Neurobiologie spánku, paměti a kognice

Lidé a zvířata neustále přijímají velké množství informací s různou mírou důležitosti. Některé z přijímaných informací jsou uloženy v mozku ve formě vzpomínek. Jednotlivé paměťové stopy – vzpomínky – jsou dále zpracovány, organizovány a postupně integrovány do větších koherentních celků, které formují naše chápání světa. Tyto integrované komplexní mentální struktury jsou často označovány za kognitivní mapy nebo kognitivní schémata. Naše pracovní skupina se zajímá o procesy organizování různých vzájemně souvisejících informací, reprezentací a vzpomínek v mysli. Tyto procesy studujeme během bdění a spánku za normálních fyziologických podmínek, ale také při poruchách mozku u lidí, a na zvířecích modelech.

V preklinických experimentech zaznamenáváme elektrickou aktivitu populací hipokampálních a neokortikálních neuronů u laboratorních potkanů, zatímco zvířata aktivně zkoumají prostředí, provádějí různé kognitivní úkoly a učí se. Studujeme, jak neuronální aktivita reprezentuje různé aspekty zkušenosti – například prostorový a časový kontext, identitu objektů nebo vztah k druhému potkanovi. Dále nás zajímá, jak je aktivita různých neuronů organizována, tak aby jednotlivé aspekty zkušenosti vytvořily integrovanou reprezentaci zážitku. Naše úvahy o organizaci neuronální aktivity se odvíjejí od teoretických představ buněčných sestav (cell assemblies) a atraktorových sítí. Tyto teoretické koncepty rozvíjíme a testujeme pomocí našich experimentálních dat.

Spánek hraje důležitou roli při upevňování a organizaci naučených znalostí. V naší laboratoři studujeme neuronální procesy probíhající během spánku, které jsou základem kognitivních procesů při upevňování paměti. Naše hypotéza předpokládá, že některé poruchy kognitivních funkcí u mozkových patologií jsou spojeny se zhoršenou nebo dezorganizovanou aktivitou v neuronových sítích mozku. Abychom porozuměli takové neuronální a kognitivní dezorganizaci, zaznamenáváme a studujeme neuronovou aktivitu na zvířecích modelech u mozkových poruch, jako je posttraumatická stresová porucha, psychóza nebo obsedantně-kompulzivní porucha.