Kartlegging av hjernen: Framsteg i forståinga av utviklingsforstyrringar
Ved hjelp av nyskapende teknologi og virtuell virkelighet, revolusjonerer en medisinsk ingeniørprofessor ved University of South Florida vår forståelse av hjernen. Med fokus på calyx av Held, den største nerveenden i menneskehjernen som er ansvarlig for å behandle lyd, har professor George Spirou som mål å få innsikt i utviklingsforstyrrelser som autisme, og finne mer effektive behandlinger for hjerneskader og sykdommer.
Gjennom en grant på 3,3 millioner dollar fra National Institutes of Health, utvider Spirou sin fire tiår lange hjerneforskning for å skape en detaljert kartlegging av denne spesifikke delen av hjernen. Ved å studere auditiv dysfunksjon håper han å avdekke mysteriene bak sosiale og kognitive svekkelser, vanlige symptomer blant individer med utviklingsforstyrrelser.
Ved å bruke høyoppløselig bildebehandlingsteknologi på Auditory Development and Connectomics Laboratory, utvikler Spirou den mest nøyaktige utviklingstidsplanen for ethvert nervesystem i hjernen. Denne banebrytende forskningen innebærer å spore reisen til nevroner i mus fra fødsel til dannelse av intrikate synaptiske forbindelser. Disse musens hjerner fungerer som verdifulle modeller for å studere menneskelige nevrale systemer på grunn av likhetene i nevrontyper og forbindelser.
Spirou, sammen med sin doktorgradsstudent Daniel Heller, bruker virtuell virkelighet for å utforske fangete bilder av nevroner og analysere synapser i en immersiv opplevelse. Ved å studere nevrale systemer på både tidsmessige og romlige oppløsninger, skyver duoen grensene for vitenskapelig forståelse på dette feltet.
Forholdet der nevroner og synapser utvikler seg i tidlig fase er imponerende, med millioner av synapser som dannes per sekund. Denne raske vekstperioden skjer mellom den fjerde og femte gestasjonsmåneden, og gjenspeiler hjernens utrolige evne til utvikling.
«Dette forskningsarbeidet er essensielt for å forstå fysiske manifestasjoner av forstyrrelser på celleplan og utvikle bedre terapeutika,» sier Heller. «Uten en omfattende forståelse av normal hjernens utvikling, er vi begrenset til å administrere symptomer i stedet for å finne en global kur.»
I løpet av de neste fem årene har Spirou og Heller som mål å avdekke de intrikate signalene som er ansvarlige for den nøyaktige dannelse av calyx av Held. Dette avgjørende detaljet vil ikke bare belyse dette spesifikke nevrale systemet, men vil også gi innsikt i dannelsen av andre nevrale kretser. En slik informasjon vil være uvurderlig i fremtiden for å omorganisere og koble nevroner ved hjerneskader, og lette pasientens bedring gjennom operasjon og andre behandlingsalternativer.
Professor Spirous lidenskap for å avdekke hjernens dannelsesprosesser og den potensielle innvirkningen på pasienters liv har drevet hans engasjement for dette feltet. Som han uttalte: «Å forstå hjernens utvikling er en virkelig imponerende reise, og det gir oss motivasjon til å komme på jobb hver dag og fortsette vår viktige forskning.»
Mens denne forskningen fokuserer på calyx av Held, strekker implikasjonene seg langt forbi området for auditiv prosessering. Ved å kartlegge hjernen og få innsyn i de grunnleggende aspektene ved nevral utvikling, har vi potensialet til å transformere vår forståelse av utviklingsforstyrrelser og legge veien for mer effektive behandlinger og kurer.
