Junjie Guo, Ph.D., Assistant Professor of Neuroscience, Yale University School of Medicine, New Haven, CT
Mechanism and functions of repeat expansion self-exonization in C9orf72 ALS/FTD
As intricate as the DNA replication process is, sometimes errors happen. Some neurological diseases are linked to a particular type of error called nucleotide repeat expansion (NRE), in which a short DNA segment is repeated over and over in hundreds or more copies. Where these repeats occur in the genome matters: during a critical step in gene expression called RNA splicing, only certain pieces (exons) of the RNA transcribed from DNA are joined together to become the final messenger RNA, whereas the remaining RNA sequences (introns) between exons will be broken down.
However, in some cases, introns with NREs are not broken down, but manage to instruct the making of a variety of repeat proteins that are harmful to nerve cells. A well-known example is an intron NRE within a gene called C9orf72, which is the most common genetic cause of amyotrophic lateral sclerosis (ALS, or Lou Gehrig’s disease) and frontotemporal dementia (FTD). In his research, Dr. Guo hopes to uncover how this intron NRE disrupts RNA splicing and causes the production of toxic repeat proteins.
Guo and his team will first test a variety of NRE mutations to see which are able to change the splicing pattern so the intron can escape degradation. Their second aim will test the hypothesis that these changes in the splicing pattern are critical for the C9orf72 NRE RNA to increase its export out from the cell nucleus into the cytoplasm and instruct the making of toxic repeat proteins. Finally, their research will explore the possibility that differences between the ways in which each cell splices its RNAs may explain why certain types of nerve cells such as motor neurons are more vulnerable in ALS.
Juliet K. Knowles, MD, PhD, Assistant Professor of Neurology, Stanford University School of Medicine, Palo Alto, CA
Neuron-to-OPC synapses in adaptive and maladaptive myelination
In her role as a pediatric clinician specializing in epilepsy, Dr. Knowles sees firsthand how this neurological disorder (actually a collection of several related but distinct diseases) is experienced and how it progresses. As a neuroscientist, she has the opportunity to help uncover how and why. Knowles and her team are focusing their research on the role of neuronal activity in myelination in patients with generalized epilepsy, a common form of the disease that is characterized by the presence of seizures and absence seizures.
Myelination is the process by which the axons (projections) of neurons are encased in myelin, which enhances the speed of axon signal transmission, and makes neural networks more efficient. The process involves oligodendrocyte progenitor cells (OPCs) which can develop into oligodendrocytes, cells that produce myelin. In earlier research, Knowles uncovered that the neural activity of absence seizures promotes myelination of the seizure circuit, making it more efficient. This appears to lead to an increase in absence seizure frequency and severity; when Knowles and her team blocked the OPCs’ response to neural activity, seizure-induced myelination did not occur, and the seizures didn’t progress.
Knowles’ new research will now explore how this happens and identify possible approaches for future therapies. One aim will document the neuron to OPC synapses in both epileptic and healthy mouse models. A second aim will compare neuron-to-OPC synaptic activity and synaptic gene expression in healthy or epileptic mice – specifically focusing on how myelination promoted by a seizure differs from that promoted by learning. A third aim will explore how disrupting the post-synaptic receptors on oligodendrocytes affects the progression of epilepsy, not just in terms of seizures, but related symptoms such as disrupted sleep and cognitive impairment, both of which are common in individuals affected by epilepsy.
Akhila Rajan, Ph.D., Associate Professor, Basic Sciences Division, Fred Hutchinson Cancer Center, Seattle, WA
Adipocyte-brain mitochondrial signaling and its impacts on brain function
Communication between organs and the brain is critical to an animal’s survival and health. Signals tell the brain when the body needs more energy, is hungry, or needs to sleep, move or perform countless other tasks. But recent research has revealed that communication can include more than hormones – packets of material can also be passed to brain cells. Dr. Rajan’s research focuses on the phenomena of fat cells (adipocytes) sending bits of mitochondria – the organelles within cells that generate energy, among other roles – to the brain, and how that affects brain function.
Previous research has found that when these mitochondrial bits reach the brain, it makes the fly model Rajan’s team works with more hungry, specifically for high sugar foods, promoting a cycle of obesity and further sending of material. There is a known correlation between obesity and a range of neurological disorders, including sleep disorders and cognitive decline, and this new research hopes to shed light on these links and potentially identify targets for future therapies.
Working with the fly model, Rajan and her team aim to identify how exactly these bits of mitochondria are gaining access to neurons in the brain without being degraded; what happens when these bits of fat cell mitochondria integrate with neuronal mitochondria, specifically how it alters an animal’s behavior in terms of sleep and feeding; and what effect this process has on neuronal health overall. The research will take advantage of very precise genetic manipulations at which Rajan’s lab excels, involve cross-disciplinary insights provided by lab team members, and use advanced insect physiology chambers that let the team document feeding and changes in behavior at a level unavailable to previous generations of researchers.
Humsa Venkatesh, Ph.D., Assistant Professor of Neurology, Brigham and Women’s Hospital & Harvard Medical School, Boston, MA
The neurobiology of glioma: Understanding malignant neural circuits instructing tumor growth
Cancers, including brain tumors, have traditionally been studied at a cellular or molecular level. Researchers are addressing questions such as what subpopulation of cells are involved, how do they mutate, and what can we do to those malignant cells to get them to stop replicating? Dr. Venkatesh is interested in looking at how the nervous system is also involved in cancer progression and has already discovered that neurons form synaptic connections to cancer cells.
Venkatesh and her lab are studying both primary and secondary brain tumors but have evidence that these findings apply to cancers in other parts of the body. The insight that tumors are interacting with neurons, and not just killing off nerves as had once been thought, has opened many possibilities. These malignant growths are taking signals from the nervous system intended to pass information to other cells and instead reinterpreting them to instruct the cancer to grow. Now researchers can explore how to harness the nervous system to help treat or manage this malignant disease. In an exciting development, Venkatesh’s previous work in this space has already led to clinical trials that repurpose existing drugs targeting the nervous system and apply them to cancer treatment.
This new research goes even further into understanding the mechanisms governing neural circuit activity-driven glioma progression. Using advanced neuroscience technologies and patient-derived cell lines, Venkatesh will be able to modulate and study the malignant neural networks, encompassing both neurons and tumor cells, that influence cancer growth. Understanding this activity-dependent mechanism and how it can be targeted without disrupting healthy neuronal function could open new fields of cancer research and novel therapeutic opportunities.
2022-2025
Lisa Beutler, MD, Ph.D., Assistant Professor of Medicine sa Endocrinology, Feinberg School of Medicine, Northwestern University, Chicago, IL
Pag-dissect sa gut-brain dynamics na pinagbabatayan ng anorexia
Ang pagpapakain ay ang pinaka-ubod ng kaligtasan ng isang hayop, kaya hindi nakakagulat na ang bituka at utak ay palaging nakikipag-usap upang i-coordinate ang naaangkop na paggamit ng pagkain at matatag na timbang ng katawan. Gayunpaman, sa pagkakaroon ng pamamaga, maaaring masira ang sistemang ito. Ang isa sa mga palatandaan ng pamamaga na nauugnay sa anorexia (hindi dapat ipagkamali sa anorexia nervosa) ay ang pagbaba ng gana, na maaaring maging malubha upang maging sanhi ng malnutrisyon. Ang mga kasalukuyang therapies – kabilang ang IV-delivered nutrition at intestinal feeding tubes – ay maaaring magpababa ng kalidad ng buhay at magkaroon ng malaking collateral na kahihinatnan.
Nilalayon ni Dr. Beutler na gumamit ng mga advanced na neural observation at mga diskarte sa pagmamanipula upang i-dissect ang mga pinagbabatayan na mekanismo na kasangkot sa pamamaga na nauugnay sa anorexia. Ang koponan ni Beutler ay gagamit ng calcium imaging upang ipakita ang mga epekto ng mga indibidwal na cytokine (mga signal na inilabas sa panahon ng pamamaga) sa mga partikular na grupo ng mga neuron na nauugnay sa pagpapakain. Gagamit din ang kanyang grupo ng mga cutting-edge na genetic tool upang subukang i-override ang mga hindi naaangkop na signal na 'huwag kumain' na nagreresulta mula sa matinding pamamaga. Sa wakas, pag-aaralan niya kung paano binabago ng mga partikular na modelo ng nagpapaalab na sakit ang neural na tugon sa nutrient intake.
Ang pananaliksik ni Beutler ang unang mag-aaral sa mga partikular na prosesong ito sa antas ng detalyeng ito sa isang buhay na organismo. Sa pamamagitan ng pagtukoy ng mga tumpak na neurological na target ng paglabas ng cytokine, at pag-decipher kung paano nito pinapagana ang gana, umaasa si Beutler na matukoy ang mga therapeutic target para sa malnutrisyon na nauugnay sa mga nagpapaalab na sakit. Bukod dito, ang kanyang lab ay naglalayong lumikha ng isang mapa ng daan ng gut-brain-immune signaling na maaaring magkaroon ng malaking implikasyon hindi lamang para sa paggamot sa pamamaga-mediated anorexia, ngunit malawak para sa hinaharap na pagsasaliksik sa pagpapakain at metabolismo.
Araw ni Jeremy, Ph.D., Associate Professor, Department of Neurobiology, Heersink School of Medicine, University of Alabama - Birmingham; at Ian Maze, Ph.D., Propesor - Mga Departamento ng Neuroscience at Pharmacological Sciences, Direktor - Center para sa Neural Epigenome Engineering, Icahn School of Medicine sa Mount Sinai, New York City
Paggamit ng single-cell epigenomics para sa naka-target na pagmamanipula ng mga drug-activated ensembles
Ang pagkagumon sa droga ay isang seryosong problema kapwa para sa mga indibidwal at lipunan sa kabuuan. Bagama't nagkaroon ng makabuluhang pananaliksik sa pag-unawa at paggamot sa pagkagumon, 60% ng mga ginagamot ay magdaranas ng pagbabalik sa dati. Sa katunayan, ang labis na pananabik para sa mga droga ay maaaring tumaas sa paglipas ng panahon, na nagpapalumo sa mga taong nalulong kahit na walang karagdagang pagkakalantad sa droga. Nilalayon nina Dr. Day at Dr. Maze na magsaliksik ng pagkagumon sa isang bagong antas - pag-drill down sa mga epigenetic na epekto ng paggamit ng droga sa mga partikular na cell sa isang solong-cell na antas, at kung paano ang mga ito ay maaaring predispose isang paksa sa isang relapse.
Ipinakita ng paunang pananaliksik na ang pagkakalantad sa mga gamot sa paglipas ng panahon ay nagbabago kung paano ipinahayag ang mga gene. Sa esensya, maaaring i-hijack ng mga gamot ang genetic regulatory elements na kilala bilang “enhancers,” na kapag na-activate ay nagiging sanhi ng ilang partikular na gene na maipahayag sa mga brain cell na nag-uudyok sa paksa na hanapin ang mga gamot na ito. Ang Day at Maze ay nagdisenyo ng isang proyekto upang tukuyin ang mga enhancer na ito sa isang uri ng cell na partikular na paraan na ina-activate (o hindi pinatahimik) ng cocaine - isang mahusay na naiintindihan at sinaliksik na stimulant - at pagkatapos ay lumikha at magpasok ng mga viral vector sa mga cell na magiging aktibo lamang sa ang presensya ng walang tahimik na enhancer na iyon. Gamit ang diskarteng ito, ang viral vector ay magpapahayag lamang ng karga nito sa mga cell ensemble na apektado ng cocaine at pahihintulutan ang mga mananaliksik na optogenetically o chemogenetically i-activate o i-deactivate ang mga apektadong cell.
Sa pamamagitan nito, guguluhin nina Day at Maze ang ensembles upang siyasatin ang kanilang mga epekto sa pag-uugali sa paghahanap ng droga sa isang rodent na modelo ng volitional cocaine self-administration. Bumubuo ang kanilang trabaho sa mga kamakailang pagsulong sa kakayahang mag-target ng mga indibidwal na cell at maliliit na grupo ng mga cell, sa halip na buong populasyon ng mga cell o mga uri ng cell bilang naging pokus ng naunang pananaliksik. Ngayon na posible nang tumuon sa papel na ginagampanan ng mga partikular na cell, ang pag-asa ay ang mas mahusay na paggamot ay maaaring mabuo na tumutugon sa mga genetic na ugat ng pagkagumon at pagbabalik, at walang mga negatibong epekto ng pagmamanipula ng mas malaki, hindi gaanong naka-target na mga populasyon ng mga selula ng utak.
Stephan Lammel, Ph.D., Associate Professor ng Neurobiology, University of California – Berkeley
Neurotensin mediated regulation ng hedonic feeding behavior at obesity
Ang utak ay nahuhumaling sa paghahanap at pagkonsumo ng pagkain. Kapag natagpuan ang calorie-siksik na pagkain - bihira sa ligaw - likas na kakainin ito ng mga hayop nang mabilis. Para sa mga taong may handa na access sa calorie-dense na pagkain, ang instinct kung minsan ay humahantong sa labis na pagkain, labis na katabaan, at mga nauugnay na isyu sa kalusugan. Ngunit ipinakita rin ng pananaliksik na sa ilang mga kaso, ang pagnanais na kumain ng mataas na calorie na pagkain ay maaaring bumaba kapag ang naturang pagkain ay palaging magagamit. Si Dr. Lammel ay naglalayong tukuyin ang mga proseso ng neural at mga rehiyon ng utak na kasangkot sa naturang pag-uugali sa pagpapakain at regulasyon nito.
Ang mga pag-aaral sa paglipas ng mga taon ay nag-uugnay sa pagpapakain sa hypothalamus, isang sinaunang at malalim na bahagi ng utak. Gayunpaman, itinuturo din ng ebidensya ang isang papel para sa mga sentro ng gantimpala at kasiyahan ng utak. Nalaman ng paunang pananaliksik ni Lammel na ang mga link mula sa lateral nucleus accumbens (NAcLat) patungo sa ventral tegmental area (VTA) ay sentro ng hedonistic feeding – ang pag-activate ng link na iyon sa optogenetically na humantong sa pagtaas ng pagpapakain ng mga pagkaing mayaman sa calorie, ngunit hindi regular na pagkain. Tinukoy ng iba pang pananaliksik ang amino acid neurotensin (NTS) bilang isang manlalaro sa regulasyon ng pagpapakain, bilang karagdagan sa iba pang mga tungkulin.
Ang pananaliksik ni Lammel ay naglalayong imapa ang circuitry at mga tungkulin ng iba't ibang bahagi ng utak na humahantong sa mga hayop na kumain ng hedonistically gayundin ang papel ng NTS, na ipinahayag sa NAcLat. Ang mga paksa ay iniharap sa isang normal na diyeta o isang calorie-rich jelly diet, at ang aktibidad sa NAcLat-to-VTA pathway ay naitala at namamapa sa mga gawi sa pagpapakain. Susubaybayan din niya ang mga pagbabago sa paglipas ng panahon na may matagal na pagkakalantad sa hedonistic na pagkain. Ang karagdagang pananaliksik ay titingnan ang mga pagbabago sa presensya ng NTS sa mga cell, at kung paano nakakaapekto ang presensya nito sa iba't ibang halaga sa paggana ng cell. Sa pamamagitan ng pag-unawa sa mga landas at molecular mechanics na kasangkot sa pagpapakain at labis na katabaan, ang gawaing ito ay maaaring mag-ambag sa mga pagsisikap sa hinaharap na makatulong na pamahalaan ang labis na katabaan.
Lindsay Schwarz, Ph.D., Assistant Professor sa Developmental Neurobiology, St. Jude Children's Research Hospital, Memphis, TN
Pagkilala sa mga circuit ng utak na nag-uugnay sa respiration at cognitive state
Awtomatiko ang paghinga sa mga hayop, ngunit hindi tulad ng iba pang mahahalagang function – tibok ng puso, panunaw, atbp. – maaaring makontrol ng mga hayop ang paghinga. Ang paghinga ay nakatali din sa emosyonal at mental na estado sa dalawang paraan: ang mga emosyonal na pag-trigger ay maaaring magdulot ng mga pagbabago sa paghinga, ngunit ang sinasadyang pagbabago ng paghinga ay ipinakita rin na nakakaimpluwensya sa estado ng pag-iisip. Sa kanyang pananaliksik, nilalayon ni Dr. Schwarz na tukuyin kung aling mga neuron na may kaugnayan sa paghinga ang piling ina-activate ng mga physiological at cognitive cues at imapa ang mga rehiyon ng utak kung saan sila konektado. Maaaring makatulong ang pananaliksik na ito sa pag-aaral ng iba't ibang neurological disorder kung saan naaapektuhan ang paghinga, gaya ng sudden infant death syndrome (SIDS), central sleep apnea, at anxiety disorder.
Nilalayon ni Schwarz na samantalahin ang mga pag-unlad sa neural tagging upang pag-aralan ang mga neuron na ito na, na matatagpuan malalim sa stem ng utak, ay tradisyonal na mahirap ihiwalay at itala sa vivo. Ngunit sa pag-tag ng aktibidad, matutukoy ni Schwarz ang mga neuron na na-activate sa panahon ng likas kumpara sa aktibong paghinga. Para sa huli, ang mga paksa ay nakakondisyon sa isang nakababahalang stimulus na nagiging sanhi ng kanilang pag-freeze at pagbabago ng kanilang paghinga. Maaaring suriin ng mga mananaliksik ang mga naka-tag na neuron upang matukoy kung alin ang aktibo sa mga nakakondisyon na paksa, at tugunan kung nagsasapawan ang mga ito sa mga neuron na aktibo sa panahon ng likas na paghinga.
Ang pangalawang layunin ay tukuyin ang molekular na pagkakakilanlan ng mga neuron na nauugnay sa paghinga na na-activate sa panahon ng pagkondisyon upang mas tiyak na maunawaan kung aling mga cell ang bahagi ng circuit ng paghinga. Sa wakas, nang matukoy ang mga neuron na iyon, gagamit si Schwarz ng mga viral vector approach na binuo ng ibang mga mananaliksik upang matukoy kung anong mga bahagi ng utak ang kumokonekta sa mga naka-activate na cell na iyon. Ang pagtukoy sa mga ugnayan sa pagitan ng mga estado ng utak at paghinga, ang overlap ng mga conscious at unconscious na mga circuit ng paghinga, at ang koneksyon sa pagitan ng paghinga at ilang partikular na sakit ay maaaring maglagay ng batayan para sa mas mahusay na mga therapy pati na rin ang isang mas kumpletong pag-unawa sa kung paano naka-wire ang ating pinakapangunahing mga function.
2021-2024
Rui Chang, Ph.D., Assistant Professor, Mga Kagawaran ng Neuroscience at ng Cellular at Molecular Physiology, Yale University School of Medicine
Sreeganga Chandra, Ph.D. Associate Professor, Kagawaran ng Neurology at Neuroscience, Yale University School of Medicine
Mula sa gat hanggang utak: Pag-unawa sa paglaganap ng Parkinson's Disease
Ang Sakit sa Parkinson ay isang kilalang kilala ngunit mahiwaga pa rin na sakit na neurological degenerative na lubos na nakakaapekto sa kalidad ng buhay. Eksakto kung paano nagsimula ang sakit ay hindi alam, ngunit ang kamakailang pagsasaliksik ay nagpapahiwatig na hindi bababa sa ilang mga kaso ni Parkinson ay nagmula sa gat at kumakalat sa utak sa pamamagitan ng vagus nerve, isang mahaba, kumplikado, multifaceted nerve na kumokonekta sa maraming mga organo sa utak.
Kinukuha ni Dr. Chang at Dr. Chandra ang pananaw sa paglaganap ng utak sa utak sa susunod na antas sa kanilang pagsasaliksik. Ang kanilang unang dalawang hangarin ay hangarin na makilala nang eksakto kung aling mga populasyon ng vagal neuron ang nagpapadala ng Parkinson at ang proseso kung saan nakikipag-ugnayan ang gat at mga neuron na ito. Gumagamit ang eksperimento ng isang modelo ng mouse, mga injection ng protina na maaaring magbuod ng Parkinson, at isang proseso ng nobela upang i-tag at pili-pili na i-ablate (i-shut down) ang mga partikular na uri ng neuron. Sa pamamagitan ng mga eksperimento kung saan ang ilang mga neuron ay pinababa, ipinakilala ang protina, at sinusuri ang mga daga para kay Parkinson, ang koponan ay magpapakipot sa mga tiyak na kandidato. Sa ikatlong layunin, inaasahan ng koponan na matuklasan ang mekanismo kung saan ang sakit ay naihatid sa antas ng molekula sa loob ng mga neuron.
Ang pananaliksik ay isang pagtutulungan, interdisiplina na pagsisikap na nakukuha sa karanasan ni Dr. Chang na nagsasaliksik sa vagal nerve at enteric system at kadalubhasaan ni Dr. Chandra sa Parkinson's Disease at ang patolohiya nito. Inaasahan na sa isang mas mahusay, mas tumpak na pag-unawa sa kung paano umabot ang sakit sa utak, ang mga bagong target na malayo sa utak ay maaaring makilala para sa paggamot na mas tumpak, na nagpapahintulot sa paggamot na maantala o mabawasan ang pagsisimula ng Parkinson nang hindi makakasama sa utak o nakakaapekto sa maraming iba pang mahahalagang pag-andar ng labis na kumplikadong vagal nerve o ang enteric system.
Rainbo Hultman, Ph.D., Assistant Professor, Kagawaran ng Molecular Physiology and Biophysics, Iowa Neuroscience Institute - Carver College of Medicine, University of Iowa
Ang pagkakakonekta sa kuryente sa buong utak sa sobrang sakit ng ulo: Patungo sa pagbuo ng mga therapeutics na nakabatay sa network
Ang migraine ay isang laganap, madalas na nakakapahina ng karamdaman. Ito ay kumplikado at kilalang-kilala mahirap pakitunguhan; ang mga nagdurusa ay may magkakaibang mga sintomas, na madalas na pinalitaw ng sensory hypersensitivity, na maaaring may kasamang sakit, pagduwal, pagkasira ng paningin, at iba pang mga epekto. Ang Migraine ay nakakaapekto sa maraming magkakaugnay na bahagi ng utak, ngunit hindi palaging sa parehong paraan, at ang mga paggagamot ay madalas na hindi magkakaroon ng parehong epekto mula sa bawat tao. Iminungkahi ng pananaliksik ni Dr. Hultman na suriin ang mga migraine gamit ang mga bagong tool na may layuning mag-iilaw ng mga bagong landas para sa paggamot.
Ang pananaliksik ay nabuo sa pagtuklas ng kanyang koponan ng mga electome factor, pagsukat ng mga pattern ng aktibidad ng elektrikal sa utak na nakatali sa mga tukoy na estado ng utak. Paggamit ng mga implant upang masukat ang aktibidad ng utak sa mga modelo ng mouse na kumakatawan sa parehong talamak at talamak na sobrang sakit ng ulo, susuriin ng kanyang pangkat kung aling mga bahagi ng utak ng mouse ang naaktibo at sa anong pagkakasunud-sunod sa isang millisecond scale sa unang pagkakataon. Ang pag-aaral ng makina ay makakatulong sa pag-ayos ng nakolektang data, at ang mga piling mapa na nalikha ay maaaring magamit upang makatulong na makilala ang mga bahagi ng utak na naapektuhan, at kung paano nagbabago ang mga piling tao sa paglipas ng panahon, lalo na sa pagsisimula ng pagiging sunud-sunod. Sinusuri din ng eksperimento ang mga pattern ng aktibidad ng kuryente na nakatali sa tugon sa pag-uugali; halimbawa, ang mga signal ng elektrisidad na sinusunod sa utak ng isang paksa na naghahangad na maiwasan ang mga maliliwanag na ilaw ay maaaring mag-alok ng isang paraan upang mahulaan ang mas malubhang mga tugon sa sobrang sakit ng ulo.
Ang pangalawang bahagi ng pagsasaliksik ni Dr. Hultman ay gagamit ng parehong mga tool upang tingnan kung gaano gumagana ang mga magagamit na therapeutics at prophylactics. Ang mga piling kadahilanan ng mga paksa na ginagamot sa mga therapeutics na ito ay kokolektahin at ihinahambing sa mga kontrol upang makilala kung anong mga bahagi ng utak ang apektado at sa anong paraan, na tumutulong na ibunyag ang epekto ng bawat therapeutic / prophylactic, pati na rin ang mga epekto ng labis na paggamit ng sakit sa ulo, isang karaniwang epekto na naranasan ng mga nagdurusa sa sobrang sakit ng ulo na naghahangad na pamahalaan ang kanilang kondisyon.
Gregory Scherrer, Ph.D., Associate Professor, Kagawaran ng Cell Biology at Physiology, UNC Neuroscience Center, University of North Carolina
Elucidating ang neural na batayan ng hindi kasiya-siyang sakit: Mga circuit at bagong therapeutics upang wakasan ang dalawahang epidemya ng malalang sakit at pagkagumon sa opioid
Ang sakit ay kung paano nakikita ng ating utak ang mga potensyal na nakakasamang stimuli, ngunit hindi ito isang solong karanasan. Ito ay multidimensional, na kinasasangkutan ng mga paghahatid mula sa mga nerbiyos patungo sa utak ng galugod at utak, pagproseso ng signal, pagpapalitaw ng reflexive action, at pagkatapos ay ang follow-up na neural na aktibidad na kasangkot sa mga aksyon upang paginhawahin ang sakit sa malapit na term at kumplikadong proseso ng pag-aaral upang maiwasan ito sa ang kinabukasan.
Ang sakit ay nasa core din ng nakikita ni Dr. Scherrer bilang dalawang magkakaugnay na epidemya: ang epidemya ng talamak na sakit, na nakakaapekto sa mga 116 milyong Amerikano, at ang epidemya ng opioid na resulta mula sa maling paggamit ng malakas at madalas na nakakahumaling na gamot upang gamutin ito. Sa kanyang pagsasaliksik, hinahanap ni Dr. Scherrer upang malaman nang eksakto kung paano nai-encode ng utak ang hindi kasiya-siyang sakit. Maraming mga gamot ang naghahangad na maapektuhan ang pakiramdam ng hindi kanais-nais ngunit madalas na overbroad at nag-uudyok din ng gantimpala at mga circuit ng paghinga, na humahantong sa pagkagumon (at sa pamamagitan ng labis na paggamit ng labis na paggamit) at ang pagtigil sa paghinga na responsable para sa pagkamatay na nauugnay sa opioid.
Ang koponan ni Dr. Scherrer ay bubuo ng isang malawak na mapa ng sakit na mga emosyonal na sirkito gamit ang pag-trap ng genetika at pag-label ng mga neuron na pinapagana ng sakit na may mga fluorescent marker. Pangalawa, ang mga naka-activate na cell ng utak ay ihiwalay at ang kanilang genetic code ay isusunod, na naghahanap ng mga karaniwang receptor sa mga cell na maaaring maging target para sa therapeutics. Sa wakas, susisiyasat ng pananaliksik ang mga compound sa mga libraryong kemikal na idinisenyo upang makipag-ugnay sa anuman sa mga kinilalang target na receptor; ang mga epekto ng mga compound na iyon sa hindi kanais-nais na sakit; at kung ang mga compound na ito ay nagdadala rin ng peligro ng labis na paggamit o nakakaapekto sa respiratory system. Sa huli, ang hangarin ay upang makatulong na makahanap ng mas mahusay na mga paraan upang mapawi ang lahat ng mga uri ng sakit at upang mapabuti ang kagalingan at kalidad ng buhay ng mga pasyente na nakakaranas nito.