S pomočjo nevroznanosti do razumevanja delovanja delovnega spomina

Rezultati raziskav v okviru projekta odpirajo nove možnosti uporabe metode slikanja možganov za preučevanje delovnega spomina in drugih vidikov kognicije.

Predhodne študije so pokazale, da čustveno nasičen dražljaj predstavlja večjo motnjo delovnega spomina kot nevtralen dražljaj. "Takrat se v večji meri aktivira sistem prepoznavanja in vrednotenja objektov, hkrati pa se aktivirajo tudi deli našega kognitivnega sistema, ki omogočajo vzdrževanje pozornosti na tistem, kar hočemo narediti," pravi Repovš.

Poleg vplivov čustvenih dražljajev na delovanje delovnega spomina pa jih v projektu zanima tudi, na kakšen način ter s pomočjo katerih procesov ljudje povezujejo različne vidike informacij med sabo.

Delovanje delovnega spomina poskušajo razumeti s pomočjo vedenjskih nalog, ki so jih že prej opravili psihologi, s pomočjo metode spremljanja aktivnosti možganov z elektroencefalografije (EEG) in funkcijskega slikanja možganov (fMR). Le povezovanje različnih metod in stopenj opazovanja namreč po besedah Repovša vodi do celostnega razumevanja kognitivnih procesov in sposobnosti.

To jim bo omogočilo, da obstoječa raziskovalna vprašanja in spoznanja nadgradijo z novimi pristopi in vpogledi. Predvsem na področju funkcijskega slikanja možganov pa ob tem vpeljujejo nove napredne metode analize funkcijske konektivnosti, ki so jih na podobnih raziskovalnih vprašanjih intenzivno razvijali v preteklih letih.

"Kar nekaj bolezni in poškodb možganov vodi do okrnjenih sposobnosti delovnega spomina, kar zmanjša njihovo sposobnost spoprijemanja z vsakdanjimi izzivi. S pomočjo razvoja teh metod bi lahko bolj podrobno ugotavljali, kaj je tisto, kar gre pri njih narobe, da jim lahko v končni fazi tudi pomagamo," je pojasnil Repovš.

Funkcijska konektivnost in shizofrenija

Namen začetnih študij kognitivne nevroznanosti je bila lokalizacija predelov možganov, ki so vpleteni v izvajanje določene možganske funkcije. Hkrati pa se je za zelo pomembno spoznanje izkazalo, da je v vsakdanjem življenju izrednega pomena integracija različnih delov v celoto, ki skupaj opravljajo kompleksne funkcije. Tovrstno združevanje funkcij, ki jih opravljajo različna področja v možganih, pa omogoča funkcijska konektivnost, ki je v zadnjih letih eno izmed pomembnih področij raziskovanja nevroznanosti.

Z metodo funkcijske konektivnosti, ki je razmeroma nov pristop na področju raziskovanja delovnega spomina, namreč ugotavljajo, kateri so procesi, ki omogočajo integrirati, med sabo povezati informacije o barvi, obliki, položaju objektov.

Pomen funkcijske konektivnosti se najbolj pokaže pri bolezni možganov - shizofreniji, ki ima močan vpliv na učinkovito delovanje kognitivnega sistema. "Vedno več študij kaže, da je ena izmed temeljnih motenj delovanja možganov pri shizofreniji najverjetneje ravno znižana ali motena sposobnost učinkovite integracije različnih informacij in delovanja področij v možganih," pravi Repovš.

"Z opazovanjem tega, na kakšen način gredo stvari narobe ter kakšne so posledice, lahko namreč marsikaj izvemo tudi o tem, kako delujejo naši možgani oz. kako bi morali delovati zdravi možgani."

V zadnjem času so denimo ugotovili, da se lahko spremembe povezanosti različnih delov možganov med posamezniki s shizofrenijo precej razlikujejo. Pri nekomu se lahko to odraža v halucinacijah, pri drugemu pa v večji poškodovanosti delovnega spomina, še dodaja Repovš.

Pomembno področje razvoja bo računska nevroznanost

Kljub intenzivnim raziskavam na področju kognitivne nevroznanosti delovnega spomina pa po besedah Repovša ostaja veliko vprašanj odprtih. "Nismo odgovorili še na vsa vprašanja. Karkoli novega ugotovimo, pride do večjega razumevanja, a tudi do novih vprašanj."

Kot napoveduje Repovš, bo napredek kognitivne nevroznanosti potekal v več smereh. Eno izmed pomembnih področij, o katerem se manj govori, je računska nevroznanost, k čemur so po besedah Repovša usmerjeni tudi največji projekti v Evropi in Ameriki. "S pomočjo vzpostavljanja računskih modelov možganov in delovanja živčnih celic poskušamo vzpostaviti čim bolj kompleksne modele živčnega sistema, kar bo omogočilo nove raziskave."

"Želja je, da bi bili v nekaj letih sposobni simulirati delovanje možganov od posameznih živčnih celic naprej. Da bi lahko na tak način preverjali, kako delujejo različne kognitivne funkcije, ter ugotavljali, kako različni dejavniki vplivajo na razvoj bolezni možganov, hkrati pa ob tem poskušali odkrivati, katera bi bila tista zdravila, ki bi pomagala posameznikom z različnimi boleznimi in poškodbami možganov."

Dr. Grega Repovš

Dr. Grega Repovš je izredni profesor za občo psihologijo na Filozofski fakulteti v Ljubljani. Njegovi osrednji raziskovalni interesi segajo na področje kognitivne nevroznanosti. Podrobneje se posveča raziskovanju pozornosti, delovnega spomina, semantičnega spomina in izvršitvenih sposobnosti ter kognitivnih osnov formalnih motenj mišljenja pri bolnikih s shizofrenijo. Leta 2014 je postal član mreže FENS-Kavli Network of Excellence in bil tako izbran med dvajset najbolj perspektivnih evropskih nevroznanstvenikov.

Repovš je tudi vodja znanstveno-raziskovalnega laboratorija za kognitivno nevroznanost, ki deluje na Oddelku za psihologijo v tesnem sodelovanju z Inštitutom za klinično nevrofiziologijo in Kliničnim oddelkom za bolezni živčevja Nevrološke klinike Kliničnega centra v Ljubljani ter Inštitutom za patološko fiziologijo in Centrom za magnetno resonanco na Medicinski fakulteti Univerze v Ljubljani.

V laboratoriju se posvečajo naslavljanju raznolikih vprašanj, vezanih na osnovne procese človeške kognicije, razvoju raziskovalnih in diagnostičnih orodij in instrumentov ter oblikovanju nekaterih temeljnih podpornih storitev za raziskovanje na področju kognitivne nevroznanosti.

O kognitivni znanosti

Kognitivna nevroznanost je interdisciplinarna veda, ki preučuje delovanje človeških možganov ter človeške kognicije. Konec prejšnjega stoletja so namreč znanstveniki spoznali, da je za napredovanje znotraj posamezne vede nujno povezovanje spoznanj drugih ved, ki se ukvarjajo z možgani oziroma duševnostjo, zato kognitivna nevroznanost povezuje področja kognitivne psihologije, nevroznanosti, računskega modeliranja idr. K oblikovanju nove vede je bistveno prispeval tudi razvoj tehnik slikanja možganov.