Revolution i hjernen: Ny undersøgelse opdager ukendte hukommelsesmekanismer!

Revolution i hjernen: Ny undersøgelse opdager ukendte hukommelsesmekanismer!

Et internationalt forskerhold ledet af prof. Florian Mormann ved Epileptologisk Afdeling på Universitetshospitalet i Bonn (UKB) har fået banebrydende indsigt i hukommelsesprocesser i den menneskelige hjerne. Denne undersøgelse, baseret på analyse af neuronal aktivitet hos mennesker med vanskelig epilepsi, bruger implanterede elektroder til at optage hjernesignaler under kognitive opgaver. Fokus er på, hvordan hjernen gemmer sekvensen af ​​billeder. Resultaterne er lovende og modsiger etablerede teorier om hukommelsesdannelse.

Som en del af undersøgelsen udførte deltagere med epilepsi en hukommelsesopgave, mens deres neurale reaktioner blev målt. Dr. Stefanie Liebe, den første forfatter til undersøgelsen, kommenterede de overraskende resultater, som sætter spørgsmålstegn ved det klassiske syn på hukommelsesfunktioner. Et nøgleresultat viser, at celleresponserne i hjernen ikke svarer til den tidsmæssige rækkefølge af de præsenterede billeder. Dette kunne indikere en alternativ hukommelsesmekanisme, der opstår gennem samspillet mellem visuelle præsentationer, hjernebølger og neurale signaler.

Kombination af AI og neurale optagelser

Undersøgelsen fremhæver også potentialet ved at kombinere neurale optagelser og kunstig intelligens (AI). I samarbejde med Matthijs Pals og Jakob Macke fra Cluster of Excellence "Machine Learning: New Perspectives for Science" ved universitetet i Tübingen blev der udviklet et neuralt netværk, der simulerer aktivitetsmønstre, der ligner dem i den menneskelige hjerne. Disse innovative tilgange kunne åbne nye perspektiver for forskning i komplekse hjernefunktioner.

Epilepsi er en udbredt neurologisk sygdom, hvor omkring hver tredje person ikke reagerer tilstrækkeligt på lægemiddelbehandling. Alene i Schweiz lever omkring 80.000 mennesker med denne sygdom. Kirurgi for at fjerne det epileptogene fokus kan hjælpe i alvorlige tilfælde, men præcis lokalisering af disse regioner er udfordrende.

Digitale hjernemodeller til støtte for epilepsi

I øjeblikket lykkes eksisterende metoder kun at identificere de berørte områder korrekt hos omkring 60 % af patienterne. Forskere ledet af Viktor Jirsa ved Université d’Aix-Marseille arbejder derfor på personaliserede hjernemodeller, de såkaldte digitale hjernetvillinger. Disse matematiske modeller er baseret på patientspecifikke data og bruger algoritmer til at simulere hjerneaktivitet og forbindelserne i hjernen.

Den digitale tvilling kan identificere epileptisk aktivitet i hjerneområder, som konventionelle metoder ofte savner. Lukas Imbach fra det schweiziske epilepsicenter ser et stort potentiale i disse nye tilgange til planlægning af kirurgiske indgreb. Siden 2019 har et klinisk forsøg med denne teknik kørt i 13 epilepsicentre i Frankrig med næsten 400 deltagere, hvoraf de første resultater forventes i slutningen af ​​2024.

Sammenfattende viser forskningen, at både resultaterne fra Universitetet i Bonn med hensyn til hukommelsesprocesser samt de innovative tilgange til bekæmpelse af epilepsi, tages der højde for det enorme potentiale i kombinationen af ​​AI og individuelle hjernemodeller. Disse udviklinger kunne ikke kun uddybe den grundlæggende viden om hukommelsesdannelse, men også åbne op for nye terapeutiske muligheder for patienter med epilepsi og forbedre præcisionen i kirurgiske indgreb.