Modeling long-term dynamic effects of brain injury on biological mechanisms of potential Parkinson's disease progression
Beyin hasarının olası Parkinson hastalığı oluşumundaki biyolojik mekanizmalar üzerinde uzun dönemli dinamik etkilerinin modellenmesi
- Tez No: 822004
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖNENÇ YÜCEL, PROF. DR. YAMAN BARLAS
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
Dünya çapında on milyondan fazla kişiyi etkileyen en yaygın ikinci nörodejeneratif hastalık olan Parkinson hastalığı (PH), biyolojik ve çevresel faktörlerden etkilenir. Nöroinflamasyon, oksidatif hasar, mitokondri, protein birikimi ve nöron alt sistemleri arasındaki geri besleme ilişkileri tarafından kontrol edilen karmaşık etkileşimler beynin yapıtaşlarını oluşturur. Bazı yaşam tarzı unsurları PH riskini azaltırken, kafa darbesi riski artırır. Travmaya bağlı nöroinflamasyon kısa dönemde gözlenen en belirgin sonuçtur. Beynin karmaşık yapısı, uzun vadede çeşitli değişkenlerin etkilenmesine sebep olur. Bu çalışmada, beyin hasarının PH gelişimi üzerindeki uzun vadeli etkilerini incelemek için, dopamin üreten nöronların bulunduğu beyin bölgesinin sistem dinamiği modeli kurulmuştur. Normal yaşlanma dinamikleri elde edildikten sonra, bireylerin PH benzeri davranışlar sergileyip sergilemediği darbe senaryoları ile incelenmiştir. Sonrasında, sağlıklı beslenme ve egzersiz gibi yaşam tarzı faktörleri ve/veya genetik çeşitlilik unsurları, normal ve PH-yatkın kişi senaryoları üzerinde test edilmiştir. Beyinle ilgili değişkenlerin ölçülmesi ve gözlemlenmesi araştırmanın temel zorluklarıdır. Yalnızca ölüm sonrası analiz nöropatolojik tanıya izin vermektedir. Böylece, otopsi raporları ve hayvan deneylerinden elde edilen nitel ve nicel veriler kullanılarak modelin yapısal ve davranışsal geçerliliği test edilmiştir. Senaryo koşumlarında, çeşitli iç ve dış faktörlerin etkileri gözlemlenmiştir. Araştırmanın amacı, dış etkenlerle etkileşimde ilgili beyin dinamiklerinin kapsamlı şekilde anlaşılmasını sağlamak ve PH tedavi/önleme stratejileri için etkili mekanizmaları belirlemektir. Bu çalışma, saha verilerinden ve ampirik çalışmalardan elde edilecek bulguları içerecek şekilde geliştirilmeye açıktır.
Özet (Çeviri)
Parkinson's disease (PD), the second most common neurodegenerative disorder affecting over ten million people worldwide, is a multifactorial disease influenced by several biological and environmental factors. Complex interactions controlled by feedback relationships between neuroinflammation, oxidative damage, mitochondria, protein accumulation, and neuron sub-systems are at the center of the brain. While some lifestyle elements reduce vulnerability, head trauma raises the risk for PD. Trauma-induced neuroinflammation is the most prominent short-term consequence, and due to the intricate structure of the brain, multiple variables are affected in the long-term. To study those impacts on potential PD progression, we constructed an individual-level system dynamics model of a specific brain region where dopamine-producing neurons reside. After obtaining the normal aging dynamics, various brain injury scenarios are investigated to see whether healthy individuals would exhibit PD-like behaviors. Then, possible genetic variation and/or lifestyle factors such as healthy diet and exercise are tested on both healthy and PD-prone people. The difficulties in monitoring and quantifying brain-related variables are the primary challenges for this research because only post-mortem analysis allows for neuropathological diagnosis. The model is structurally and behaviorally validated using the qualitative and quantitative knowledge of autopsy reports and animal experiments. In scenario runs, we observed the impact of several external and internal factors. The research aims to provide a comprehensive understanding of relevant brain dynamics in interaction with external factors and identify effective mechanisms for treatment and prevention strategies for PD. This work is open to development by including discoveries from field data and empirical studies.
Benzer Tezler
- Mechanisms of spatial localization in the human visual system
Başlık çevirisi yok
ÖZGÜR YILMAZ
Doktora
İngilizce
2007
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUniversity of HoustonPROF. HALUK ÖĞMEN
YRD. DOÇ. DR. SRIMANT P. TRIPATHY
- İnsan burun boşluğundaki hava akışının sayısal olarak incelenmesi ve sanal septoplasti
Numerical investigation of airflow in the human nasal cavity and virtual septoplasty
CEM TURUTOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERTAÇ ÇADIRCI
- Feasibility analysis based on advanced deep learning techniques in integrating renewable energy resources into microgrids
Yenilenebilir enerji kaynaklarının mikroşebekelere entegre edilmesinde gelişmiş derin öğrenme tekniklerine dayalı uygulanılabilirlik analizi
FATHI FARAH FADOUL FATHI FARAH FADOUL
Doktora
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RAMAZAN ÇAĞLAR
- Uyarlamalı üstel tut&ateşle (AdExI&F) sinir hücresi modeline yönelik bir sinaptik bağlantı ve devre benzetimi
A synaptic coupling for the adaptive exponential integrate and fire (AdExI&F) neuron model with circuit simulations
AYŞEN BAŞARGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İ. SERDAR ÖZOĞUZ
- Karbon lifli polimerler (CFRP) ile güçlendirilmiş çelik-betonarme kompozit kirişlerin yorulma davranışı
Fatigue behavior of steel-concrete composite beams strengthened with carbon fiber reinforced polymers (CFRP)
BARIŞ GÜNEŞ
Doktora
Türkçe
2013
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAMIK KEMAL ÖZTORUN
PROF. DR. ALPER İLKİ