Sidans innehåll

Neuroplasticitet och hjärnans hälsa

Forskningsgrupp

Pågående forskning

Webbplats

Uppföljningsmottagning för vuxna efter barncancer och Cancerrehabilitering Onko… Institutet för stressmedicin, Västra Götalandsregionen Institute of Public Health, Charité Universitätsmedizin Berlin

Projektägare

Institutionen för neurovetenskap och fysiologi

Område

Hälsa & medicin

Ämne

Neurovetenskaper Neurologi Psykologi Epidemiologi

Kort beskrivning

Forskargruppen fokuserar på sambandet mellan strukturella och funktionella förändringar i hjärnan, framför allt i samband med patologiska tillstånd, såsom stroke, CNS-skada, biverkningar av cancerbehandlingar samt kronisk stress. Vi lägger särskild vikt vid att förstå hur dessa förändringar kan leda till kognitiv utmattning eller hjärntrötthet. Utöver dessa mänskliga studier undersöker vi mekanismer för neurala plasticitet med hjälp av in vitro- och in vivo-modellsystem. Med hjälp av registerbaserad epidemiologisk forskning vi utforskar också hur hjärnsjukdomar och kognitiva funktionsstörningar relaterar till föränderliga riskfaktorer genom livet som kan bidra till ohälsosamt åldrande.

Funktionella hjärnförändringar i samband med trötthet. Genom att studera förändringar i hjärnaktivering och funktionell anslutning med hjälp av funktionell hjärnavbildning bedömer vi hur patologiska störningar påverkar hjärnans övergripande funktion. Vår bilduppsättning är baserad på funktionell nära-infraröd spektroskopi (fNIRS), ett icke-invasivt, säkert, tyst och bärbart funktionellt bildsystem. Hjärnkorrelat av kognition har studerats med hjälp av fMRI, men MR-skannermiljön är begränsande med hänsyn till testsituationen och för patienter med psykiska svårigheter, såsom ångest, klaustrofobi eller rastlöshet. fNIRS har utvecklats som en alternativ, optisk avbildningsteknik för bedömning av hjärnaktivering under neuropsykologiska tester. Det nära-infraröda ljuset som används i fNIRS är specifikt justerat för att detektera syresatt och syrefattigt hemoglobin, som fungerar som mått på neuronal aktivitet i en given hjärnplats. Jämfört med fMRI är fNIRS mer robust mot rörelseartefakter och kan till exempel användas sittande vid ett bord medan du utför kognitiva standardtester (se Bild).

Systemiska signaler som indikatorer och modulatorer av kognitiv dysfunktion. Högre kognitiva funktioner är beroende av hjärnregioner, som är kapabla till höga nivåer av strukturell plasticitet för att möjliggöra kontinuerlig anpassning av beteende och tanke. Synaptisk plasticitet kontrolleras av extracellulära cirkulerande molekyler och bland dessa finns peptidfaktorer, såsom cytokiner, trofiska faktorer, myokiner och metaboliska signaler, som kan passera blod-hjärnbarriären från periferin. Detta har lett till upptäckten av specifika plasmaproteomiska signaturer av hjärnans fysiologiska tillstånd. Eftersom kognitiv utmattning efter cancerterapier verkar vara ett robust långsiktigt fenomen med möjliga kopplingar till det perifera fysiologiska tillståndet, inklusive immunstatus, planerar vi att analysera den specifika plasmaprofilsignaturen för patienter som har genomgått vårt kognitiva test/funktionsavbildning.

Modifierbara riskfaktorer, motståndskraft och hälsosamt åldrande. Vi analyserar hur faktorer som kost, träning, mental stimulans och stress, som kan modifieras av en individ, påverkar hjärnans hälsa och motståndskraft mot sjukdomar under hela livslängden. Vår forskning fördjupar sig i hur sjukdomar och störningar kan förvärra åldrandeprocessen och öka risken för associerade åldersrelaterade kognitiva försämringar eller andra hälsokomplikationer. Med våra resultat siktar vi på att utveckla strategier och rekommendationer för individer för att motverka eller fördröja uppkomsten av ohälsosamma åldrandeprocesser.

Hjärnans plasticitetsmekanismer hänvisar till hjärnans förmåga att omorganisera sig själv genom att bilda nya neurala förbindelser under hela livet. Denna anpassningsförmåga kan förekomma på flera nivåer, från cellulära förändringar till storskalig kortikal ommappning. Neuroplasticitet är den grundläggande mekanismen som ligger till grund för inlärning, minne, återhämtning från hjärnskador och anpassning till föränderliga miljöer. Med hjälp av in vitro och in vivo modellsystem analyserar vi hur hjärnstörningar eller skador förändrar hjärnans strukturella komponenter genom förändringar i neuronal täthet, total hjärnvolym, cellulär mognad och anslutning, neuronal degeneration och neurogenes.