Wzorzec impulsów neuronalnych i pamięć
Wiadomo, że aktywność zgrupowań neuronów odgrywa krytyczną rolę w procesach pamięci. Nie jest jednak znany dokładny przebieg tej aktywności w czasie. Jedną z metod badania mózgu jest analiza impulsów neuronalnych – bardzo krótkich zmian potencjału elektrycznego rejestrowanych w otoczeniu zgrupowania neuronów lub pojedynczego neuronu. Dzięki środkom finansowym z UE naukowcy mogli w ramach projektu "Temporal spiking precision underlying memory measured by neuronal recordings and photo-stimulation" (TSPUMMNRPS) badać wpływ zmian we wzorcach impulsów na pamięć. Naukowcy korzystali z uznanego modelu pamięci przestrzennej (szczury wykonujące zadania w labiryncie). Opracowali linię myszy transgenicznych do eksperymentów optogenetycznych i fotostymulacji neuronów. Mogli podczas tych prac zaburzać organizację impulsów w czasie, lecz nie średnią, ogólną liczbę wyładowań podczas wykonywania zadania. Po otwarciu kanału kationowego w błonie komórkowej do jej wnętrza wpływają jony dodatnie, co wpływa na wzorzec impulsów neuronowych. Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Nature Neuroscience o wysokim wskaźniku wpływu. Linie są dostępne dla społeczności neurobiologów. Zespół umożliwił rejestrowanie aktywności neuronów szczurów dzięki zestawowi elektrod o 512 kanałach i rejestratorowi o znacznie zmniejszonej masie i wielkości. Wyniki prac nad tym urządzeniem i samych eksperymentów zostały już opublikowane lub czekają na publikację w cenionych czasopismach w tej dziedzinie (Science, Neuron, Journal of Neuroscience, Nature). Zespół badał również, czy stymulacja elektryczna z zewnątrz czaszki może zaburzać synchronizację impulsów neuronowych. Naukowcy stworzyli system wykrywania początkowych etapów aktywności padaczkowej w czasie rzeczywistym. Ponadto stwierdzono, że stymulacja elektryczna precyzyjne umiejscowiona w czasie mogłoby pozwolić na skrócenie takich epizodów nawet o 60%. Te wyniki i metody ich uzyskania opublikowano w czasopiśmie Science. Finansowany przez UE projekt TSPUMMNRPS miał ogromny wkład w rozwiązanie zagadki utrzymywania informacji w pamięci. Zaawansowane metody i urządzenia opracowane w projekcie przyczynią się do pogłębienia wiedzy na temat czynności mózgu u osób zdrowych i chorych.
Słowa kluczowe
Aktywność neuronalna, pamięć, przebieg w czasie, impulsy, fotostymulacja, transgeniczny, optogenetyczny, zestaw elektrod, stymulacja, padaczka
