Τελευταία έρευνα στον εγκέφαλο: Έτσι αποκωδικοποιούν τις οπτικές διεργασίες οι επιστήμονες του Ρέγκενσμπουργκ!

Τελευταία έρευνα στον εγκέφαλο: Έτσι αποκωδικοποιούν τις οπτικές διεργασίες οι επιστήμονες του Ρέγκενσμπουργκ!

Angelika Lingnau από το Πανεπιστήμιο του Ρέγκενσμπουργκ και η Nancy Kanwisher του MIT McGovern Institute έλαβαν πρόσφατα μια σημαντική επιχορήγηση από το πρόγραμμα MIT Germany – University of Regensburg Seed Fund. Αυτή η χρηματοδότηση θα επιτρέψει στην ερευνητική ομάδα να εξερευνήσει τα πολύπλοκα οπτικά συστήματα του ανθρώπινου εγκεφάλου σε μεγαλύτερο βάθος.

Ο κύριος στόχος της έρευνάς τους είναι να αποκτήσουν μια καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος επεξεργάζεται τις οπτικές πληροφορίες. Η ομάδα στοχεύει να ανακαλύψει πώς αυτές οι διαδικασίες μας βοηθούν να ερμηνεύσουμε τον κόσμο γύρω μας και να ενεργήσουμε ανάλογα. Αυτές οι μελέτες ακολουθούν μια προσέγγιση βάσει δεδομένων που βασίζεται στην προηγμένη μέθοδο της λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (fMRI).

Τα βασικά της λειτουργικής απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού

Η λειτουργική μαγνητική τομογραφία, γνωστή και ως fMRI, είναι μια ειδική μορφή απεικόνισης μαγνητικού συντονισμού (MRI). Αναπτύχθηκε με βάση το έργο του φυσικού Kenneth Kwong και μετρά τις αλλαγές στη ροή του αίματος στους ιστούς σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου. Αυτό συμβαίνει μέσω του BOLD εφέ, το οποίο προέρχεται από την αναλογία μεταξύ του πλούσιου σε οξυγόνο (οξυαιμοσφαιρίνη) και του φτωχού σε οξυγόνο αίματος (δεοξυαιμοσφαιρίνης). Ενώ τα ενεργά νευρικά κύτταρα απαιτούν περισσότερη ενέργεια, αυτό οδηγεί σε αυξημένη ροή αίματος σε ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου.

Η τεχνολογία αντιπροσωπεύει λειτουργικές διεργασίες στον εγκέφαλο με τη μορφή σειρών εικόνων διατομής και μπορεί να προσδιορίσει τις δραστηριότητες των νευρικών κυττάρων μέχρι εντοπισμούς με ακρίβεια χιλιοστού. Επομένως, δεν είναι μόνο ευέλικτο στην ιατρική διαγνωστική, αλλά παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στην έρευνα του εγκεφάλου και την ψυχιατρική.

Ερευνητική προσέγγιση και στόχοι

Στο ερευνητικό τους έργο, οι Lingnau και Kanwisher στοχεύουν να αφήσουν τα δεδομένα να μιλήσουν από μόνα τους. Ενώ οι προηγούμενες μελέτες επικεντρώθηκαν περισσότερο σε συγκεκριμένες κατηγορίες όπως πρόσωπα ή εργαλεία και ακολουθούσαν μια προσέγγιση βασισμένη σε υποθέσεις, το τρέχον έργο στοχεύει να επανεξετάσει τη λειτουργική οργάνωση των κοιλιακών και πλευρικών οδών επεξεργασίας στον εγκέφαλο.

Συγκεκριμένα, η ομάδα αναλύει κρίσιμα χαρακτηριστικά της πλευρικής διαδρομής επεξεργασίας και τα συγκρίνει με την κοιλιακή διαδρομή. Αυτή η περιεκτική ανάλυση στοχεύει να βοηθήσει στην κατανόηση του πώς τα διαφορετικά συστήματα του εγκεφάλου συμβάλλουν στην κατανόηση του οπτικού κόσμου και πώς μας βοηθούν να περιηγηθούμε σε αυτό το ιδιοδεκτικό περιβάλλον.

Το MIT-Germany – University of Regensburg Seed Fund ξεκίνησε το 2019 για να προωθήσει τις συνεργασίες μεταξύ των δύο ιδρυμάτων και έτσι να επιτρέψει ερευνητικά έργα που έχουν επιστημονική και πρακτική σημασία.

Συνοψίζοντας, το έργο των Lingnau και Kanwisher δεν είναι μόνο σημαντικό για τη βασική έρευνα, αλλά έχει επίσης δυνατότητες για εφαρμογές στην κλινική διάγνωση και θεραπεία. Στο μέλλον, οι καινοτόμες προσεγγίσεις τους θα μπορούσαν να παρέχουν κρίσιμες γνώσεις για την ανθρώπινη γνώση και την οπτική αντίληψη που υπερβαίνουν κατά πολύ τις τρέχουσες ερευνητικές προσεγγίσεις.