Posted on

Talks by Prof. Richard E. Brown (16-18 July, 2018)


What have we Learned about Aging and Dementia from Mouse Models?

Date: July 16th, 2018
Time: 13:00
Location: SOS 104

Abstract:
The study of age-related neurobehavioural changes in genetically modified mice is important to understand the basic behavioural changes associated with aging; the neural and genetic mechanisms underlying these changes; and to develop new treatments for age-related disorders. The DBA/2J mouse develops age-related glaucoma and is functionally blind by 12 months of age. We examined three mouse models of Alzheimer’s disease and are finding that these mice have age-related visual and motor control problems as well as cognitive decline. Our goals are to dissociate the sensory and motor deficits from deficits in cognitive function and to examine sex and strain differences in the development of age-related disorders. Data will be presented on age-related behavioural deficits in the APPswe/PS1de9, 3X-Tg and 5X FAD mouse models of Alzheimer’s disease. The development of new drugs depends on a complete knowledge of the neurobiological mechanisms underlying diseases of aging and the goal of our research is to uncover these mechanisms.

How should we train students for the future of Psychology and Neuroscience? (Roundtable Discussion)

Date: July 17th, 2018
Time: 12:00
Location: MED 176

Abstract:
This presentation examines the multi-disciplinary nature of neuroscience and how we should train students for the future. A first-year student today will retire in 2065, and se we should be training them so that they can excel in teaching and researching in neuroscience for the next 45 years. What skills will be necessary and how do we teach these skills to our students? This presentation examines the interdisciplinary nature of neuroscience, the courses that should be taught, research skills and the integration of scientific, cultural and historical knowledge. The important message is that we need to train students to function in a world of continuous change.

The importance of Behavioural Bioassays in Neuroscience.

Date: July 18th, 2018
Time: 13:00
Location: SOS 104

Abstract:
The behavioural bioassay is fundamental to research in behavioural neuroscience. A described by Tinbergen, behaviour is measured to answer questions about development, mechanisms, adaptation and evolution. Chemical assays, bioassays, and behavioural bioassays have been developed for detecting and quantifying substances such as neurotransmitters, hormones, and toxins and for measuring behaviour. This talk begins with an overview of these methods and then focuses on how behavioural bioassays are developed. Ethograms and qualitative descriptions of behaviour units are discussed. Sampling and recording rules are then considered, along with quantitative descriptions of the behaviours being observed. The talk concludes with examples of behavioural bioassays used for detecting various internal and external stimuli, along with considerations such as the complexity of the stimuli and the problem of measuring “psychological” states such as anxiety, from behaviour. Suggestions are made for improving the validity and reliability of behavioural bioassays in neuroscience.

For questions please contact fbalci@ku.edu.tr

Posted on

Bilişsel fare modelleri, zaman algısı ve karar vermede ilerleyen yaşla birlikte ortaya çıkan değişimlerin altında yatan bilişsel ve nörobiyolojik mekanizmalara ışık tutuyor!

Yaşlı yakınlarınızın zamanın kendileri için artık ne kadar daha hızlı geçtiğinden bahsettiklerini duymuşsunuzdur. Öte yandan, trafikte veya alışveriş yaparken yaşlı bireylerin daha yavaş karar verdiklerini gözlemlemiş olabilirsiniz. Günlük hayatta yaşlı bireyler ve etraflarındaki kişiler tarafından deneyimlenen bu tür bilişsel ve davranışsal farklılıklar birçok bilimsel çalışmada araştırma konusu olmuştur (örn., Paraskevoudi, Balcı ve Vatakis, 2018). Zamanlama ve karar vermedeki bu değişimlerin altında yatan bilişsel ve sinirsel mekanizmalar ile ilgili hem fare gibi model organizmaların hem de hesaplamalı yaklaşımların söyleyeceği çok şey olduğunu düşünüyoruz. Hayvan modelleri ile yapılan araştırmalar medikal ve ilaç keşif çalışmalarının olmazsa olmazı (Royal Society, 2015), hesaplamalı modeller ise bugün bizlere nöropsikiyatrik bozuklukların formüller ve parametrelerle anlaşılabilirliğini gösteriyor (Huys, Maia ve Frank, 2016).

Kaynak: http://www.clipartpanda.com/clipart_images/we-transition-from-a-baby-63682505
Kaynak: http://www.clipartpanda.com/clipart_images/we-transition-from-a-baby-63682505

TÜBİTAK tarafından desteklenen projemiz bu farklı yaklaşımları nörobiyolojik ölçümler ile bütünleştirerek yaşlılıkta zamanlamanın ve karar vermenin nasıl değiştiğini incelemeyi ve bu farklılıkların altında yatan bilişsel ve nörobiyolojik süreçlerin heseplamalı arayüzler aracılığıyla aydınlatılmasını amaçlamıştır. Araştırma bulgularımız, genç ve yetişkin fareler ile kıyaslandığında yaşlı farelerin zamanı belli bir ödül verilmediğinde, o ödülün artık gelmeyeceğinin farkına varmakta zorlandıklarını ve ödülü beklemeye uzun süreler boyunca devam ettiklerini gösteriyor. Bulgularımız, gerçek hayatta sipariş ettiğiniz yemeğiniz garson tarafından unutulduğunda, siparişinizin unutulmuş olduğunun uzun süre boyunca farkına varamamaya benzetilebilir. Fakat bulgularımız ayrıca şunu da gösteriyor, eğer bulunduğunuz restorandan sonra yapmanız gereken önemli bir işiniz varsa yaşlı bireyler de genç bireyler kadar erken bir noktada siparişlerinin unutulmuş olabileceğini idrak edebilirler. Bunu deneysel ortamda falere olasılığı çok daha yüksek fakat daha geç verilen ikinci bir ödül seçeneği sunarak test edebiliyoruz. Bulgularımız ayrıca zamana özel bu tür bir farkındalık için sağlıklı bir kolinerjik ve dopaminerjik işlevin önemli olduğuna işaret ediyor; test ettiğimiz farelerde gözlemlediğimiz bu tür bilişsel değişikliklere, sağlıklı bir sinir sistemi işlevi için büyük önem taşıyan bu molekülleri salgılayan daha az sayıda nöron sayısının da eşlik ettiğini bulduk.

Kaynak: https://www.ebi.ac.uk/about/news/press-releases/mouse-disease-models
Kaynak: https://www.ebi.ac.uk/about/news/press-releases/mouse-disease-models

Benzer bir yaklaşımla yaşlılıkta karar vermenin nasıl değiştiği de araştırma konularımızdan birini oluşturdu. İnsanlarla yapılan araştırmalar, yaşlı bireylerin genç bireylere göre daha yavaş karar verdiklerini göstermektedir (Verhaeghen ve Cerella, 2008). Fakat kararlardaki yavaşlığın iki farklı nedeni olabilir; yaşlı bireyler daha temkinli karar vermeye yatkın olabilir ve bu nedenle bir karar vermeden daha fazla bilgi işliyor olabilirler, veya yaşlı bireyler karar için gerekli olan bilgileri daha yavaş işliyor olabilirler. Bu iki alternatif, bilişsel yaşlılıkla ilişkili iki farklı kuramsal yaklaşımı temsil etmektedir. Bu araştırma konusunu çalışmak üzere, farelere bir görsel uyaranın onlara daha önceden öğretilen kategorilerden hangisine ait olduğuna dair karar vermeyi öğrettik. Bu paradigma ile test edilen karar verme fonksiyonu, günlük hayatımızda karşıdan gelen bir taksinin boş olup olmadığına karar vermemize benzetilebilir. Peki yaşlı bireyler bu tür bir senaryoda neden daha yavaş karar verirler; kararlarından daha emin olmak için mi, yoksa görsel bilgiyi gençler kadar iyi işleyemediklerinden mi? Bu deneyden elde ettiğimiz veriler ve bu verilerin hesaplamalı modeller ile değerlendirilmesi, yaşlı farelerin karar vermek için duyusal (örn., görsel) bilgiyi genç ve yetişkin fareler kadar verimli bir şekilde işleyemediklerini gösteriyor (bu durum farklı yaştaki hayvanların denk görme yetilerine rağmen ortaya çıkıyor); ayrıca farklı yaş grubundaki farelerin birbirine denk temkinlilikle karar verdiklerini gözlemledik. Dolayısıyla bulgularımız, karar vermede yaşlanma ile birlikte ortaya çıkan yavaşlamanın, bilgi işlemedeki yavaşlamadan kaynaklandığını gösteriyor. Bulgularımız ayrıca bu durumun yaşlı farelerde farklı beyin bölgelerine (örn., Striatum, prefrontal korteks) daha az dopamin girdisine bağlı olduğuna işaret ediyor.

Histolojik görüntüleme yöntemlerinden biri olan immünofluoresan (IF) boyama yöntemi ile dopamin ve asetilkolin sentezleyen sinir hücreleri -bu haberleşme moleküllerini sentezleyen enzimlerin spesifik antikorlarla bağlayıp, işaretlenmiş antikorları fluoresan bir madde ile birleştirerek- görüntülenmiştir. Sol tarafta; beyin sapında yer alan, bir bölümünü dopamin sentezleyen hücrelerin oluşturduğu substantia nigra bölgesinden bir kesit verilmiştir. İkili boyama uygulamasıyla alandaki çekirdekli hücrelerin tümü mavi renkte, dopamin sentezleyen sinir hücreleri ise yeşil renkte izlenmektedir (Görüntü için 10x objektif kullanılmıştır). Sağ tarafta; bazal ön beyin bölgesinde bulunan orta hat çekirdeklerinden bir kesit verilmiştir. Bu bölgede asetilkolin sentezleyen kolinerjik hücreler yeşil renkte izlenmektedir. DAPI kullanılmadığı için hücre çekirdekleri boyanmamıştır (Görüntü için 40x objektif kullanılmıştır)

Sonuç olarak, ilerleyen yaşımız hem zamanlama davranışımızı hem de kararlarımızı etkiliyor, bilgileri daha yavaş işlememize ve bazen yüksek olasılıklı bir olay için gereğinden fazla beklememize neden oluyor olabilir. Bunun beynimizdeki bazı moleküller ile ilişkili olması bizlere bilişsel fonksiyonu iyileştirici olasılıklar konusunda fikir vermekte.

Araştırmalarımızı takip etmeye devam edin… Sorularınız için bize tmdmlab@ku.edu.tr adresinden ulaşabilirsiniz.

Kaynaklar:

Huys, Q. J., Maia, T. V., & Frank, M. J. (2016). Computational psychiatry as a bridge from neuroscience to clinical applications. Nature neuroscience, 19(3), 404.

Paraskevoudi, N., Balcı, F., Vatakis, A. (yayın aşamasında). “Walking” through the sensory, cognitive, and temporal degradations of healthy ageing. Annals of the New York Academy of Sciences. doi: 10.1111/nyas.13734

Royal Society. Statement of the Royal Society’s Position on the Use of Animals in Research. London: Royal Society, 2015

Verhaeghen, P., & Cerella, J. (2008). Everything we know about aging and response time. Handbook of cognitive aging: Interdisciplinary perspectives, 134-150.