Revolution i hjärnan: Ny studie upptäcker okända minnesmekanismer!

Revolution i hjärnan: Ny studie upptäcker okända minnesmekanismer!

En internationell forskargrupp ledd av prof. Florian Mormann vid epileptologiska avdelningen vid universitetssjukhuset i Bonn (UKB) har fått banbrytande insikter om minnesprocesser i den mänskliga hjärnan. Denna studie, baserad på analys av neuronal aktivitet hos personer med svårbehandlad epilepsi, använder implanterade elektroder för att registrera hjärnsignaler under kognitiva uppgifter. Fokus ligger på hur hjärnan lagrar bildsekvensen. Resultaten är lovande och motsäger etablerade teorier om minnesbildning.

Som en del av studien utförde deltagare med epilepsi en minnesuppgift medan deras neurala svar mättes. Dr Stefanie Liebe, den första författaren till studien, kommenterade de överraskande resultaten, som ifrågasätter den klassiska synen på minnesfunktioner. Ett nyckelresultat visar att cellsvaren i hjärnan inte motsvarar den tidsmässiga ordningen för bilderna som presenteras. Detta kan indikera en alternativ minnesmekanism som uppstår genom interaktionen av visuella presentationer, hjärnvågor och neurala signaler.

Kombination av AI och neurala inspelningar

Studien belyser också potentialen i att kombinera neurala inspelningar och artificiell intelligens (AI). I samarbete med Matthijs Pals och Jakob Macke från Cluster of Excellence "Machine Learning: New Perspectives for Science" vid universitetet i Tübingen utvecklades ett neuralt nätverk som simulerar aktivitetsmönster som liknar den mänskliga hjärnan. Dessa innovativa tillvägagångssätt skulle kunna öppna upp nya perspektiv för forskning om komplexa hjärnfunktioner.

Epilepsi är en utbredd neurologisk sjukdom där ungefär en av tre personer inte svarar tillräckligt på läkemedelsbehandling. Bara i Schweiz lever omkring 80 000 människor med denna sjukdom. Kirurgi för att ta bort det epileptogena fokuset kan hjälpa i svåra fall, men exakt lokalisering av dessa regioner är utmanande.

Digitala hjärnmodeller för att stödja epilepsi

För närvarande lyckas befintliga metoder endast korrekt identifiera de drabbade områdena hos cirka 60 % av patienterna. Forskare under ledning av Viktor Jirsa vid Université d’Aix-Marseille arbetar därför med personliga hjärnmodeller, de så kallade digitala hjärntvillingarna. Dessa matematiska modeller är baserade på patientspecifika data och använder algoritmer för att simulera hjärnaktivitet och kopplingarna i hjärnan.

Den digitala tvillingen kan identifiera epileptisk aktivitet i hjärnregioner som konventionella metoder ofta missar. Lukas Imbach från Swiss Epilepsy Center ser stor potential i dessa nya tillvägagångssätt för planering av kirurgiska ingrepp. Sedan 2019 har en klinisk prövning som testar denna teknik pågått i 13 epilepsicenter i Frankrike med nästan 400 deltagare, vars första resultat väntas i slutet av 2024.

Sammanfattningsvis visar forskningen att både resultaten från universitetet i Bonn när det gäller minnesprocesser såväl som de innovativa metoderna för att bekämpa epilepsi, beaktas den enorma potentialen i kombinationen av AI och individuella hjärnmodeller. Denna utveckling kan inte bara fördjupa grundläggande kunskaper om minnesbildning, utan också öppna nya terapeutiska alternativ för patienter med epilepsi och förbättra precisionen i kirurgiska ingrepp.