Juniorská výzkumná skupina PeThrS Lab (Perceptual Theory of Schizophrenia) se zaměřuje na validaci percepční teorie schizofrenie (PerTh-Sch), kterou jsme formulovali v rámci naší výzkumné agendy. Tato teorie navrhuje, že nestabilita retinálního dopaminu může být jedním z primárních mechanismů přispívajících ke vzniku a progresi schizofrenie. Podle ní generuje dysfunkce dopaminergních amakrinních buněk sítnice aberantní vizuální signály, které se šíří vizuální drahou a mohou ovlivnit kortikální vývoj, přiřazování významu (salience) a synaptickou reorganizaci, tedy procesy klíčové pro rozvoj psychotických symptomů.

K testování této teorie využíváme čtyři vzájemně se doplňující experimentální přístupy:

Humánní studie – Vyvíjíme neinvazivní nástroj pro měření retinální dopaminové dynamiky pomocí elektroretinografických (ERG) paradigmat s využitím dat od ~80 pacientů po vitrektomii. Současně se věnujeme včasné detekci rizikových populací prostřednictvím eye-trackingových metod.

Animální modely – Na potkaním modelu zkoumáme vliv chemogenetické modulace retinálního dopaminu na vývoj kortikálních sítí. Testujeme hypotézu, že nestabilita retinálního vstupu během vývoje vede k nefyziologickému zrání kortikálních sítí a nadměrnému synaptickému prořezávání.

In silico modelování – Pomocí modelů spikujících neuronových sítí sítnice, LGN a vizuálního kortexu simulujeme efekty dopaminergní a serotonergní modulace na charakteristiky signálu v celé vizuální dráze. Zajímá nás rovněž, zda manipulace se serotonergními a dopaminergními parametry modelu může vést ke vzniku spontánních halucinací.

In vitro studie – Připravujeme protokoly pro práci s retinálními organoidy derivovanými z pacientských iPSC. Cílem je porovnat elektrofyziologické vlastnosti organoidů od zdravých kontrol a pacientů se schizofrenií pomocí multi-elektrodových polí (MEA).

Výzkumné aktivity jsou realizovány v rámci mezinárodních spoluprací, zejména s Karmacharya Lab (Center for Genomic Medicine, Massachusetts General Hospital / Harvard Medical School), laboratoří Prof. Majlindy Lako (Newcastle University, Biosciences Institute), laboratoří Prof. Thomase Eulera (Universität Tübingen) a s Prof. Stevenem Silversteinem a Dr. Paolem Lizanem (University of Rochester).

Skupina je součástí Centra pokročilých studií mozku a vědomí NUDZ. Vedoucí skupiny v současnosti absolvuje postdoktorální stáž na Harvard Medical School (Fulbright-Masarykovo stipendium), kde se věnuje vývoji diferenciačních protokolů pro horizontální a amakrinní buňky z lidských iPSC.