Revolúcia v mozgu: Nová štúdia objavuje neznáme pamäťové mechanizmy!

Revolúcia v mozgu: Nová štúdia objavuje neznáme pamäťové mechanizmy!

Medzinárodný výskumný tím pod vedením prof. Floriana Mormanna na oddelení epileptológie Univerzitnej nemocnice v Bonne (UKB) získal prevratné poznatky o pamäťových procesoch v ľudskom mozgu. Táto štúdia, založená na analýze neuronálnej aktivity u ľudí s neriešiteľnou epilepsiou, využíva implantované elektródy na zaznamenávanie mozgových signálov počas kognitívnych úloh. Dôraz sa kladie na to, ako mozog ukladá sekvenciu obrázkov. Výsledky sú sľubné a sú v rozpore so zavedenými teóriami formovania pamäti.

V rámci štúdie účastníci s epilepsiou vykonávali pamäťovú úlohu, zatiaľ čo sa merali ich nervové reakcie. Doktorka Stefanie Liebe, prvá autorka štúdie, sa vyjadrila k prekvapivým výsledkom, ktoré spochybňujú klasický pohľad na pamäťové funkcie. Kľúčový výsledok ukazuje, že bunkové reakcie v mozgu nezodpovedajú časovému poradiu prezentovaných obrázkov. To by mohlo naznačovať alternatívny mechanizmus pamäti, ktorý vzniká interakciou vizuálnych prezentácií, mozgových vĺn a nervových signálov.

Kombinácia AI a nervových záznamov

Štúdia tiež zdôrazňuje potenciál kombinácie nervových záznamov a umelej inteligencie (AI). V spolupráci s Matthijs Pals a Jakob Macke z Cluster of Excellence „Strojové učenie: Nové perspektívy pre vedu“ na Univerzite v Tübingene bola vyvinutá neurónová sieť, ktorá simuluje vzorce aktivity podobné tým, ktoré má ľudský mozog. Tieto inovatívne prístupy by mohli otvoriť nové perspektívy pre výskum komplexných funkcií mozgu.

Epilepsia je rozšírené neurologické ochorenie, pri ktorom približne jeden z troch ľudí primerane nereaguje na medikamentóznu liečbu. Len vo Švajčiarsku žije s týmto ochorením okolo 80 000 ľudí. Chirurgia na odstránenie epileptogénneho ohniska môže pomôcť v ťažkých prípadoch, ale presná lokalizácia týchto oblastí je náročná.

Digitálne modely mozgu na podporu epilepsie

V súčasnosti sa existujúcimi metódami darí správne identifikovať postihnuté oblasti len u približne 60 % pacientov. Vedci pod vedením Viktora Jirsu z Université d’Aix-Marseille preto pracujú na personalizovaných modeloch mozgu, takzvaných digitálnych mozgových dvojičkách. Tieto matematické modely sú založené na údajoch špecifických pre pacienta a používajú algoritmy na simuláciu mozgovej aktivity a spojení v mozgu.

Digitálne dvojča dokáže identifikovať epileptickú aktivitu v oblastiach mozgu, ktoré konvenčné metódy často míňajú. Lukas Imbach zo Švajčiarskeho centra pre epilepsiu vidí v týchto nových prístupoch k plánovaniu chirurgických zákrokov veľký potenciál. Od roku 2019 prebieha v 13 epileptických centrách vo Francúzsku klinická štúdia testujúca túto techniku ​​s takmer 400 účastníkmi, ktorej prvé výsledky sa očakávajú koncom roka 2024.

V súhrne výskum ukazuje, že obe zistenia z Univerzita v Bonne s ohľadom na pamäťové procesy, ako aj inovatívne prístupy v boji proti epilepsii sa berie do úvahy obrovský potenciál kombinácie AI a jednotlivých modelov mozgu. Tento vývoj by mohol nielen prehĺbiť základné znalosti o formovaní pamäti, ale aj otvoriť nové terapeutické možnosti pre pacientov s epilepsiou a zlepšiť presnosť chirurgických zákrokov.