Ludzki mózg jest fascynujący. Dopóki mi starczy sił, będę go badać, aby odkrywać kolejne, choćby najmniejsze jego tajemnice. Szczególnie interesują mnie procesy pamięci. Chcę wiedzieć, jak to się dzieje, że potrafimy z jednej strony analizować i interpretować tak wiele różnorodnych informacji w tak krótkim czasie, a z drugiej – mimo zaawansowanych i skomplikowanych procesów – stosunkowo łatwo można wpływać na to, co zapamiętaliśmy.
Dr Karina Maciejewska zajmuje się badaniem procesów pamięci z wykorzystaniem specjalistycznych metod analizy czynności elektrycznej mózgu (EEG i ERP). Aby poszerzyć swoją wiedzę i wzbogacić narzędzia metodologiczne zdecydowała się wyjechać na czteromiesięczny staż naukowy do Stanów Zjednoczonych. Część swojego projektu naukowego realizowała w grupie badawczej Dynamic Memory Lab prowadzonej przez prof. Charana Ranganatha w UC Davis Center for Neuroscience w Kalifornii. Podkreśla jednak, że rozwijać pragnie się tutaj, na Uniwersytecie Śląskim, z którym związana jest od początku swojej naukowej drogi.
|Małgorzata Kłoskowicz|
Przygotowana przez Panią Doktor rozprawa naukowa dotyczyła badania kości noworodków szczurzych, których matkom podawano leki antyretrowirusowe. Analiza służyła wzbogacenia wiedzy na temat potencjalnych skutków ubocznych silnych leków podawanych ciężarnym kobietom zakażonym wirusem HIV. Po obronie doktoratu zmieniała Pani jednak dyscyplinę naukową i rozpoczęła Pani badania procesów pamięci. Wydaje się, że obie tematyki są od siebie dosyć odległe…
Dr Karina Maciejewska: Jestem absolwentką fizyki medycznej. To bardzo pojemny, interdyscyplinarny kierunek, który pozwala specjalizować się w wielu, czasem odległych od siebie, dyscyplinach naukowych. Po obronie doktoratu postanowiłam zmienić przedmiot naukowych zainteresowań i zająć się neuronauką, a dokładniej chyba najbardziej fascynującym i tajemniczym narządem, jakim jest ludzki mózg. Nie poznaliśmy póki co większości mechanizmów jego działania. Wszystkie zasługują na uwagę. Ja skoncentrowałam się jednak na analizach procesów pamięci. Może dlatego, że czasem sama mam z nią problem (śmiech). Było to dla mnie nowe zagadnienie, dlatego, aby móc szybciej poszerzyć swoją wiedzę, postanowiłam nawiązać współpracę z którymś z wiodących ośrodków naukowych specjalizujących się w tym zakresie.
Zdecydowała się Pani na odbycie krótkoterminowego stażu naukowego. Jakie są zalety takiej formy wspomagania rozwoju naukowego?
KM: Projekt, w ramach którego wyjechałam na cztery miesiące do Stanów Zjednoczonych, został dofinansowany w konkursie Miniatura 2 ogłoszonym przez Narodowe Centrum Nauki. Skontaktowałam się z kilkoma naukowcami z różnych ośrodków akademickich na świecie – prezentując swoje zainteresowania naukowe i pytając o możliwość realizacji takiego stażu. Otrzymałam kilka pozytywnych odpowiedzi i ostatecznie wybrałam UC Davis Center for Neuroscience w Kalifornii i grupę badawczą Dynamic Memory Lab prowadzoną przez prof. Charana Ranganatha.
Cztery miesiące to krótki okres na realizację badań z zakresu neuronauki, ale okazał się wystarczający, aby wziąć udział w zajęciach i wykładach, zapoznać się z aktualnie realizowanymi tam projektami badawczymi, poszerzyć wiedzę na temat stosowanych technik badawczych i wreszcie otworzyć drogę do kontynuacji pewnych naukowych wątków u siebie, w Chorzowie na Uniwersytecie Śląskim.
Mamy tu niewielkie laboratorium wyposażone między innymi w elektroencefalograf i to wystarczy, aby prowadzone tu analizy i otrzymywane wyniki były istotne w kontekście projektów naukowych realizowanych tak naprawdę gdziekolwiek na świecie.
Jakie badania prowadziła Pani w jego zespole?
KM: Zapoznałam się z aktualnie realizowanymi projektami badawczymi i wybrałam ten, który wydał się najbliższy moim zainteresowaniom. Rozpoczęłam współpracę z Laboratorium Badania Pamięci Dynamicznej. Analizowane są w niej procesy pamięci długotrwałej, dzięki której zachowujemy informacje zarówno sprzed chwili, jak i sprzed lat.
Jak to się dzieje, że jesteśmy w stanie rozpoznawać to, co już wcześniej spostrzegliśmy?
KM: Naukowcy, z którymi współpracowałam, przyglądają się dwóm interesującym procesom rozpoznawania informacji zachowanych w naszej pamięci. Pierwszym z nich jest tak zwana ocena znajomości (ang. familiarity), która aktywuje pamięć długotrwałą. Drugi to przypominanie (ang. recollection) umożliwiające przeszukiwanie zasobów informacji w naszej pamięci i porównywanie do tego, co akurat postrzegamy. Okazuje się, że procesom tym towarzyszy różna aktywność mózgu. Różnice możemy też dostrzec w naszym codziennym doświadczeniu percepcyjnym. Ile razy wydawało nam się, że skądś znamy osobę, którą właśnie spotkaliśmy, choć nie potrafimy sobie przypomnieć, kim ona jest i jakie relacje nas łączą? Innym razem bez problemu jesteśmy w stanie rozpoznać naszego kolegę, znajomego czy sąsiada… Jak to się dzieje? Jeszcze nie wiemy, ale tego właśnie dotyczą prowadzone przez nas badania.
W jaki sposób można badać procesy pamięci?
KM: W zespole prof. Charana Ranganatha korzysta się przede wszystkim z trzech technik badawczych. Naukowcy interpretują aktywność elektryczną mózgu w oparciu o badania EEG i ERP, stosują rezonans magnetyczny identyfikujący obszary mózgu aktywujące się w trakcie danego procesu i prowadzą badania behawioralne na grupie ochotników, mierząc takie parametry, jak szybkość reakcji czy liczbę poprawnych i niepoprawnych odpowiedzi w danym zadaniu. Otrzymane w ten sposób dane są ze sobą korelowane, a docelowo ma powstać model obrazujący, jakie połączenia w mózgu aktywują się w przypadku obu procesów.
Ja prowadzę badania z wykorzystaniem elektroencefalografu (EEG) oraz potencjałów wywołanych ERP. Monitoruje amplitudę i częstotliwość fal mózgowych w zależności od wykonywanych zadań związanych z procesami oceny znajomości i przypominania. Takie badania mogę wykonywać w laboratorium zlokalizowanym u nas, w Chorzowie w Instytucie Fizyki. Przy czym wiele nauczyłam się podczas wspomnianego stażu naukowego, także w zakresie stosowania tej techniki do badania procesów pamięci. Cztery miesiące okazały się więc wystarczające, przy czym brana jest pod uwagę kontynuacja współpracy już poza ramami czasowymi projektu. Szanse są, co mnie bardzo cieszy.
Jakie zastosowanie znaleźć mogą wyniki analiz procesów pamięci?
KM: Możliwości jest wiele. Znajomość procesów obserwowanych w organizmie zdrowego człowieka może wspierać poszukiwania sposobów leczenia osób z różnymi zaburzeniami neurologicznymi czy też hamowania procesów chorobowych. Neuronauka pozwala rozwijać ponadto badania z zakresu sztucznej inteligencji. Dobrym przykładem jest tzw. uczenie maszynowe poprzez modelowanie wybranych procesów. Na pewno wynikami badań zainteresowani są eksperci z dziedziny marketingu, którzy chcą efektywnie przykuwać uwagę odbiorców, aby zachęcić ich do różnych konsumenckich aktywności.
Możemy dotknąć też bardziej wrażliwych tematów, takich jak manipulowanie naszą pamięcią. Wiemy o tym, że na przykład sposób prowadzenia śledztwa i przesłuchiwanie świadków może mieć istotny wpływ nawet na zmianę tego, co osoba przesłuchiwana pamięta. Przypuszczam, że każdemu z nas przytrafia się taka historia, gdy jesteśmy pewni, iż coś wydarzyło się w naszej przeszłości, a prawda jest taka, z to jedynie złudzenie. Jeśli uda się poznać mechanizmy rządzące procesem pamięci, w co wierzę, zrozumiemy, dlaczego tak się dzieje.
Być może zyskamy też narzędzia poprawiające naszą pamięć, na co, nie ukrywam, po cichu liczę…
fot. Sekcja Prasowa UŚ