مدل‌سازی سیستم‌های بیولوژیکی
سیده فاطمه قریشیان؛ محمد پویان
دوره 14، شماره 4 ، بهمن 1399، ، صفحه 321-331
چکیده
بیماری پارکینسون یک اختلال عصبی است که به طور عمده بر نورونهای تولید کنندهی دوپامین تاثیر گذاشته و موجب اختلال در سیستم حرکتی میشود. بارزترین علایم این بیماری شامل لرزش، حرکت آهسته، سفتی و دشواری در راه رفتن است. راه رفتن بیماران پارکینسون با کندی در حرکت همراه است. در این مقاله با استفاده از روشهای ریاضی و کامپیوتری، راه ...
بیشتر
بیماری پارکینسون یک اختلال عصبی است که به طور عمده بر نورونهای تولید کنندهی دوپامین تاثیر گذاشته و موجب اختلال در سیستم حرکتی میشود. بارزترین علایم این بیماری شامل لرزش، حرکت آهسته، سفتی و دشواری در راه رفتن است. راه رفتن بیماران پارکینسون با کندی در حرکت همراه است. در این مقاله با استفاده از روشهای ریاضی و کامپیوتری، راه رفتن بیماران پارکینسون مدل‌سازی شده است. این مدل متشکل از ساختارهای درگیر در بیماری پارکینسون بوده که از مغز شروع شده و تا مفصل زانو ادامه دارد و شامل عقدههای قاعدهای، تالاموس، کورتکس، ناحیه‌ی موتوری تکمیلی (SMA)، عضله و مفصل میباشد. خروجی مدل به صورت سرعت راه رفتن در بیماران پارکینسون بوده و برابر با 83/0 m/s به دست آمده است که در محدودهی گزارش شده توسط نتایج کلینیکی (18/0 – 21/1 m/s) قرار دارد. در این مطالعه روشهایی برای افزایش سرعت راه رفتن در بیماران پارکینسون مورد بررسی قرار گرفته که شامل تحریک عمقی مغز، استفاده از دارو و تقویت عضله است. نتایج نشان میدهد که هر یک از این روشها موجب بهبود سرعت راه رفتن شده است. در واقع با به کارگیری این روشها روی مدل، مقدار خروجی افزایش یافته و به محدودهی سرعت راه رفتن در افراد سالم (30/1 – 36/1 m/s) نزدیک شده است. هم‌چنین اثر سفتی روی سرعت راه رفتن مورد مطالعه قرار گرفته و مشاهده شده است که سفتی عضلانی با سرعت رابطهی عکس دارد. در پایان نیز یک روش کنترلی برای بهبود سرعت پیشنهاد شده که با افزایش پاسخ سیستم حلقه بسته موجب افزایش سرعت راه رفتن شده است.
