CEITEC – Výzkum mozku a lidské mysli

Zájmová skupina SIG Manager ve spolupráci s uznávanou neurovědkyní paní prof. MUDr. Irenou Rektorovou, Ph.D., uspořádala pro členy Mensy České republiky exkurzi do laboratoří Středoevropského technologického institutu - CEITEC. Zde v rámci vědeckého bádání působí skupina lidí, kteří se intenzivně zabývají pokročilým výzkumem toho nejsložitějšího orgánu v lidském těle – mozku.

CEITEC

Pojďme si nejprve představit samotný technologický institut. CEITEC je zkratkou z anglického Central European Institute of Technology a vznikl teprve nedávno v roce 2014 ze společného projektu šesti nejvýznamnějších brněnských univerzit a výzkumných institucí. Projekt byl finančně podpořen Evropskou unií (prostřednictvím Operačního programu Věda a výzkum pro inovace). Je významným evropským centrem vědy v oblasti živé přírody, pokročilých materiálů a technologií. Zaměřuje se na nanotechnologie, pokročilé materiály, strukturní biologii, genomiku a proteomiku jak rostlinných systémů, tak i v oblasti veterinární medicíny, molekulární medicíny a výzkumu mozku. CEITEC je vůbec prvním typem vědeckého centra v ČR, které integruje výzkum a vývoj v oblasti věd o živé přírodě a pokročilých materiálů a technologií v takovém rozsahu. Pracuje zde 61 výzkumných skupin s věcně nebo logicky souvisejícím výzkumným zaměřením, které jsou soustředěny do 7 spolupracujících výzkumných programů. Jeden z nich má název Výzkum mozku a lidské mysli a právě o něm jsme se jako zástupci Mensy chtěli dozvědět víc.


Výzkum mozku a lidské mysli

V neurovědním centru v CEITECu Masarykovy univerzity působí 72 lidí, od neurologů přes psychiatry, biomedicínské inženýry až po fyziky a laboranty. Program, který mají na starosti, vznikl pro podporu spolupráce teoretických, experimentálních a klinických studií o mozku a zahrnuje výzkum v oblastech funkční neuroanatomie, neurofyziologie a neuroradiologie (zabývá se metodami zobrazování nervové soustavy), neuropsychologie, neurologie, psychiatrie a výpočetních neurověd. Minimálně ty z vás, kdo se podívali se zájmovou skupinou SIG Manager do výrobce elektronových mikroskopů FEI, do CEITECu NANO na VUT nebo do Ústavu přístrojové techniky Akademie věd, jistě nepřekvapí, že v tomto programu výzkumníci centra každodenně pracují s mapováním struktury a funkce mozku pomocí mnohakanálových EEG a MRI. Umožňuje jim to lepší pochopení fyziologických a patologických změn v nervovém systému získaných z výsledků studií na zvířatech i z pozorování lidského chování.

Konkrétněji v programu Výzkum mozku a lidské mysli se intenzivně zabývají hledáním patofyziologických mechanismů neurodegenerativních nemocí, epilepsie, schizofrenie, hledáním časných strukturálních, funkčních a behaviorálních markerů těchto nemocí, hledáním možností podpory kompenzačních mechanismů prostřednictvím neinvazivní mozkové stimulace, studiem fyziologických a patofyziologických mechanismů sociálního chování. Dále se věnují i dalším zajímavým oblastem, jako je výzkum stresu nebo vnímání hudby. Velký důraz kladou na časné projevy neuropsychiatrických chorob. A to je právě oblast, kterou se dlouhodobě zabývá paní profesorka Rektorová, vedoucí výzkumné skupiny nesoucí název Aplikované neurovědy. Své úsilí momentálně soustředí kolem pochopení a léčby Parkinsonovy nemoci a Alzheimerovy choroby.

Obě totiž úzce souvisí s činností mozku. Zatímco Parkinsonova choroba je spjata s úbytkem nervových buněk v části mozku nazvané Substantia nigra (černá substance) a je spojována především se ztrátou schopnosti ovládat nebo kontrolovat svůj pohyb, Alzheimerova choroba se projevuje ztrátou nervových buněk hned v několika částech mozku a jedná se o nejčastější typ demence – tzn. ztráty paměti a dalších kognitivních schopností.

Špatnou zprávou je, že lékaři prozatím neumí ani jedno z těchto dvou onemocnění vyléčit. U Parkinsonovy nemoci existují pouze prostředky, které umožňují mírnit příznaky nemoci, a u Alzheimerovy choroby přináší léčiva jen poměrně nízký prospěch. Dobrou zprávou naopak je, že paní profesorka Rektorová se svým týmem za pomoci nejnovějších poznatků a moderních technologií již učinila nějaké dílčí pokroky, a tak se v budoucnu diagnostiky v časné fázi nemoci a časem i účinné léčby přece jen možná nakonec dočkáme.

Foto: profesorka MUDr. Irena Rektorová, Ph.D.


Laboratoře MAFIL

Součástí programu Výzkum mozku a lidské mysli je i rozvoj pokročilého zaznamenávání a zobrazování mozku. K tomu slouží tzv. sdílená laboratoř MAFIL – laboratoř multimodálního a funkčního zobrazování. Jde o laboratoře, které umí snímat lidské tělo ve vysokém magnetickém poli 3 Tesla, elektrofyziologické techniky a expertizy v oblasti funkčního a strukturálního mapování mozku. Jsou zde umístěny dva unikátní tomografy SIEMENS Prisma. Říkáte si, že něco podobného mají i v lépe vybavených nemocnicích? Že tam taky provádějí magnetickou rezonanci? Částečně máte pravdu, podobné přístroje tam i přes jejich velmi vysokou cenu skutečně mají. Jsou však méně výkonné. Ty v laboratořích MAFIL vykazují kromě vysokého výkonu také jedinečnou kombinaci technických a softwarových vlastností. Jsou optimalizované pro výzkum mozku, mají 256kanálový MR kompatibilní elektroencefalogram (EEG) a specializovaný hardware pro stimulaci a zaznamenávání odezvy. Díky tomu snesou srovnání se světovou špičkou. Nejčastěji se na nich provádí výzkum za pomoci multimodálních metod multiparametrických přístupů. To je například simultánní (souběžné) použití EEG a funkčního zobrazování magnetickou rezonancí (EEG-fMRI). Hojně je využívána i metoda tzv. repetitivní transkraniální magnetické stimulace (rTMS) s následným zobrazením v MRI nebo dále metody, které jsou kombinací různých MRI technik, jako je fMRI, DTI, výpočetní neuroanatomie atd.

V laboratořích MAFIL využívají i zapojení obou tomografů do výzkumu současně. Jde o tzv. hyperscanning neboli souběžné měření fMRI dvou soutěžících nebo spolupracujících probandů. A tady se dostáváme k onomu sdílení laboratoří, o kterém jsem se zmínil na začátku. Sdílená laboratoř znamená, že je určena všem výzkumníkům pracujícím v institutu a stejně tak si ji může pronajmout i kdokoliv externí. Samozřejmě je potřeba uhradit zaškolovací poplatek a následný pronájem, který ale není navzdory špičkovému vybavení nijak závratný. Laboratoř tak mohou využít další vzdělávací, rehabilitační, zdravotnická a jiná zařízení. Například ekonomové zde zkoumají psychologii a rozhodování v rámci teorie her. Jiné skupiny zde zase studují fungování zdravého mozku například při vnímání hudby, u rizikového chování řidičů nebo u přeživších holokaust a jejich potomků.


Výhoda? Vše na jednom místě

CEITEC je celkově pro vědce velmi přitažlivý institut. Má totiž kromě zmíněného špičkového vybavení i jinou velkou výhodu. Najdete zde na jednom místě unikátní kombinace znalostí a zdrojů, které jsou neustále aktualizovány a doplňovány participujícími institucemi. Propojují se zde lékařské, biologické nebo fyzikální disciplíny s obory z odlišné části vědního spektra jako je psychologie, antropologie nebo zmíněná ekonomie či hudební věda. Právě taková multioborová atmosféra přináší nové pohledy na věc a je líhní nových nápadů. Díky tomu je tady možné dosahovat kvalitních výsledků rychleji a s vyšším zapojením aplikační sféry.


Poděkování

Za nevšední exkurzi do technologického institutu CEITEC bychom rádi poděkovali především paní prof. MUDr. Ireně Rektorové, Ph.D., vedoucí výzkumné skupiny Aplikované neurovědy při programu Výzkum mozku a lidské mysli, za poutavou přednášku o její práci, která souvisí s výzkumem a léčbou Parkinsonovy nemoci a Alzheimerovy choroby, a dále panu Ing. Michalu Miklovi, Ph.D., vedoucímu Laboratoře multimodálního a funkčního zobrazování, za komentovanou prohlídku laboratoří doplněnou o zajímavou praktickou ukázku.


Chcete se podívat do hlavy člena Mensy?

V laboratořích MAFIL byla členům Mensy nabídnuta praktická ukázka. Po jednohlasném výběru dobrovolníka a jeho následném souhlasu s vyšetřením (neměl piercing, kardiostimulátor, nebyl těhotný ani neměl zavedeno nitroděložní tělísko), zakusil na vlastní kůži pětiminutový screening v útrobách přístroje, který je noční můrou každého klaustrofobika.

Na výsledné video se můžete podívat na YouTube po zadání "Manager CEITEC".



Chcete si vyzkoušet zajímavou a moderní vyšetřovací metodu a přispět k neurovědnímu výzkumu?

CEITEC, laboratoř multimodálního a funkčního zobrazování MAFIL hledá dobrovolníky. Více na


Víte, že?

Dřív se předpokládalo, že když se člověk narodí, má konečný počet nervových buněk, a jak stárne, jenom mu odumírají. Není tomu tak. Ve zvláštní části mozku – hipokampu – se neustále vytvářejí nové a nové neurony.


Mozek v číslech

Mozek má přes 10 trilionů synapsí, kolem 86 bilionů neuronů, 100 000 mil axonů (160 934 km), kterými proudí nervové impulzy rychlostí 220 km/hod a které by šlo 4× obtočit kolem zeměkoule. Vytváří elektrický výkon 25 wattů, zdravý má 0 odumřelých receptorů, s epilepsií má 2 miliony, s Alzheimerovou chorobou 4 miliony a po mozkové mrtvici 4 miliony odumřelých receptorů. Spotřebuje celých 20 % kyslíku v lidském těle, vykoná až 10 000 000 000 000 000 výpočtů za jedinou sekundu a je to bezkonkurenčně nejsložitější orgán v lidském těle.

Zdroj: Dwayne Godwin, Wake Forest University School of Medicine


Kam dál?


www.ceitec.cz

www.ceitec.cz/mafil

www.ceitec.cz/ceitec-mu/vyzkum-mozku-a-lidske-mysli/v8


Autor: Stanislav Wolf
Sdílet
Hledání
Členské příspěvky
Informace o tom jak zaplatit členské příspěvky naleznete na webu Mensy.
Stažení časopisu
Časopis Mensa 5/2017 (říjen) si můžete stáhnout ve formátu PDF kliknutím na obrázek.
Titulní strana časopisu Mensa 5/2017
Inzerujte s Mensou
Informace o možnostech inzerce v médiích Mensy ČR naleznete na stránce inzerce v papírovém časopise.
Hledáme
"Historiky"
Mensa má na našem území bohatou historii, avšak jen její malá část je přehledně zmapována. Hledáme pomocníky, kteří by chtěli projít několik starších časopisů, vybrat z nich relevantní informace a upravit je do přehledné podoby.

Programátora
Šikovného programátora, který by byl ochoten věnovat část svého času a doprogramovat nám sekci Kariéra na intranetu Mensy.

Práce v redakci je dobrovolná a nemůžeme Vám za ni slíbit hmotný honorář. Nabízíme Vám však možnost dělat zajímavé věci s lidmi, se kterými je radost pracovat. Se zájmem se, prosím, obracejte na .
Inteligence
Inteligence a její měření
Co je to inteligence, jak se člení a jak ji můžeme změřit, co to znamená IQ?

Popis různých stupnic IQ
Na světě se používají různé stupnice IQ, vysvětlujeme jejich podstatu a vztahy mezi nimi

Historie měření inteligence
Podrobně vysvětlujeme jak se vyvíjely způsoby a metody měření inteligence

Jsme chytřejší než naši předkové?
Rozebíráme Flynnův efekt a změnu průměrné inteligence v populaci během 20. století

Kreativní génius nebo psychotik?
Hranice mezi geniálním a psychotickým jedincem je často velmi úzká, vysvětlujeme, proč tomu tak je a zda spolu tyto vlastnosti souvisí

Chcete znát své IQ?
Přihlaste se na testování IQ pořádané společností Mensa, které na rozdíl od mnoha pochybných testů na internetu probíhá prostřednictvím mezinárodně uznávaného a standardizovaného testu.
Mensa v médiích
Našli jste nějaký článek o Mense? Prosím, pošlete odkaz na adresu .
Napište nám
Rádi píšete a chcete uveřejnit článek v časopise nebo na webu Mensy? Chtěli byste Mense pomoci jinak? Potom určitě napište na .
Testování inteligence
Informace a přihlášku na oficiální testování inteligence naleznete na http://testovani.mensa.cz/. Testování můžete také někomu darovat formou dárkové poukázky.
Tištěný časopis
Časopis Mensa může odebírat kdokoliv (i nečlen) na území ČR za 150 Kč ročně. Se zájmem o předplatné se, prosím, obracejte na sekretářku: .