„Poznanie neuronalnego mechanizmu adaptacji czucioworuchowej - obrazowanie w czasie rzeczywistym aktywności populacji neuronalnych w pierwszorzędowej korze czuciowej i ruchowej"

kierowniczka: mgr Martyna Gorkowska-Nosal
czas realizacji: 2025-2028

Adaptacja czuciowo-ruchowa stanowi kluczowy proces niezbędny do prawidłowego dostosowywania się do zmian i zakłóceń w otoczeniu. Mimo że badania prowadzone na ludziach i naczelnych dostarczyły pewnych danych dotyczących mechanizmów leżących u podstaw tego procesu, nie został on jeszcze w pełni opisany. Lepsze zrozumienie tego zjawiska wymaga prowadzenia badań na gryzoniach.

Celem projektu badawczego jest analiza mechanizmu adaptacji czuciowo-ruchowej w kontekście dynamicznego procesu dostosowywania ruchów do nowych wymagań poprzez eksperymentowanie i korygowanie błędów. W ramach projektu zaplanowane jest badanie kory czuciowej (S1) i motorycznej (M1). Kora M1 uznawana jest za niezbędną do nauki ruchów, natomiast kora S1 dostarcza istotnych informacji sensorycznych, przekazywanych do M1 i mogących wpływać na proces adaptacji czuciowo-ruchowej.

W planowanym projekcie zostaną przeprowadzone eksperymenty na przytomnych, unieruchomionych myszach, przeszkolonych do pociągania joystickiem w celu zdobycia nagrody. Zwierzęta będą musiały dostosować się do zakłóceń trajektorii ruchu spowodowanych magnetycznym polem siłowym prezentowanym podczas zadania ruchowego.

W celu ustalenia zależności przyczynowo-skutkowej między aktywnością neuronalną kory a procesem adaptacji zostanie zastosowane obrazowanie wapniowe w czasie rzeczywistym przy użyciu systemu fotometrii światłowodowej oraz genetycznie kodowanych wskaźników wapniowych (jRGECO, GCaMP), których zmiana poziomu koreluje ze zmianą aktywności neuronalnej. Dodatkowo zostaną wykorzystane wskaźniki glutaminianu i kwasu gamma-aminomasłowego (GABA). Planowane jest również użycie optogenetyki do zahamowania zarówno S1, jak i M1, a także komunikacji między tymi obszarami, w celu zbadania ich wpływu na proces adaptacji czuciowo-ruchowej.

Przewiduje się, że uzyskane wyniki znacząco przyczynią się do poszerzenia wiedzy na temat adaptacji czuciowo-ruchowej. Ponadto, ponieważ zaburzenia tego procesu często manifestują się jako objaw chorób neurologicznych lub następstwo udaru, uzyskane dane mogą stanowić podstawę do opracowania nowatorskich i bardziej skutecznych terapii dla pacjentów cierpiących na tego rodzaju schorzenia.