COOLna

Spánek jej zaujal – nikoliv jako odpočinek, ale z čiré zvědavosti – už během studia medicíny. Je to totiž velmi zajímavý stav neuronální aktivity, kdy se vypnou určité části mozku, například senzorické vstupy. „Mozek ve spánku pracuje v jiném módu a mohou se tam projevit různé patologie a odlišnosti mezi zdravým a nemocným mozkem,“ líčí doktor Blahna. A právě správné pochopení mechanismu nemocí je klíčové pro jejich možnou léčbu, pro lepší poznání.

Ve svém výzkumu se Blahna zaměřuje především na studium Alzheimerovy choroby a schizofrenie. „Na potkaních modelech měříme aktivitu mozku na úrovni jednotlivých neuronů v hipokampu a prefrontální kůře,“ vysvětluje. Hipokampus hraje klíčovou úlohu při učení – především v epizodické paměti – tedy pro události v kontextu místa a času. Během spánku se pak informace z krátkodobé paměti v hipokampu ukládají do dlouhodobé paměti v kůře.

Plzeňský tým se konkrétně zaměřuje na specifický typ buněk – na hipokampální pyramidové neurony –, jimž se říká místní buňky (place cells), které se specificky aktivují v závislosti na prostředí. Aktivita místních buněk pak tvoří zvláštní kognitivní mapu (mapu prostředí uloženou v mozku), podle které lze zpětně určit, kde a jak se zvíře pohybovalo.

„Zvířata si následně informace o pohybu v prostředí přehrávají ve spánku; někdy se říká, že o tom sní – a to měříme,“ říká neurovědec. „Když jsou zvířata v novém prostředí, tak se tato nová informace přehrává silněji. To známe i z běžného života, kdy je pro nás nové prostředí mnohem silnější stimul než každodenní cesta do práce,“ uvádí na příkladu. V experimentech tak vědci sledují aktivitu mozku zvířat při pohybu v novém anebo již známém prostředí a tento záznam porovnávají mezi vzorkem zdravých a nemocných zvířat. Ve spánku pak u nich pozorují, jak se tato prostorová paměť kódovaná aktivitou místních buněk reaktivuje, přehrává.

„U zvířat s Alzheimerovou chorobou jsme očekávali narušení aktivity místních buněk při pohybu v prostředí. Místo toho jsme však zjistili, že k výrazným změnám dochází až během přehrávání ve spánku. U zdravých jedinců se přehrává celá trajektorie běhu – kompletní informace, u nemocných zvířat se přehrávají spíše krátké fragmenty,“ popisuje Blahna klíčový objev.

Věda a výzkum