Zdolność mózgu do reorganizacji i tworzenia nowych połączeń nerwowych, znana jako neuroplastyczność, umożliwia uczenie się, zapamiętywanie oraz powrót do zdrowia po urazach neurologicznych. Zaburzenia w funkcjonowaniu tych mechanizmów mogą się przyczyniać do rozwoju chorób neuropsychicznych, np. depresji czy padaczki. Naukowcy z Braincity, wykorzystując wiedzę o plastyczności mózgu, opracują skuteczniejsze metody leczenia tych schorzeń.
Braincity – Centrum Doskonałości ds. Plastyczności Neuronalnej i Chorób Mózgu – działa w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego PAN we współpracy z Europejskim Laboratorium Biologii Molekularnej (EMBL). Właśnie rozpoczyna się nowa odsłona badań nad mechanizmami plastyczności neuronalnej, czyli zdolnością mózgu do reorganizacji połączeń nerwowych. To dziś podstawowy kierunek badań nad mózgiem.
Braincity jest połączeniem słów „brain” i „plasticity”. Plastyczność mózgu to cecha, która pozwala nam reagować w sposób adekwatny do zmieniającej się rzeczywistości – tłumaczy prof. Leszek Kaczmarek, kierownik projektu Braincity.
Plastyczne obwody neuronalne w warunkach prawidłowych są kluczowe zarówno dla procesów uczenia się i pamięci, jak i dla odzyskiwania sprawności po urazach czy chorobach. Nieprawidłowa plastyczność odgrywa z kolei istotną rolę w rozwoju chorób neuropsychicznych, takich jak padaczka, depresja, uzależnienia, zaburzenia ze spektrum autyzmu czy schizofrenia. W ostatnich latach zespoły Braincity dokonały znaczących odkryć, dotyczących m.in. mechanizmów pamięci operacyjnej, plastyczności synaptycznej związanej z uzależnieniami oraz społecznych mechanizmów uczenia się.
W nowym projekcie będziemy wykorzystywać zdobytą wiedzę do diagnozowania czy wręcz leczenia chorób neuropsychicznych – zapowiada prof. Leszek Kaczmarek.
Właśnie chorobom neuropsychicznym będzie poświęcona część ścieżek badawczych Braincity. Jedną z nich jest „Terapia celowana w padaczce i uszkodzeniach mózgu”, w ramach której zespół opracowuje protokół badań klinicznych u pacjentów z lekooporną padaczką.
Padaczka u dorosłych rozwija się głównie po uszkodzeniach mózgu, udarach i urazach. Od lat mój zespół pokazywał zaangażowanie pewnego białka w ten proces. Mamy już metody, żeby ingerować w funkcje tego białka, i w tym zakresie rozwijamy potencjalny lek – podkreśla kierownik projektu.
W ramach drugiej ścieżki – „Modulacja plastyczności jądra środkowego ciała migdałowatego” – naukowcy testują nowe metody leczenia depresji i uzależnień. Środkowa część ciała migdałowatego odgrywa bowiem istotną rolę w regulacji pozytywnych emocji, takich jak pamięć przyjemnych zdarzeń. W przypadku uzależnień dochodzi do patologicznego przekształcenia tej pamięci – pozytywne skojarzenia z używką prowadzą do trwałych i trudnych do przełamania mechanizmów uzależnienia. Z kolei w przypadku depresji może dochodzić do osłabienia innej funkcji jądra środkowego ciała migdałowatego, czyli regulowania motywacji. Celem badań jest więc opracowanie metod, które z jednej strony wspierałyby korzystne zmiany plastyczne w mózgu przeciwdziałające depresji, a z drugiej – ograniczą te zmiany w kontekście uzależnień, kiedy plastyczność prowadzi do utrwalania patologicznych wzorców zachowań.
Trzecia ścieżka badawcza dotyczy zastosowania elektroencefalografii (EEG) do oceny skuteczności terapii. Jeden z zespołów dysponuje bogatą bazą danych, obejmującą ponad 30 tys. zapisów badania EEG pacjentów z różnymi zaburzeniami psychicznymi. Naukowcy planują wykorzystać sztuczną inteligencję do analizy tych zapisów w celach diagnostycznych. Jak podkreśla prof. Kaczmarek, obecnie diagnoza chorób psychicznych opiera się głównie na wywiadzie klinicznym z pacjentem, a możliwości wykorzystania obiektywnych, biologicznych kryteriów – w przeciwieństwie do np. onkologii – są bardzo ograniczone. Dodaje, że jest to jedno z największych wyzwań współczesnej neurobiologii, a ambicją zespołu jest opracowanie narzędzi, które pozwolą te ograniczenia pokonać.
Realizacja wszystkich tych badań jest możliwa dzięki prawie 30 mln zł dofinansowania ze środków FENG (Fundusze Europejskie dla Nowoczesnej Gospodarki), które w drodze konkursu przyznała Fundacja na rzecz Nauki Polskiej w ramach działania Międzynarodowe Agendy Badawcze. Dzięki nowemu grantowi centrum umocni swoją pozycję jako międzynarodowy ośrodek badań nad mózgiem.
Projekt Braincity to jedno z 20 centrów doskonałości, które sfinansowaliśmy ze środków europejskich od 2015 roku. Centra skupiają najlepszych naukowców pracujących w Polsce, a ich celem jest współpraca międzynarodowa na najwyższym poziomie, wspieranie innowacji, doskonałości oraz młodych talentów w nauce – przekonuje dr Anna Plater-Zyberk, wiceprezeska Fundacji na rzecz Nauki Polskiej.
MK, źródło: Newseria