Revolūcija smadzenēs: jauns pētījums atklāj nezināmus atmiņas mehānismus!

Revolūcija smadzenēs: jauns pētījums atklāj nezināmus atmiņas mehānismus!

Bonnas Universitātes slimnīcas (UKB) Epileptoloģijas nodaļas profesora Floriana Mormaņa vadītā starptautiskā pētnieku grupa ir guvusi revolucionārus ieskatus atmiņas procesos cilvēka smadzenēs. Šis pētījums, kas balstīts uz neironu aktivitātes analīzi cilvēkiem ar grūti ārstējamu epilepsiju, izmanto implantētus elektrodus, lai reģistrētu smadzeņu signālus kognitīvo uzdevumu laikā. Galvenā uzmanība tiek pievērsta tam, kā smadzenes saglabā attēlu secību. Rezultāti ir daudzsološi un ir pretrunā ar iedibinātajām atmiņas veidošanās teorijām.

Pētījuma ietvaros dalībnieki ar epilepsiju veica atmiņas uzdevumu, kamēr tika mērītas viņu nervu reakcijas. Dr Stefanie Liebe, pirmā pētījuma autore, komentēja pārsteidzošos rezultātus, kas apšauba klasisko skatījumu uz atmiņas funkcijām. Galvenais rezultāts parāda, ka šūnu reakcijas smadzenēs neatbilst attēloto attēlu laika secībai. Tas varētu norādīt uz alternatīvu atmiņas mehānismu, kas rodas vizuālo prezentāciju, smadzeņu viļņu un neironu signālu mijiedarbības rezultātā.

AI un neironu ierakstu kombinācija

Pētījumā arī uzsvērts neironu ierakstu un mākslīgā intelekta (AI) apvienošanas potenciāls. Sadarbībā ar Matthijs Pals un Jakob Macke no Tībingenes Universitātes izcilības klastera “Mašīnmācība: jaunas zinātnes perspektīvas” tika izstrādāts neironu tīkls, kas simulē cilvēka smadzenēm līdzīgus darbības modeļus. Šīs novatoriskās pieejas varētu pavērt jaunas perspektīvas sarežģītu smadzeņu funkciju izpētei.

Epilepsija ir plaši izplatīta neiroloģiska slimība, kurā aptuveni katrs trešais cilvēks nereaģē uz zāļu terapiju. Šveicē vien ar šo slimību dzīvo aptuveni 80 000 cilvēku. Ķirurģija, lai noņemtu epileptogēno fokusu, var palīdzēt smagos gadījumos, taču precīza šo reģionu lokalizācija ir sarežģīta.

Digitālie smadzeņu modeļi epilepsijas atbalstam

Pašlaik ar esošajām metodēm izdodas pareizi noteikt skartās vietas tikai aptuveni 60% pacientu. Tāpēc pētnieki Viktora Jirsas vadībā no Marseļas Universitātes strādā pie personalizētiem smadzeņu modeļiem, tā sauktajiem digitālajiem smadzeņu dvīņiem. Šie matemātiskie modeļi ir balstīti uz pacienta specifiskiem datiem un izmanto algoritmus, lai modelētu smadzeņu darbību un savienojumus smadzenēs.

Digitālais dvīnis var identificēt epilepsijas aktivitāti smadzeņu apgabalos, kurus parastās metodes bieži neizmanto. Lukass Imbahs no Šveices Epilepsijas centra saskata lielu potenciālu šajās jaunajās ķirurģiskās iejaukšanās plānošanas pieejās. Kopš 2019. gada 13 epilepsijas centros Francijā notiek klīniskais pētījums, kurā tiek pārbaudīts šis paņēmiens ar gandrīz 400 dalībniekiem, un pirmie rezultāti ir gaidāmi 2024. gada beigās.

Rezumējot, pētījums liecina, ka gan atklājumi no Bonnas Universitāte attiecībā uz atmiņas procesiem, kā arī novatoriskām epilepsijas apkarošanas pieejām ir ņemts vērā AI un atsevišķu smadzeņu modeļu kombinācijas milzīgais potenciāls. Šie notikumi varētu ne tikai padziļināt pamatzināšanas par atmiņas veidošanos, bet arī pavērt jaunas terapijas iespējas pacientiem ar epilepsiju un uzlabot ķirurģisko procedūru precizitāti.