SiNAPSA, sobota, 25. marec 2017

eSiNAPSA

Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence

Prostor kolektivnega premišljevanja o delovanju možganov

Vtisi z 10. nevroznanstvenega foruma FENS

Nina Omejc

»Where neuroscience meets the world« je geslo Federacije evropskih nevroznanstvenih združenj (FENS), ki je letos v začetku julija izpeljala 10. nevroznanstveni forum FENS. Vse se je dogajalo v Kopenhagnu (izvirno København), glavnem mestu Danske s pol milijona prebivalci. Majhno mesto bi lahko rekli, če ne bi živeli v Sloveniji. Ima le dve liniji podzemne železnice in prvi dan konference je na eni izmed njih jasno pisalo: »Udeleženci foruma FENS se peljite do postaje Bella Center.« Takrat je bilo drugič, ko sem začutila val prijetne vznemirjenosti v pričakovanju konference.

Nina Omejc

Zatemnjena dvorana s približno šesttisoč stoli je vibrirala od vsega, kar se je v njej dogajalo. Toliko ljubiteljev nevroznanosti na enem kupu je čakalo na uvodni pozdrav, ki se je začel z dansko točnostjo ob 17:01. Med drugim smo poslušali tudi pozdrav Monice Di Luca, predsednice FENS-a, ki je uradno odprla forum.

V naslednjih petih dneh se je zvrstilo enajst plenarnih in sedemnajst posebnih predavanj z raznovrstnih področij nevroznanosti, ki jih težko ukalupim v določeno skupino. Raznovrstnost se je ohranjala tudi pri simpozijih krajših predavanj, kjer je med osmimi hkrati potekajočimi simpoziji vsakdo lahko našel nekaj zase. Vseeno pa je bil, po mojem mnenju, viden poudarek na molekulski, celični, medicinski nevroznanosti, malo manjši pa na kognitivnem ali socialnem področju.


Slika 1. Uvodni nagovor Monice Di Luca. Objavljeno z dovoljenjem FENS.

Sama sem v spominu najbolj ohranila plenarno predavanje prof. dr. Larryja Abbotta iz ZDA z naslovom: »Making sense out of randomness,« poslovenjeno bi bilo to – približno – »Iskanje smisla v naključnosti.« Govoril je o specifičnem načinu učenja, ki se je razvil skozi evolucijo. Ta način v nevralnem krogu vsebuje randomizacijo, torej naključne povezave med nevroni, ki so pri vsakem osebku drugačne (niti računalniški algoritmi med organizmi niso našli nikakršnega vzorca). Prof. Abbott je podal tri primere takšnega delovanja: olfaktorni sistem vinske mušice, detektiranje električnega signala v okolici pri električnih ribah in delovanje malih možganov (tudi pri ljudeh).

Da določene nevronske mreže vsebujejo randomizacijo svojih povezav je znano že dolgo, danes pa vedno bolj razumemo smiselnost in učinkovitost takšnega načina delovanja. Randomizirano povezovanje sicer prej natančnih in togih povezav omogoča raznovrstnost in večjo količino možnih kombinacij, ki jih organizem lahko zazna. Tako lahko na primer z olfaktornim sistemom vinska mušica zazna veliko več vonjev, vsak vonj s svojo značilno formulo, ki je pri vsakem organizmu drugačna, saj povezave niso vnaprej določene, ampak se ustvarijo skozi razvoj in izkušnje posameznega organizma.

Poleg učenja s pomočjo naključnih povezav pa, kot evolucijsko še naprednejši model učenja, prof. Abbott postavi neokorteks z drugačnim sistemom delovanja. Pri njem se ustvari ogromno nevronov, med katerimi se nepotrebni, nepovezani, v začetku življenja organizma odstranijo. Med nevroni se vzpostavi veliko število povezav in za razliko od randomiziranega sistema, je tu razmerje med vhodnimi in izhodnimi signali v nevronski mreži veliko bolj uravnoteženo. Za razliko od prvega načina učenja, ki skoraj ne vsebuje inhibicije, ta v neokorteksu predstavlja zelo pomemben del regulacije sistema. Ima visoko zmožnost plastičnosti. Vse te značilnosti neokorteksa omogočajo t. i. globoko učenje (angl. deep learning), ki ima zaradi večslojnosti in širših mrež pri obdelavi signalov precej večjo moč, kar pomeni bolj uspešno in učinkovito učenje. Njegovo podobno predavanje z enakim naslovom si lahko ogledate tudi na youtubu.


Slika 2. Koncert na otvoritvi FENS foruma. Foto: Anka Slana.

Takrat, na konferenci, smo zares dobili občutek, da so se tu zbrali vsi pomembnejši nevroznanstveniki tega sveta in da je FENS izpolnil vizijo v svojem geslu. Na forumu pa niso bili prisotni samo nevroznanstveniki, temveč tudi podjetja, inštituti in nekaj univerz s tega področja. Poleg dvoran, kjer so potekala predavanja, je dva velika odprta prostora zasedalo 141 njihovih stojnic, kjer so se predstavljali s pisanimi, gostobesednimi brošurami in nas z bombončki, majicami, neštetimi kemičnimi svinčniki, USB-ključki in otroškimi pobarvankami prosili za skeniranje osebnih izkaznic FENS, na katerih je bil seveda shranjen tudi naš osebni e-poštni naslov. Poleg 3352-tih posterjev, ki so se zvrstili v petih dneh, so nas med odmori zabavali razni komercialni instrumenti – nešteta kovinska orodja, kirurško natančne majhne iglice, prijemalke, mikroskopi za molekulsko nevroznanost, večji eksperimentalni boksi, kjer miške lahko tekajo gor in dol, medtem ko vsaj pet instrumentov meri njihovo fiziologijo, napredna bioinformacijska programska oprema, knjižnica nevroznanstvene literature in iMotion 3D očala za navidezno resničnost, ki so te odklopila od resničnosti in prestavila v zabaviščni park na vlakec smrti.

Najbolj obiskan simpozij na konferenci je bil Nevroznanost o zavesti (zavedanju) telesa (angl. »The Neuroscience of Body Consciousness«) Toliko ljudi se je hotelo udeležiti predavanj, da se je porušilo ravnovesje in so morali zunaj na hodniku postaviti dodaten zaslon, da smo lahko vsi spremljali dogajanje. Raziskovalci Mel Slater, Henrik H. Ehrsson, Ana Tajadura-Jimenez in Aikaterini Fotopoulou so govorili o eksperimentih, v katerih so raziskovali odnos ljudi do njihovega virtualnega telesa ob nošenju očal za navidezno resničnost. V virtualnem prostoru oseba dobi drugo telo, ki ga opazuje v ogledalu. Raziskovali so, kako se oseba odziva na novo telo glede na spol, raso, videz, vedenje, govorjenje in druge lastnosti virtualne osebe. Zanimivo je, da so udeleženci precej konsistentno govorili o pridobljenem občutku, da je virtualno telo njihovo (angl. illusory agency), se začeli obnašati kot ono, prevzeli njegov način govorjenja in gibanja, če je to kdaj storilo kaj drugače. Ko so gledali svoje virtualno telo v ogledalu in se je to na primer popraskalo ali dotaknilo določenega dela telesa, so osebe tudi same čutile subjektiven občutek na tistem delu. Raziskovalci pridobljenega občutka povezanosti z virtualnim telesom niso preiskovali le z intervjuji udeležencev, ampak so le-tega potrdili tudi z značilno aktivacijo posteriornega parietalnega dela in premotornega režnja v možganih, kar se povezuje z mehanizmom občutka o sebi (angl. feelings of me mechanism). Ugotovili so tudi, da se osebe lažje poistovetijo s telesom, ki je bolj podobno njihovemu lastnemu telesu (enakega spola, rase, teže) in težje z bolj drugačnim. S tem so poskusili pojasniti t. i. rasno pristranost (angl. racial bias), ki se, po njihovem, nezavedno aktivira pri posamezniku. Iz simpozija sem odšla z občutkom, da je naše dojemanje telesa kot nečesa lastnega veliko bolj konstruirano na podlagi zunanjih senzornih zaznav kot pa določeno s kakšno notranjo, prirojeno strukturo telesa.

Ne morem tudi mimo omembe glavnih imen tega kongresa (vsaj tako je bilo čutiti), najnovejših Nobelovih nagrajencev v nevroznanosti, ki so leta 2014 skupaj prejeli Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino. Ameriško-britanski nevroznanstvenik John O’Keefe ter zakonca May-Britt in Edvard Moser, doma iz Norveške, so skupaj odkrili mehanizem za reprezentacijo prostora v možganih. John O’Keefe je že leta 1970 odkril prostorske celice (angl. place cells), ki so se posamič aktivirale, vsaka za svojo specifično lokacijo v prostoru, zakonca Moser pa sta leta 2005 odkrila celice, ki so se prožile ob premikih v celotnem prostoru, vendar ne stalno, temveč le v vzorcu šestkotnikov. Ker je vzorec spominjal na mrežo, sta jih poimenovala mrežne celice (angl. grid cells). Tudi zdaj so večinoma govorili o teh, sicer že poznanih raziskavah.


Slika 3. Kopenhagen. Foto: Anka Slana.

Nekaj časa smo preživeli tudi na t. i. satelitnih dogodkih, ki so se odvijali pod okriljem foruma, vendar so jih organizirali drugi. Pomembno se mi zdi navesti obisk kluba Cajal iz ZDA, ki je svoj dan posvetil predavanjem o nevroanatomiji živčnih celic – njihovem številu, diverziteti, nahajanju v prostoru, migracijam, pomenu glia-celic – ob večkratnem opominjanju o spremembah v razumevanju teh dejstev od Cajala do danes. En večer sem preživela tudi v danskem medicinskem muzeju (»Medical Museion«), majhnem, a polnem unikatnih razstavnih eksponatov. Če ga boste kdaj obiskali, bo to eden izmed ogledov, ki vam bo ostal v spominu predvsem zaradi zbirke prenatalnih zapletov dvojčkov, ki so umrli v razvoju, in drugih telesnih patologij, kot so na primer rak, malformacije črevesja, hidrocefalus. Zanimiva je tudi soba s psihiatričnimi pripomočki, uporabljenimi do 20. stoletja. Hvaležna sem spremembam na področju psihiatrije, ki so pripomogle, da lahko razne kletke in pasove za bolnike gledamo le še v muzejih.

Pri teh dogodkih smo imeli priložnost poskusiti tudi odlično dansko hrano – predvsem pestre sendviče, ki večinoma vsebujejo zelenjavo in ribe ter (temno) dansko pivo, nekaj, kar redkeje vidimo pri nas na račun domačega vinogradništva.

Naj zaključim z zanimivo ugotovitvijo iz interaktivne table na konferenci, ki je prikazovala število udeležencev iz vsake prisostvujoče države. Iz Slovenije se je dogodka udeležilo pet oseb. Recimo, da ne sodim, ali je to veliko ali malo, vseeno pa menim, da takšne konference udeležencu dvignejo motivacijo za nadaljevanje študija, omogočijo nove stike po svetu in razvijajo še neizrečene ideje v raziskovanju. Inštituti in univerze bi morali nameniti nekaj (ali več) svoje pozornosti tudi takemu področju izobraževanja svojih zaposlenih. Naslednja konferenca FENS bo čez dve leti v Berlinu – upam, da se vidimo takrat.

Nina Omejc, študentka biopsihologije
Fakulteta za matematiko, naravoslovje in infromacijske tehnologije
Univerza na Primorskem

Objavljeno 20. septembra 2016.