Dissertation/ Thesis
Modeling the Cortical Landscape of Catecholaminergic Signaling via Spatial Transcriptomics
| Τίτλος: | Modeling the Cortical Landscape of Catecholaminergic Signaling via Spatial Transcriptomics |
|---|---|
| Συγγραφείς: | Monge i Asensio, Martí |
| Thesis Advisors: | Deco, Gustavo, Demirtaş, Murat |
| Πηγή: | TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) |
| Στοιχεία εκδότη: | Universitat Pompeu Fabra, 2025. |
| Έτος έκδοσης: | 2025 |
| Φυσική περιγραφή: | 343 p. |
| Θεματικοί όροι: | Neuromodulació, Neuromodulation, Neuromodulación, Catecolamines, Catecholamines, Catecolaminas, Mapeig de Receptors, Receptor Mapping, Mapeo de Receptores, Models de cervell complet, Whole-brain Modeling, Modelos de cerebro completo, Sistemes dinàmics, Dynamical Systems, Sistemas dinámicos |
| Time: | 616.89 |
| Περιγραφή: | La neuromodulació governa com les xarxes cerebrals s’adapten a les demandes internes i externes canviants. La seva disfunció té un paper central en molts trastorns psiquiàtrics, però encara es comprèn poc com les intervencions farmacològiques dirigides als sistemes neuromoduladors transformen la dinàmica cerebral. Aquesta tesi investiga com les catecolamines module l’activitat cerebral a gran escala en condicions de repòs mitjançant fMRI, centrant-se en l’atomoxetina, un tractament farmacòlogic per al TDAH. Arrelada en la psiquiatria computacional I informada per la neuroimatge multimodal, l’obra adopta un canvi de paradigma: dels models connectivistes tradicionals a simulacions fonamentades biològicament que capten la diversitat dels microcircuits corticals. El primer pilar mostra com nivells elevats de catecolamines remodelen les interaccions interregionals, guiades per la distribució de receptors al cervell. El segon introdueix un nou marc de modelatge que revela com diferents receptors catecolaminèrgics interactuen per modular la dinàmica cortical. El tercer vincula propietats bioquímiques específiques dels receptors amb l’excitabilitat del model, permetent-ne avaluar els efectes clinics amb fMRI. El quart pilar utilitza el model per predir com l’atomoxetina modula l’excitabilitat en xarxes d’atenció i funcions executives. Finalment, el cinque ofereix una visió des dels sistemes dinàmics sobre com l’atomoxetina podria afavorir l’atenció sostinguda I el processament cognitiu d’alt nivell. Aquest conjunt de troballes aprofundeix en el nostre coneixement sobre el control neuromodulador del cervell humà I estableix les bases per a intervencions farmacològiques personalitzades i informades per receptors. |
| Description (Translated): | La neuromodulación gobierna cómo las redes cerebrales se adaptan a las demandas internas y externas cambiantes. Su disfunción desempeña un papel central en muchos trastornos psiquiátricos, pero aún se comprende poco cómo las intervenciones farmacológicas dirigidas a los sistemas neuromoduladores transforman la dinámica cerebral. Esta tesis investiga cómo las catecolaminas modulan la actividad cerebral a gran escala en condiciones de reposo mediante fMRI, centrándose en la atomoxetine, un tratamiento farmacológico para el TDAH. Arraigada en la psiquiatría computacional e informada por la neuroimagen multimodal, la obra adopta un cambio de paradigma: de los modelos conectivistats tradicionales a simulaciones fundamentadas biológicamente que captan la diversidad de los microcircuitos corticales. El primer pilar muestra cómo niveles elevados de catecolaminas remodelan las interacciones interregionales, guiadas por la distribución de receptors en el cerebro. El Segundo introduce un nuevo marco de modelado que revela cómo diferentes receptors catecolaminérgicos interactúan para modular la dinámica cortical. El Tercero vincula propiedades bioquímicas específicas de los receptors con la excitabilidad del modelo, permitiendo evaluar sus efectos clínicos con fMRI. El cuarto pilar utiliza el modelo para predecir cómo la atomoxetine modula la excitabilidad en redes de atención y funciones ejecutivas. Finalmente, el quinto ofrece una vision desde los sistemas dinámicos sobre cómo la atomoxetine podría favorecer la atención sostenida y el procesamiento cognitive de alto nivel. Este conjunto de hallazgos profundiza en nuestro conocimiento sobre el control neuromodulador del cerebro humano y establece las bases para intervenciones farmacológicas personalizadas e informadas por receptores. Neuromodulation governs how brain networks adapt to changing internal and external demands. Its dysregulation plays a central role in psychiatric conditions, yet how pharmacotherapies targeting neuromodulatory systems reshape brain dynamics remains poorly understood. This thesis investigates how catecholamines modulate large-scale brain activity in resting-state fMRI, focusing on atomoxetine, a pharmacological treatment for ADHD. Anchored in computational psychiatry and informed by multimodal neuroimaging, the work embraces a shift from purely connectionist models to biologically grounded simulations that capture regional microcircuit diversity. The first pillar shows how increased catecholamine levels reshape inter-areal interactions, guided by the brain’s receptor distribution. The second introduces a novel modeling framework that reveals how distinct catecholaminergic receptors interact to modulate cortical dynamics. The third links receptor-specific biochemical properties to model-based excitability, providing a means to assess clinical effects through fMRI. The fourth uses the model to predict how atomoxetine modulates excitability within attention and executive networks. Finally, the fifth offers a dynamical systems perspective on how atomoxetine may support sustained attention and high-level cognition. Together, these findings advance our understanding of neuromodulatory control in the human brain and lay the foundation for personalized, receptor-informed pharmacological interventions. Universitat Pompeu Fabra. Doctorat en Biomedicina |
| Τύπος εγγράφου: | Dissertation/Thesis |
| Περιγραφή αρχείου: | application/pdf |
| Γλώσσα: | English |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | http://hdl.handle.net/10803/695607 |
| Rights: | L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edstdx.10803.695607 |
| Βάση Δεδομένων: | TDX |
| FullText | Text: Availability: 0 CustomLinks: – Url: http://hdl.handle.net/10803/695607# Name: EDS - TDX (ns324271) Category: fullText Text: View record in TDX |
|---|---|
| Header | DbId: edstdx DbLabel: TDX An: edstdx.10803.695607 RelevancyScore: 1423 AccessLevel: 3 PubType: Dissertation/ Thesis PubTypeId: dissertation PreciseRelevancyScore: 1423.4599609375 |
| IllustrationInfo | |
| Items | – Name: Title Label: Title Group: Ti Data: Modeling the Cortical Landscape of Catecholaminergic Signaling via Spatial Transcriptomics – Name: Author Label: Authors Group: Au Data: <searchLink fieldCode="AR" term="%22Monge+i+Asensio%2C+Martí%22">Monge i Asensio, Martí</searchLink> – Name: Author Label: Thesis Advisors Group: Au Data: Deco, Gustavo<br />Demirtaş, Murat – Name: TitleSource Label: Source Group: Src Data: TDX (Tesis Doctorals en Xarxa) – Name: Publisher Label: Publisher Information Group: PubInfo Data: Universitat Pompeu Fabra, 2025. – Name: DatePubCY Label: Publication Year Group: Date Data: 2025 – Name: PhysDesc Label: Physical Description Group: PhysDesc Data: 343 p. – Name: Subject Label: Subject Terms Group: Su Data: <searchLink fieldCode="DE" term="%22Neuromodulació%22">Neuromodulació</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Neuromodulation%22">Neuromodulation</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Neuromodulación%22">Neuromodulación</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Catecolamines%22">Catecolamines</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Catecholamines%22">Catecholamines</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Catecolaminas%22">Catecolaminas</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Mapeig+de+Receptors%22">Mapeig de Receptors</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Receptor+Mapping%22">Receptor Mapping</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Mapeo+de+Receptores%22">Mapeo de Receptores</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Models+de+cervell+complet%22">Models de cervell complet</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Whole-brain+Modeling%22">Whole-brain Modeling</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Modelos+de+cerebro+completo%22">Modelos de cerebro completo</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Sistemes+dinàmics%22">Sistemes dinàmics</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Dynamical+Systems%22">Dynamical Systems</searchLink><br /><searchLink fieldCode="DE" term="%22Sistemas+dinámicos%22">Sistemas dinámicos</searchLink> – Name: Subject Label: Time Group: Su Data: 616.89 – Name: Abstract Label: Description Group: Ab Data: La neuromodulació governa com les xarxes cerebrals s’adapten a les demandes internes i externes canviants. La seva disfunció té un paper central en molts trastorns psiquiàtrics, però encara es comprèn poc com les intervencions farmacològiques dirigides als sistemes neuromoduladors transformen la dinàmica cerebral. Aquesta tesi investiga com les catecolamines module l’activitat cerebral a gran escala en condicions de repòs mitjançant fMRI, centrant-se en l’atomoxetina, un tractament farmacòlogic per al TDAH. Arrelada en la psiquiatria computacional I informada per la neuroimatge multimodal, l’obra adopta un canvi de paradigma: dels models connectivistes tradicionals a simulacions fonamentades biològicament que capten la diversitat dels microcircuits corticals. El primer pilar mostra com nivells elevats de catecolamines remodelen les interaccions interregionals, guiades per la distribució de receptors al cervell. El segon introdueix un nou marc de modelatge que revela com diferents receptors catecolaminèrgics interactuen per modular la dinàmica cortical. El tercer vincula propietats bioquímiques específiques dels receptors amb l’excitabilitat del model, permetent-ne avaluar els efectes clinics amb fMRI. El quart pilar utilitza el model per predir com l’atomoxetina modula l’excitabilitat en xarxes d’atenció i funcions executives. Finalment, el cinque ofereix una visió des dels sistemes dinàmics sobre com l’atomoxetina podria afavorir l’atenció sostinguda I el processament cognitiu d’alt nivell. Aquest conjunt de troballes aprofundeix en el nostre coneixement sobre el control neuromodulador del cervell humà I estableix les bases per a intervencions farmacològiques personalitzades i informades per receptors. – Name: Abstract Label: Description (Translated) Group: Ab Data: La neuromodulación gobierna cómo las redes cerebrales se adaptan a las demandas internas y externas cambiantes. Su disfunción desempeña un papel central en muchos trastornos psiquiátricos, pero aún se comprende poco cómo las intervenciones farmacológicas dirigidas a los sistemas neuromoduladores transforman la dinámica cerebral. Esta tesis investiga cómo las catecolaminas modulan la actividad cerebral a gran escala en condiciones de reposo mediante fMRI, centrándose en la atomoxetine, un tratamiento farmacológico para el TDAH. Arraigada en la psiquiatría computacional e informada por la neuroimagen multimodal, la obra adopta un cambio de paradigma: de los modelos conectivistats tradicionales a simulaciones fundamentadas biológicamente que captan la diversidad de los microcircuitos corticales. El primer pilar muestra cómo niveles elevados de catecolaminas remodelan las interacciones interregionales, guiadas por la distribución de receptors en el cerebro. El Segundo introduce un nuevo marco de modelado que revela cómo diferentes receptors catecolaminérgicos interactúan para modular la dinámica cortical. El Tercero vincula propiedades bioquímicas específicas de los receptors con la excitabilidad del modelo, permitiendo evaluar sus efectos clínicos con fMRI. El cuarto pilar utiliza el modelo para predecir cómo la atomoxetine modula la excitabilidad en redes de atención y funciones ejecutivas. Finalmente, el quinto ofrece una vision desde los sistemas dinámicos sobre cómo la atomoxetine podría favorecer la atención sostenida y el procesamiento cognitive de alto nivel. Este conjunto de hallazgos profundiza en nuestro conocimiento sobre el control neuromodulador del cerebro humano y establece las bases para intervenciones farmacológicas personalizadas e informadas por receptores.<br />Neuromodulation governs how brain networks adapt to changing internal and external demands. Its dysregulation plays a central role in psychiatric conditions, yet how pharmacotherapies targeting neuromodulatory systems reshape brain dynamics remains poorly understood. This thesis investigates how catecholamines modulate large-scale brain activity in resting-state fMRI, focusing on atomoxetine, a pharmacological treatment for ADHD. Anchored in computational psychiatry and informed by multimodal neuroimaging, the work embraces a shift from purely connectionist models to biologically grounded simulations that capture regional microcircuit diversity. The first pillar shows how increased catecholamine levels reshape inter-areal interactions, guided by the brain’s receptor distribution. The second introduces a novel modeling framework that reveals how distinct catecholaminergic receptors interact to modulate cortical dynamics. The third links receptor-specific biochemical properties to model-based excitability, providing a means to assess clinical effects through fMRI. The fourth uses the model to predict how atomoxetine modulates excitability within attention and executive networks. Finally, the fifth offers a dynamical systems perspective on how atomoxetine may support sustained attention and high-level cognition. Together, these findings advance our understanding of neuromodulatory control in the human brain and lay the foundation for personalized, receptor-informed pharmacological interventions.<br />Universitat Pompeu Fabra. Doctorat en Biomedicina – Name: TypeDocument Label: Document Type Group: TypDoc Data: Dissertation/Thesis – Name: Format Label: File Description Group: SrcInfo Data: application/pdf – Name: Language Label: Language Group: Lang Data: English – Name: URL Label: Access URL Group: URL Data: <link linkTarget="URL" linkTerm="http://hdl.handle.net/10803/695607" linkWindow="_blank">http://hdl.handle.net/10803/695607</link> – Name: Copyright Label: Rights Group: Cpyrght Data: L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ – Name: AN Label: Accession Number Group: ID Data: edstdx.10803.695607 |
| PLink | https://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edstdx&AN=edstdx.10803.695607 |
| RecordInfo | BibRecord: BibEntity: Languages: – Text: English PhysicalDescription: Pagination: PageCount: 343 Subjects: – SubjectFull: Neuromodulació Type: general – SubjectFull: Neuromodulation Type: general – SubjectFull: Neuromodulación Type: general – SubjectFull: Catecolamines Type: general – SubjectFull: Catecholamines Type: general – SubjectFull: Catecolaminas Type: general – SubjectFull: Mapeig de Receptors Type: general – SubjectFull: Receptor Mapping Type: general – SubjectFull: Mapeo de Receptores Type: general – SubjectFull: Models de cervell complet Type: general – SubjectFull: Whole-brain Modeling Type: general – SubjectFull: Modelos de cerebro completo Type: general – SubjectFull: Sistemes dinàmics Type: general – SubjectFull: Dynamical Systems Type: general – SubjectFull: Sistemas dinámicos Type: general Titles: – TitleFull: Modeling the Cortical Landscape of Catecholaminergic Signaling via Spatial Transcriptomics Type: main BibRelationships: HasContributorRelationships: – PersonEntity: Name: NameFull: Monge i Asensio, Martí IsPartOfRelationships: – BibEntity: Dates: – D: 17 M: 10 Type: published Y: 2025 |
| ResultId | 1 |