Czy wiecie, że ludzki mózg zawiera około 86 miliardów neuronów i tyle samo komórek glejowych? Pokazuje to, jak skomplikowanym zadaniem jest odkrywanie tajemnic tego organu, co zajmie nam jeszcze wiele długich lat.
Dziś badania nad mózgiem stają się kluczowe, nie tylko ze względu na ludzkie zdrowie, ale i… pieniądze – szacunki agencji zajmujących się zdrowiem publicznym sugerują, że koszty związane ze schorzeniami mózgu mogą sięgać od 4 do 8 procent PKB, w zależności od kraju.
Szczęśliwie w Polsce od lat wiodącym ośrodkiem badawczym w dziedzinie neurobiologii jest BRAINCITY, działający w ramach Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Nenckiego PAN. Naukowcy z Polski i różnych zakątków świata badają tam zjawisko nazywane plastycznością neuronalną. Na czele centrum stoi profesor Leszek Kaczmarek, jeden z czołowych badaczy neuroplastyczności na arenie międzynarodowej.
Wspólnie z zespołem profesora Ryszarda Buczyńskiego z Łukasiewicz – IMiF oraz grupą doktora Radka Łapkiewicza z Instytutu Fizyki Doświadczalnej Wydziału Fizyki UW opracował innowacyjne włókna optyczne. Dzięki nim możemy zagłębić się w struktury mózgu i obserwować na bieżąco, która jego część jest aktywna. Co ważne, obserwacja nie dotyczy zespołów komórek, ale aktywności poszczególnych neuronów, co umożliwia nam lepsze zrozumienie tego, co dzieje się w mózgu na jeszcze bardziej szczegółowym poziomie!
Projekt skupiał się na opracowaniu innowacyjnych włókien optycznych, które umożliwiają badanie plastyczności neuronalnej, czyli zdolności mózgu do zmiany w wyniku doświadczeń. Dzięki tym włóknom można obserwować na bieżąco aktywność poszczególnych neuronów, co otwiera nowe perspektywy zrozumienia funkcji mózgu na bardziej szczegółowym poziomie. Włókna powstały w Łukasiewicz – IMiF, natomiast ich integracja, charakteryzacja oraz oprogramowanie było przeprowadzone na UW przez zespoły R. Buczyńskiego, R. Łapkiewicza oraz L. Kaczmarka.
„-Wyzwaniem, które musieliśmy pokonać, było opracowanie włókna światłowodowego, które będzie zbierać sygnał fluorescencyjny emitowany przez pojedyncze neurony w dość dużym obszarze mózgu, położone głęboko w jego wnętrzu, i to bez naruszenia innych jego struktur. Naruszenie ich mogłoby upośledzić działanie badanego obszaru i zafałszować wyniki. Wymagało to od nas opracowania odpowiednich szkieł, obliczenia struktury wewnętrznej światłowodu i wytworzenia go zgodnie z projektem” – wyjaśnia prof. Buczyński.
Prace nad projektem trwały prawie dwa lata i były finansowane przez Fundację na rzecz Nauki Polskiej (FNP) w ramach projektów TEAM prof. Leszka Kaczmarka, TEAM-TECH prof. Ryszarda Buczyńskiego oraz FIRST TEAM dr hab. Radka Łapkiewicza. Dodatkowe finansowanie zostało przyznane w wyniku konkursu ogłoszonego przez FNP, który stymulował współpracę pomiędzy projektami TEAM.