Martina Lamberti je 17. oktobra 2024. javno odbranila doktorat. teza „Upoznajte prošlost da biste videli budućnost: pamćenje i predviđanje u in-vitro kortikalnim neuronima“, na Univerzitetu Tvente. Njeno istraživanje baca svetlo na to kako mozak predviđa buduće događaje i formira sećanja. Ovi nalazi bi mogli otvoriti nova vrata u razumevanju neuroloških stanja poput demencije.
Iako je pamćenje opširno proučavano, mnogo manje se zna o tome kako mozak koristi prošla iskustva da bi predvideo buduće događaje na ćelijskom nivou. Naučnici su dugo teoretizirali da je predviđanje stvarna funkcija mozga, ali eksperimentalni dokazi o ovoj funkciji i njenoj povezanosti sa pamćenjem su ograničeni. Lamberti je istraživao ove ćelijske mehanizme uključene u pamćenje i predviđanje i u vezu između dva procesa.
Lambertijev rad pokazuje da su neuroni sposobni da predvide buduće ulaze, pokazujući da je predviđanje opšta funkcija neuronskih mreža. Njeno istraživanje naglašava kako pamćenje ne samo da čuva prošla iskustva već i pomaže mozgu da predvidi šta će se sledeće dogoditi. Ovo otkriće moglo bi pomoći da se objasni zašto se pacijenti sa neurodegenerativnim bolestima poput Alchajmerove borbe bore i sa pamćenjem i sa svakodnevnim donošenjem odluka.
Jedan od ključnih otkrića je stvaranje in vitro modela neuronskih mreža. Ovaj model oponaša stanje mozga, omogućavajući istraživačima da proučavaju kako neuroni formiraju sećanja i daju predviđanja izvan živog tela. U ovom modelu, pokazalo se da neuronske mreže formiraju dugoročna sećanja i koriste informacije iz nedavne prošlosti za predviđanje budućih stimulansa.
Lamberti je kultivisao neuronske mreže na nizovima sa više elektroda da bi zabeležio aktivnost neurona i da bi ih stimulisao. Koristila je dve vrste stimulacije: fokalnu električnu stimulaciju, aktiviranje specifične podgrupe neurona i globalnu optogenetsku stimulaciju. U ovom slučaju, neuroni su tretirani virusom kako bi reagovali na svetlost.
Ova postavka joj je omogućila da proučava formiranje i konsolidaciju pamćenja i odnos između predviđanja i kratkoročnog i dugoročnog pamćenja. Otkrila je da generalno predviđanje zavisi od kratkoročnog pamćenja, ali ako se formira dugoročna memorija, kao što je fokalna električna stimulacija, oslanjanje na kratkoročno pamćenje se smanjuje. Nasuprot tome, nakon globalne optičke stimulacije, kada se ne formira dugoročna memorija, predviđanje ostaje u potpunosti zavisno od kratkoročne memorije.
Razvijajući ovaj sistem, Lamberti je naučnicima pružio vredan alat za istraživanje detaljnih procesa koji stoje iza formiranja memorije i predviđanja. Ovo istraživanje je posebno obećavajuće za istraživanje kako poremećaji mozga utiču na ove funkcije i na kraju bi mogli dovesti do poboljšanih tretmana za stanja vezana za pamćenje.
Lambertijevi nalazi otvaraju nove puteve za razumevanje prediktivnih sposobnosti mozga i procesa pamćenja. Pokazujući koliko su pamćenje i predviđanje blisko povezani na nivou mreže, njeno istraživanje pomaže da se razjasne složene funkcije mozga u donošenju odluka. Ovaj rad ne samo da poboljšava naše razumevanje načina na koji komuniciramo sa svetom oko nas, već takođe pruža čvrstu osnovu za buduća istraživanja neuroloških bolesti.
