Az egészséges agyműködés, valamint az idegrendszeri és pszichológiai betegségek mögöttes mechanizmusainak jobb megértése érdekében a NYU Langone Idegtudományi Intézet oktatói az idegtudomány öt átfogó, egymást átfedő területén vezetnek kutatási projekteket: sejt- és molekuláris idegtudomány, rendszeridegtudomány, kognitív és viselkedési idegtudomány, számítógépes idegtudomány, valamint transzlációs és klinikai idegtudomány.
Celluláris és molekuláris idegtudomány
Az idegrendszer alapegységei a neuronoknak és gliáknak nevezett, rendkívül specializált sejttípusok. A kiterjedt dendritjeikkel és axonjaikkal rendelkező neuronok egyedi elektromos eseményeket hoznak létre, és összetett, magasan fejlett rendszert használnak az egymással való kommunikációra. A glia a sejtek változatos családja, amely az idegrendszerben számos támogató funkciót lát el.
A sejtes és molekuláris idegtudósok a neuronokon és a glia között zajló alapvető folyamatok alapos megértésére törekednek, amelyek nagyszámú jelzőmolekula, ioncsatorna és számos más finomhangolt komponens kölcsönhatásából jönnek létre. Olyan új célpontokat és útvonalakat azonosítanak, amelyek kritikus szerepet játszanak az alapvető és összetett idegi mechanizmusokban, például a tanulás és a memória alapjául szolgáló mechanizmusokban. Ezek a folyamatok és komponensek gyakran közvetlenül kapcsolódnak neurológiai betegségekhez, és klinikailag releváns célpontoknak bizonyulhatnak az új gyógyszeres kezelések számára.
Kutatóink a legfejlettebb technikákat alkalmazzák, például a kétfoton-mikroszkópiát, a sejttípus-specifikus egyedi neuronok in vivo jelölését és a microarray-elemzéseket, hogy mind az ép, mind a beteg agy fejlődését és működését sejt- és molekuláris szinten vizsgálják.
Rendszeres idegtudomány
Az emberi agyban körülbelül 90 milliárd neuron található. Minden egyes neuron sok más neuronhoz kapcsolódik, és együttesen, hálózatként működnek, hogy reagáljanak a külvilágból érkező információkra, irányítsák a mozgást, és számtalan más összetett funkciót hajtsanak végre.
A rendszeridegtudósok azonosítják, hogy a neuronok hogyan alkotnak hálózatokat; hogyan kódolják vagy dekódolják a külső világról vagy belső állapotainkról szóló információkat; és végül hogyan hozzák létre a viselkedések széles körét, beleértve az érzékszervi észlelést, a motoros kontrollt, a memóriát, a figyelmet és a nyelvet. Ezek az összetett funkciók gyakran érintettek neurológiai és pszichiátriai rendellenességekben, ami aláhúzza annak fontosságát, hogy megértsük, hogyan keletkeznek a neuronok tevékenységéből.
Karunk az idegrendszeren belüli főbb rendszereket vizsgálja, beleértve a vizuális és auditív érzékszerveket, a memória- és érzelemközpontokat, valamint az agy motoros régióit, egészségügyi és betegségmodellekben.
Kognitív és viselkedési idegtudomány
Az agy adja a gondolataink, viselkedésünk, érzelmeink és énérzetünk kialakulását. Mondhatni, döntéseket hoz, figyel, tanul és őrzi emlékeinket. A kognitív és viselkedési idegtudósok feltárják azokat az idegi szubsztrátokat, amelyek e mentális folyamatok hátterében állnak, és feltárják, hogy neurológiai rendellenességek esetén hogyan sérülnek.
Tudósaink fejlett képalkotó technikákat, például funkcionális MRI-t használnak, viselkedéses vizsgálatokkal, neuromoduláló beavatkozásokkal és számítógépes modellezéssel kombinálva, hogy jobban megértsük, hogyan használja az agy az információt az emlékek, a nyelv és a mentális folyamatok létrehozásához.
Computational Neuroscience
A neuronok bonyolult biofizikája és az idegrendszerek összetettsége egyaránt alkalmas a matematikai modellezésre és a számítástechnikai megközelítésekre.
A számítógépes modelleket sejtszinten vagy hálózati szinten lehet felépíteni, hogy megvizsgáljuk, milyen szempontok kritikusak a neuronok működése, a kommunikáció és végül a viselkedés szempontjából. Mint a biológia számos területén, az új, kifinomult kutatási technikákból származó adatok közelmúltbeli robbanásszerű növekedése szintén növeli az igényünket az adatok elemzésének és számítási eszközökkel való jobb ábrázolásának javítására.
A számítógépes idegtudósok továbbfejlesztik az agyi információfeldolgozás megértését, és gyakran a kísérleti idegtudósokkal párhuzamosan dolgoznak modelljeik folyamatos finomításán.
Transzlációs és klinikai idegtudomány
Az alapkutatási felfedezések klinikai alkalmazásokba való átültetése az orvosbiológiai tudomány minden területén nagy kihívást jelent. Az idegtudományokban különösen nagy szükség van új terápiás szerekre a fejlődési, degeneratív, pszichiátriai és más típusú rendellenességek kezelésére.
Transzlációs idegtudósaink megvizsgálják, hogy az idegtudományi alapismeretek hogyan kapcsolódnak a betegségek állapotaihoz, tesztelik a betegség lefolyásának elméleteit, és új stratégiákat dolgoznak ki a feltételezett terápiákhoz. Ezzel párhuzamosan klinikai idegtudósaink olyan szakterületekről, mint a neurológia, pszichiátria, idegsebészet, radiológia, fül-orr-gégészet – fej- és nyaksebészet és aneszteziológia, a legmodernebb megközelítéseket alkalmazzák, hogy a betegek számára a legjobb minőségű ellátást nyújtsák.
A NYU Langone Terápiás Szövetségek Hivatalával, a Klinikai és Transzlációs Tudományos Intézettel és a Klinikai Kutatást Támogató Egységgel is szorosan együttműködünk az új gyógyszerek, eszközök és kezelések tesztelése és validálása érdekében, a betegek eredményeinek javítása érdekében.