Revolusjon i hjernen: Ny studie oppdager ukjente minnemekanismer!

Revolusjon i hjernen: Ny studie oppdager ukjente minnemekanismer!

Et internasjonalt forskerteam ledet av prof. Florian Mormann ved Epileptologisk avdeling ved Universitetssykehuset i Bonn (UKB) har fått banebrytende innsikt i minneprosesser i den menneskelige hjernen. Denne studien, basert på analyse av nevronal aktivitet hos personer med uhåndterlig epilepsi, bruker implanterte elektroder for å registrere hjernesignaler under kognitive oppgaver. Fokus er på hvordan hjernen lagrer bildesekvensen. Resultatene er lovende og motsier etablerte teorier om hukommelsesdannelse.

Som en del av studien utførte deltakere med epilepsi en minneoppgave mens deres nevrale responser ble målt. Dr. Stefanie Liebe, den første forfatteren av studien, kommenterte de overraskende resultatene, som stiller spørsmål ved det klassiske synet på minnefunksjoner. Et nøkkelresultat viser at celleresponsene i hjernen ikke samsvarer med tidsrekkefølgen til bildene som presenteres. Dette kan indikere en alternativ hukommelsesmekanisme som oppstår gjennom samspillet mellom visuelle presentasjoner, hjernebølger og nevrale signaler.

Kombinasjon av AI og nevrale opptak

Studien fremhever også potensialet ved å kombinere nevrale opptak og kunstig intelligens (AI). I samarbeid med Matthijs Pals og Jakob Macke fra Cluster of Excellence "Machine Learning: New Perspectives for Science" ved Universitetet i Tübingen, ble det utviklet et nevralt nettverk som simulerer aktivitetsmønstre som ligner på den menneskelige hjernen. Disse innovative tilnærmingene kan åpne opp nye perspektiver for forskning på komplekse hjernefunksjoner.

Epilepsi er en utbredt nevrologisk sykdom der rundt én av tre personer ikke responderer tilstrekkelig på medikamentell behandling. Bare i Sveits lever rundt 80 000 mennesker med denne sykdommen. Kirurgi for å fjerne det epileptogene fokuset kan hjelpe i alvorlige tilfeller, men nøyaktig lokalisering av disse regionene er utfordrende.

Digitale hjernemodeller for å støtte epilepsi

Foreløpig lykkes eksisterende metoder bare med å identifisere de berørte områdene riktig hos rundt 60 % av pasientene. Forskere ledet av Viktor Jirsa ved Université d’Aix-Marseille jobber derfor med personaliserte hjernemodeller, de såkalte digitale hjernetvillingene. Disse matematiske modellene er basert på pasientspesifikke data og bruker algoritmer for å simulere hjerneaktivitet og forbindelsene i hjernen.

Den digitale tvillingen kan identifisere epileptisk aktivitet i hjerneregioner som konvensjonelle metoder ofte savner. Lukas Imbach fra det sveitsiske epilepsisenteret ser et stort potensial i disse nye tilnærmingene for planlegging av kirurgiske inngrep. Siden 2019 har en klinisk utprøving som tester denne teknikken pågått i 13 epilepsisentre i Frankrike med nesten 400 deltakere, og de første resultatene forventes i slutten av 2024.

Oppsummert viser forskningen at både funnene fra Universitetet i Bonn med hensyn til hukommelsesprosesser så vel som de innovative tilnærmingene for å bekjempe epilepsi, tas det enorme potensialet i kombinasjonen av AI og individuelle hjernemodeller i betraktning. Denne utviklingen kan ikke bare utdype grunnleggende kunnskap om hukommelsesdannelse, men også åpne for nye terapeutiske muligheter for pasienter med epilepsi og forbedre presisjonen i kirurgiske prosedyrer.