysel yanıttaki parametreleri doğrulayarak yaklaşımınızda sistematik olmayı hatırlamak önemlidir. Bu videoyu izledikten sonra, striatumda elektriksel olarak uyarılan dopamin nörotransmisyonunun kinetiğini tahmin etmek için uyarılmış dopamin tepkilerinin nasıl modelleneceğini iyi anlamış olmalısınız.