A Mathematical Model of the Metabolic and Perfusion Effects on Cortical Spreading Depression
Notice bibliographique
Résumé
Cortical spreading depression (CSD) is a slow-moving ionic and metabolic disturbance that propagates in cortical brain tissue. In addition to massive cellular depolarizations, CSD also involves significant changes in perfusion and metabolism-aspects of CSD that had not been modeled and are important to traumatic brain injury, subarachnoid hemorrhage, stroke, and migraine. In this study, we develop a mathematical model for CSD where we focus on modeling the features essential to understanding the implications of neurovascular coupling during CSD. In our model, the sodium-potassium-ATPase, mainly responsible for ionic homeostasis and active during CSD, operates at a rate that is dependent on the supply of oxygen. The supply of oxygen is determined by modeling blood flow through a lumped vascular tree with an effective local vessel radius that is controlled by the extracellular potassium concentration. We show that during CSD, the metabolic demands of the cortex exceed the physiological limits placed on oxygen delivery, regardless of vascular constriction or dilation. However, vasoconstriction and vasodilation play important roles in the propagation of CSD and its recovery. Our model replicates the qualitative and quantitative behavior of CSD--vasoconstriction, oxygen depletion, extracellular potassium elevation, prolonged depolarization--found in experimental studies. We predict faster, longer duration CSD in vivo than in vitro due to the contribution of the vasculature. Our results also help explain some of the variability of CSD between species and even within the same animal. These results have clinical and translational implications, as they allow for more precise in vitro, in vivo, and in silico exploration of a phenomenon broadly relevant to neurological disease.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».