Nápady a objevy

26. dubna 2017

V CEITECu zkoumají mozek. Zaměřují se především na nervy a cévy

Pohled do mozkové kůry myši in vivo (při vědomí) pomocí dvoufotonového mikroskopu | Autor: archiv Hany Uhlířové

Na technické univerzitě se vědci nezabývají jen vývojem robotů a nových přístrojů, ale také například zkoumají mozek. Ve Středoevropském technologickém institutu se tomuto tématu věnuje také Hana Uhlířová. Od holografické mikroskopie, na kterou se zaměřovala při studiu na strojní fakultě, postupně přešla k neurobiologii, a to díky postdoktorské práci na kalifornské univerzitě, kde pobývala čtyři roky.

„V Americe jsem se zabývala různými metodami v souvislosti s výzkumem funkcí mozku. Využívala jsem především dvoufotonový mikroskop, který je vhodný pro pozorování živé tkáně přímo ve zvířeti,“ vysvětlila Uhlířová. Výsledky získané při výzkumu na zvířatech ale ne vždy fungují stejně na lidech a často se neví proč. Proto by nyní chtěla svůj dosavadní výzkum se zvířaty v anestézii rozšířit o experimenty se zvířaty při vědomí.

Hana Uhlířová se v CEITEC VUT zabývá výzkumem mozku | Autor: archiv Hany Uhlířové
Mladá vědkyně z CEITECu se několik let zabývala především neurovaskulární komunikací, tedy tím, jak si mezi sebou předávají informace neurony, astrocyty (určitý typ buněk v mozku, pozn. red.) a cévy. Primární reakcí mozku na vnější stimul, například na dotek rukou horké plotýnky, je tzv. hemodynamická odezva. To znamená, že se z ruky přenese signál do mozku, zvýší se v něm průtok krve díky rozšíření cév, a to v oblasti, která odpovídá za zpracování daného signálu. Není ale zatím podrobně prozkoumané to, jak se céva dozví, že se má rozšířit a následně zúžit a jaký typ buněk a jaké neuro přenašeče tento signál šíří. Ke zkoumání těchto cév využila Uhlířová a její kolegové různé metody, např. optogenetiku, elektrofyziologii, farmakologické stimulace, uncaging či autofluorescenční zobrazení. „Ve spolupráci s jiným pracovištěm jsme se také zaměřili na to, jak se celý děj projevuje v makroskopických zobrazovacích technikách, jako je například funkční magnetická rezonance. Pracovali jsme především s dvoufotonovým mikroskopem a fluorescenčním zobrazováním. Podílela jsem se na aplikaci různých metod, z nichž některé byly v tomto ohledu nové,“ upřesnila vědkyně.

Průlomové bylo použití optogenetické aktivace NPY pozitivních interneuronů, což je specifický typ neuronů v mozku. Ty jsou geneticky upravené tak, že mají v membráně kanály citlivé na světlo. „Touto specifickou aktivací jsme zjistili, že právě tyto interneurony dokážou evokovat hemodynamickou odezvu složenou z rozšíření a následného zúžení cév. Navíc se nám podařilo odhalit typ neuro přenašeče zodpovědného za zúžení cév, neuropeptid Y, a také konkrétní typ receptoru, na který neuropeptid působí (Y 1),“ shrnula výsledky výzkumu Hana Uhlířová.

(kah)

TémataFakulta strojního inženýrství CEITEC VUT věda výzkum mozku