Hvordan tilpasser hjernen seg: Innsikt fra MR-forskning

Mennesker har en enestående evne til å tilpasse seg omgivelsene gjennom ulike kognitive funksjoner, men vi forstår fortsatt ikke hvordan hjernen dynamisk arbeider med de ulike funksjonene. For å kunne utforske dynamiske prosesser i hjernen bruker vi magnetisk resonansavbildning (MR). MR-avbildning kan gi detaljerte bilder av hjernens struktur, funksjon og kjemiske signaler. På 1980-tallet førte utviklingen av funksjonell MR (fMRI) til at det ble mulig å indirekte måle hvilke deler av hjernen som er aktive under ulike oppgaver, ved å se på oksygennivået i blodet (BOLD-signalet). MRS er en annen type MR-avbildning som måler mengden av spesifikke kjemiske stoffer i hjernen, slik som glutamat og GABA som er blant de viktigste nevrotransmitterne for hjernens aktivitet. fMRI og MRS kan brukes for å kartlegge strukturer og kjemiske prosesser i hjernen, som til sammen skaper informasjonsrike datasett.

I dette doktorgradsprosjektet ble friske deltakere undersøkt ved bruk av MR-avbildning for å undersøke hvordan ulike hjernenettverk, som "default mode network" (DMN) og "extrinsic mode network" (EMN), endrer aktivitetsnivå ved ulike oppgaver og i hviletilstand. Gjennom flere skanninger på både individ- og gruppenivå, ble hjerneaktivitet, atferd og nivåene av spesifikke nevrotransmittere undersøkt. Studiene viser at hjernens kommunikasjon er kompleks, og at ulike analyser og avbildningsteknikker må kombineres for å forstå hvordan nettverkene samhandler og påvirker kognitive prosesser. Kombinasjonen kan gi en mer helhetlig forståelse av komplekse kognitive prosesser og kan legge grunnlaget for fremtidige studier, og utvikling av nye behandlingsmetoder innenfor psykiatri og nevrologi. 

Arbeidet ble utført ved Institutt for Biologisk og Medisinsk Psykologi, Det psykologiske fakultet, Universitetet i Bergen. Undersøkelsene som inngår i studiene, ble gjennomført i samarbeid med forskningsmiljø ved Haukeland universitetssjukehus som en del av Bergen fMRI-gruppe. 

Personalia
Katarzyna Anna Kazimierczak (f. 1991) fullførte i 2015 sin masterutdanning som ingeniør i biomedisin ved Det Tekniske Universitetet i Lodz, Polen og har i perioden 2019-2023 arbeidet som stipendiat ved Institutt for Biologisk og Medisinsk Psykologi, UiB. Hun er tilknyttet Den internasjonale forskerskolen i interdisiplinær nevrovitenskap (IGSIN). Hovedveileder er professor Karsten Specht, og biveiledere er professor Alexander Lundervold (HVL) og doktor Vince Calhoun (TreNDS Center, USA).