Oficiální časopis Akademie věd ČR

 


Z monitoringu tisku

 

Akademický bulletin 2010–2015

Plakat_obalky_web.jpg



Stopy AB v jiných titulech

Stopa AB v dalších médiích a knižních titulech

Abicko  > archiv  > 2003  > září  > obsah

V Praze o výzkumu mozku

Obrázek k článku Obrázek k článku 

Přední světoví odborníci zabývající se výzkumem mozku, nejrůznějšími aspekty jeho činnosti, chorobami a stárnutím, podstatou paměti, vnímáním řeči a hudby, ale také regenerací v mozku a v míše, mechanismy bolesti a výzkumem kmenových buněk, si dali v první polovině července dostaveníčko v Praze na 6. světovém kongresu o výzkumu mozku – 6th IBRO World Congress of Neuroscience. Pořádaly ho IBRO (International Brain Research Organization), Ústav experimentální medicíny AV ČR a Česká společnost pro neurovědy. Kongres a jeho satelitní sympozia Buněčné a molekulární mechanismy bolesti, Nervové kmenové buňky a léčba mozkových onemocnění, Zpracování akustické informace v mozku a plasticita a Komunikace a přenos informací v mozku: Synaptický a nesynaptický přenos přilákaly do Prahy téměř 3 000 účastníků asi z 65 zemí.

Těsně před kongresem oznámili čeští vědci, že se u nás podařilo ustavit linii lidských embryonálních kmenových buněk. Česká republika se tak zařadila mezi několik málo zemí světa, které příslušnou technologii zvládly. Stalo se tak díky odborníkům z Ústavu experimentální medicíny AV ČR, Centra buněčné terapie a tkáňových náhrad v Praze, Mendelovy univerzity v Brně a sanatoria Helios-SIVF v Brně. Výzkum na embryonálních kmenových buňkách má sice mnoho odpůrců, jeho zastánci si od nich nicméně hodně slibují. Tyto buňky mají totiž unikátní schopnost se vyvinout v jakýkoli specializovaný typ buněk různých tkání. Mají tedy velký potenciál pro léčbu dosud neléčitelných chorob, včetně degenerativních nebo poúrazových poškození nervového systému. Právě na tuto oblast se nyní soustřeďují výzkumy, proto bylo kmenovým buňkám věnováno i jedno ze satelitních sympozií kongresu. Jak zdůraznila profesorka MUDr. Eva Syková, DrSc., ředitelka Ústavu experimentální medicíny AV ČR v Praze a vedoucí Centra buněčné terapie, zdrojů kmenových buněk je více, například kostní dřeň, pupečníková krev, ale také embrya ve velice raných fázích vývoje. Ukazuje se, že není možné ke každému účelu použít např. buňky kostní dřeně a že skutečně bude třeba využít i embryonální kmenové buňky. Vytvořit jejich linii však není snadné: "…Musíme si uvědomit, že tady nejde o zacházení s tisíci embryi, že z jednoho embrya mohou vzniknout miliony buněk, které budou v budoucnu implantovány tisícům pacientů. Tady je spíš problém, jak tu linii zachovat nezměněnou, jak s ní zacházet, jak ji nekontaminovat atd. Vše se musí dít v přísně sterilních podmínkách, i všechny přístroje musí být umístěny v takových podmínkách. Čili pro další výzkum a případnou aplikaci to bude vyžadovat značné finanční náklady."

Podle profesorky Evy Sykové je potřeba embryonálním kmenovým buňkám vytvořit takové prostředí, aby se dělily, ale přitom se neměnily. Aby si zachovaly potenciál stále se dělit, poskytovaly miliony stejných kmenových buněk zachovávajících si v linii všechny možnosti vývoje a měnily se ve funkční buňky teprve v organismu nebo v příslušném orgánu pacienta. Ještě předtím je potřeba vypracovat postup tzv. částečné diferenciace do linie bližší potřebné tkáni – nervové, srdeční, jaterní atp. – pro léčbu příslušných onemocnění.

Na tiskové konferenci k sympoziu Nervové kmenové buňky a léčba mozkových onemocnění zdůraznil k otázce využití embryonálních kmenových buněk k léčebným účelům profesor Fred Gage ze Sulkova institutu pro biologická studia v La Jolle v Kalifornii:

"…Nejde jen o to mít dostatek buněk nebo nalézt to správné místo pro jejich umístění, ještě je třeba zjistit mnoho zatím neobjevených informací… Jedna věc je bezpečně a účinně vytvářet linie nezralých buněk, embryonálních kmenových buněk, a měnit je na buňky, které se mohou bezpečně transplantovat. Pak je samozřejmě třeba zajistit, že po transplantaci budou bezpečné, přežijí a stane se z nich patřičný typ buněk, který bude funkční…"

Na sympoziu se hovořilo i o tom, nakolik může transplantace kmenových buněk do mozku pomoci pacientům po mozkové mrtvici. Podle profesorky Evy Sykové se zdá jejich použití velice nadějné a odborníci živě diskutovali o nových poznatcích: "…Nyní se ukázalo, že implantované buňky – například embryonální nebo kostní dřeně – se mohou přeměnit v nové buňky nervové nebo gliové, avšak může to být pouze malá část. Přesto i ostatní implantované kmenové buňky mohou být pro pacienta velmi prospěšné, protože všechny buňky implantované do nervové tkáně produkují látky, které pomohou vlastním buňkám pacienta lépe přežít, eventuálně se množit nebo prorůstat do poškozené oblasti…"

Profesor Anders Björklund z Wallenbergova centra neurověd ve švédském Lundu, který se zabývá především náhradou buněk v mozku pacientů trpících Parkinsonovou chorobou, informoval o zkušenostech s implantacemi kmenových buněk takto nemocným – ve Švédsku jich už bylo provedeno 18. Asi u třetiny pacientů došlo k významnému zlepšení, u další třetiny se snížilo množství léků, u ostatních se neprojevilo zlepšení nebo bylo malé, nebylo však zaznamenáno žádné zhoršení stavu.

Odborníci na sympoziu Zpracování akustické informace v mozku a plasticita se podle profesora MUDr. Josefa Syky, DrSc., z Ústavu experimentální medicíny AV ČR zabývali mj. zpracováním komplexních akustických signálů, především řeči. Řeč je z hlediska sluchového velmi komplikovaná, neboť se skládá z akusticky velice složitých jevů. Dalším tématem debat odborníků byla plasticita, tedy schopnost se měnit, ve sluchovém systému. U člověka je jedním z nejlepších důkazů této plasticity použití kochleárních implantátů, které vedou k pozoruhodným změnám v mozku ve smyslu obnovení schopnosti vnímat řeč, třebaže to někdy trvá dlouho. Profesor Syka informoval novináře i o experimentální tematice, o níž referoval profesor Mriganka Sur z Massachusetts Institute of Technology v Cambridge v USA. "…Převedl zrakovou dráhu, tedy dráhu v mozku, která je určena k vnímání světelných podnětů, do sluchové dráhy. Čili doslova přepracoval funkci mozku."

Profesor Mriganka Sur přiblížil Akademickému bulletinu svůj výzkum. Zdůraznil, že cílem jeho práce je pochopit, jak se vyvíjí kůra mozková a jak se při svém vývoji mění, aby mohla zpracovávat informace. Proto se v jeho laboratoři zjišťuje mimo jiné, zda se dá mozková kůra transformovat například ze sluchové ve zrakovou. A pokud ano, do jaké míry.

"Měníme dráhy v mozku. Podněty přicházející z očí se v normálním případě promítají do zrakových struktur v mozku, včetně zrakové kůry, a zrakové oblasti mozkové kůry zpracovávají vizuální informace. Oblasti sluchové kůry zase dostávají podněty z hlemýždě v uchu, který je součástí sluchového ústrojí, a sluchové oblasti mozkové kůry zpracovávají sluchové informace. My však umíme jednoduchými postupy u novorozených zvířat způsobit, že zrakové informace z oka putují do sluchových struktur mozku. Dále se pak sluchová kůra u těchto zvířat vyvíjí s reakcí na vizuální podněty. Následně zjišťujeme, jak se tím mění sluchová oblast mozkové kůry. Stručně řečeno: Naše experimenty ukazují, že když po nervových drahách náhle postupují podněty z prostředí velice odlišného od běžné situace – vycházejí spíš ze zraku než ze sluchu, ve sluchové oblasti mozku dochází k obrovské změně… Sluchová kůra transformuje své spoje a nyní dokáže zpracovávat zrakové podněty."

Vaše bádání směřuje k pomoci lidem, kteří mají poškozený zrak nebo sluch. Nakolik slibný je váš výzkum a jak dlouho potrvá, než bude možné opravdu pomoci nemocným?

"Naše práce může pomoci lidem několika způsoby. Předně: Ukazuje obrovskou schopnost mozku se měnit. Takže pokud je jedna část mozku poškozena, jiná jeho část může získat nové funkce. Ale upozorňuji, že tyto poznatky nemusí být využitelné okamžitě. I když k tomuto procesu pravděpodobně dochází stále, aniž bychom si to uvědomovali, protože pokud je při vývoji mozku nějaká část poškozena, zbývající části začnou přijímat nové podněty a přejímají nové funkce. Jednou snad bude možné nasměrovat nové podněty do nových oblastí mozku a umožnit jim jiné činnosti. Některé z principů, které jsme objevili, lze též využít k vytvoření sítí neuronů nebo mozkových buněk v laboratorním prostředí, mimo mozek, a pak tyto sítě transplantovat do poškozených oblastí mozkové kůry, aby mohly znovu nabýt nějakou funkci. To také v mé laboratoři aktivně zkoumáme… Naším cílem je elektricky stimulovat skupinu neuronů, aby se mohly určitým způsobem propojit a vytvořit sítě…"

Věnujete se pouze měnění zrakových a sluchových drah? Doufáte, že by se tímto způsobem daly přeměnit i jiné formy vnímání?

"Samozřejmě, protože pro to existují důkazy. Je jich méně, ale jsou velmi zajímavé důkazy z jiných experimentů, že i další části mozku, včetně lidského, mohou nabýt jiných funkcí. U lidí, kteří kvůli genetickým poruchám nemají zrak nebo zrakové dráhy, přesto existuje zraková oblast mozkové kůry a nabírá nové funkce. Podobně u lidí bez vláskových buněk v hlemýždi, kteří nemají žádné sluchové dráhy, existuje sluchová oblast mozkové kůry a zapojuje se do nových funkcí, například zrakových… Našim experimentům odpovídá i to, že u lidí slepých od narození dochází ke zpracovávání sluchových podnětů v oblastech mozku a mozkové kůry vyhrazených zrakovému systému. Vyvíjející se mozek má tedy ohromný potenciál být plastický – a my teprve začínáme chápat tento potenciál a principy, na jejichž základě se takováto plasticita realizuje. Nepochybně dokážeme některé z těchto principů využít pro pomoc lidem s poškozením mozku," odpověděl profesor Mriganka Sur z USA.

V souvislosti s touto problematikou upozornil profesor Josef Syka novináře na další diskutovanou oblast výzkumu:

"Když sledujete například otázku zrakového vnímání, už dlouho je známo, že se již z oka zraková dráha funkčně rozděluje na část, která nám říká, jaký je dotyčný zrakový podnět, tedy co to je. Pak je druhá část, která říká, kde to je. Tyto dráhy jsou od sebe oddělené již ze sítnice a směřují také do úplně jiných míst v mozku, v mozkové kůře. Dráha, která sděluje, kde něco je, nakonec směřuje až do čelního laloku, kde jsou řízeny oční pohyby, což má svou logiku… Dráha, která sděluje, co to je, směřuje například do oblasti mozkové kůry specificky určené ke vnímání barev… Podobné rozdvojení, podobné dráhy se teď pokoušíme identifikovat ve sluchu. Takže jedna z přednášek bude právě o otázce, zda ve sluchu existuje také co a kde. A zdá se, že určité důvody k tomu jsou, protože v každém případě je rozdíl ve vnímání toho, kde se nachází zdroj zvuku, a například o jakého jde řečníka – lidský sluch má úžasnou vlastnost rozeznat kvalitu hlasu řečníka: nemusíte nikoho vidět, ale slyšíte jeho hlas a poznáte ho… To je právě ono co. A pak je ono kde, což je už něco jiného; prostorové vnímání je založeno především na vnímání zvuku oběma ušima. Zdá se, že i ve sluchovém systému existují takové dva od sebe oddělené systémy. To nás teď zajímá…"

Vědci se podle profesora Syky na sympoziu věnovali i problematice slyšení ve stáří. Ukazuje se totiž, že u pokusných zvířat se při stárnutí mozku zhoršuje funkce tzv. tlumivých mediátorů, tlumivých přenašečů. Pokud se prokáže, že k tomu dochází i u člověka, najde se jistě možnost, jak pomocí léků alespoň částečně funkci těchto mediátorů nahradit a zlepšit tak sluch starších lidí.

Dalším hostem pražského kongresu o mozku byla profesorka Nina Krausová z katedry komunikačních věd, neurobiologie a fyziologie Northwestern University v USA. Zabývá se biologickými základy vnímání a zpracování řeči a vnímáním hudby. Na sympoziu o sluchu se zaměřila na možnosti, jak zlepšit vnímání řeči u dětí, které mají problémy s učením. Jak vysvětlila v rozhovoru pro Akademický bulletin, ukazuje se, že některé z těchto dětí mají opravdu potíže se zpracováním mluveného slova, zejména v hlučné třídě.

"My jsme k této otázce přistoupili dvěma způsoby: jeden zahrnuje nácvik, druhý se týká změn a posílení akustických signálů, které mohou děti při řeči zachytit. Zjišťujeme, že opravdu dochází k významným změnám ve vnímání, že děti vnímají zvuk lépe. Zajímáme se však i o neurofyziologické mechanismy, jimiž se vlivem tréninku a posilování zmiňovaných signálů mění v mozku centrum pro zpracování řeči. Nyní máme představy alespoň o některých procesech, které zde hrají roli, a vidíme, že samo základní kódování zvuku a jeho struktury se může v mozku změnit, pokud se vám dostalo příslušného tréninku nebo pokud jsou například signály akusticky zesíleny, aby byly jasnější."

Jak dlouho potrvá, než z vašeho výzkumu vzejde nějaká praktická technika, která by pomohla handicapovaným lidem?

"Myslím, že již teď vidíme některé praktické aplikace. U mnoha aspektů této práce bude určitě trvat dlouho, než se zcela zavedou do praxe, ale už využíváme skutečnosti, že můžeme velice objektivně monitorovat reakce mozku na zvuk: Například u některých dětí s problémy učení je tempo v činnosti nervových vláken trochu porušeno, je tam kolísání. A my je můžeme objektivně měřit … dítě nemusí provádět žádné úkoly, stačí měřit reakci jeho mozku. Je velká výhoda umět zjistit, jestli se u dítěte projevuje nějaká časová prodleva při zpracovávání sluchové informace. Z diagnostického hlediska by to mohlo být opravdu užitečné. Navíc jsou tyto procesy plastické, mění se na základě zkušenosti. Proto se také může těchto fyziologických pochodů využít k monitorování změn v reakci mozku na zvuk. Ty se někdy projeví dokonce ještě dříve, než zaznamenáte změnu v chování dotyčné osoby. Je to podobné, jako když cvičíte hru na hudební nástroj: Hrajete a hrajete stále dokola a zdá se, že se nelepšíte. Kdybyste však měřili reakci mozku, uvidíte ještě předtím, než zaznamenáte zlepšení, že se něco mění, něco se děje."

Podle profesorky Niny Krausové mohou mít některé problémy s řečí genetický základ, jindy působí faktory prostředí, někdy je to kombinace obojího.

"Často však musíme říci, že prostě nevíme, proč je pro některé děti problém například naučit se číst. Ovšem čtení zahrnuje kombinaci sluchových a vizuálních podnětů, a pokud se do mozku nedostávají sluchové podněty v tom správném okamžiku, dovedete si jistě představit, že pro dítě může být obtížné spojit si zvuk s obrázkem písmenka."

Odborníci, kteří se sjeli do Prahy, aby si vyměnili nové poznatky o mozku a jeho fungování, se zabývali tak širokým spektrem otázek, že je v tomto článku zdaleka nemůžeme všechny zachytit. Další podrobnosti například o výzkumu bolesti či komunikaci v mozku proto přineseme v některém z příštích čísel. Už nyní však můžeme vyjádřit naději, že 6. světový kongres o výzkumu mozku přispěje k řešení alespoň některých problémů, které nás dnes sužují.

JANA OLIVOVÁ