Zrozumienie hipokampu: szkolenie kolejnego pokolenia ekspertów
Hipokamp to złożona struktura w wewnętrznych fałdach dolnej środkowej części mózgu, zwanej płatem skroniowym. Jest to ośrodek kluczowy dla uczenia się i zdolności tworzenia wspomnień. Istnieje wiele rzeczy, które mogą powodować uszkodzenie hipokampa, w tym choroba Alzheimera i napady drgawkowe. Kiedy tak się dzieje, hipokamp zaczyna utrudniać nam życie, co oznacza, że istnieje pilna potrzeba pogłębienia wiedzy i opracowania nowych opcji leczenia zaburzeń wpływających na funkcjonowanie hipokampu. Wychodząc naprzeciw tej potrzebie i przy wsparciu z działania „Maria Skłodowska-Curie”, zespół finansowanego przez Unię Europejską projektu M-GATE zrekrutował 14 utalentowanych naukowców na wczesnym etapie kariery w ramach programu szkoleniowego M-GATE. Mieli oni możliwość połączenia najnowocześniejszych podejść eksperymentalnych i teoretycznych w celu odkrycia mechanizmów pamięci w zdrowym i chorym mózgu. Głównym celem projektu było zrozumienie, w jaki sposób hipokamp przyczynia się do rozwoju pamięci. „W ten sposób nasz projekt nadał naukowego charakteru filozoficznemu problemowi – esencji ludzkiej pamięci, która fascynowała ludzi od wieków. Mieliśmy również możliwość dostarczenia krytycznych informacji, które przyczynią się do postępów w leczeniu klinicznym zaburzeń”, wyjaśnia Francesco Battaglia, profesor z Centrum Neuronauki w niderlandzkim Donders oraz koordynator projektu.
Pogłębianie wiedzy na temat hipokampu
Młodym badaczom zapewniono szkolenia prowadzone przez najwyższej klasy naukowców zarówno z sektora akademickiego, jak i prywatnego, możliwości odbycia stażu oraz dostosowany do potrzeb wspólny program szkoleniowy w zakresie umiejętności interdyscyplinarnych, co przyczyniło się do zwiększenia ich szans na zatrudnienie w przyszłości. „Trzech młodych naukowców zajmowało się projektami czysto obliczeniowymi, zaś pozostałych 11 pracowało nad projektami eksperymentalnymi”, opowiada Battaglia. Niektóre z prac, w które zaangażowani byli badacze, obejmowały badania nad kodami neuronowymi w hipokampie i przyśrodkowym płacie skroniowym. „Młodzi badacze rzucili nowe światło na organizację skroniową iglic oraz przetwarzanie przez nie informacji, sposoby, w jakie interneurony synergistycznie kontrolują aktywność populacji neuronów oraz to, jak informacje – na przykład dotyczące charakteru obiektu – są kodowane przez neurony”, zauważa Battaglia. W ramach projektu badali oni również równolegle podejmowanie decyzji przez szczury i ludzi, a zebrane dane wykorzystali do stworzenia modelu obliczeniowego. Kolejnym obszarem, nad którym pracowano, była neurotechnologia do badania obwodów. „Badacze przyczynili się do postępów w technikach elektrofizjologicznych i obrazowania, które będą przydatne dla naszych grup i innych badaczy”, dodaje Battaglia. Dodatkowo przyjrzeli się globalnej dynamice w przyśrodkowym płacie skroniowym. Doprowadziło to do opracowania nowatorskiego zadania behawioralnego opartego na bardzo dużym labiryncie, który umożliwia badanie, jak mózg reaguje na aktualizacje wspomnień.
Udowodnienie kluczowych informacji na temat neuronauki dotyczącej pamięci
„Pod koniec realizacji tego projektu możemy powiedzieć, że badania przeprowadzone przez stypendystów, szkolenia, które otrzymali i ich osobisty rozwój były na poziomie, którego oczekiwaliśmy, kiedy rozpoczął się projekt M-GATE. Wszystkie projekty realizowane przez członków M-GATE są w czołówce badań nad neuronauką zajmującą się pamięcią”, potwierdza Battaglia. W ramach projektu utworzono dużą ilość danych i nowych odkryć dotyczących dynamiki sieci neuronowych, od skali pojedynczego subpola hipokampa, czy warstwy korowej, po globalną aktywność przyśrodkowego płata skroniowego i kory jako całości. W wyniku projektu powstało między innymi 18 publikacji i przedłożono 10 prac naukowych do recenzji. „Te otwarte dane będą stanowić dobrodziejstwo dla przyszłych badań teoretycznych i eksperymentalnych prowadzonych przez grupy partnerskie i innych badaczy”, podsumowuje Battaglia.
Słowa kluczowe
M-GATE, hipokamp, pamięć, szkolenie, naukowcy na wczesnym etapie kariery, neuronauka zajmująca się pamięcią, leczenie kliniczne
