Nowoczesne technologie w pionierskiej operacji mózgu

Badanie wykonane przez dra Michała Kucewicza, prowadzącego Laboratorium Elektrofizjologii Mózgu i Umysłu w Katedrze Systemów Multimedialnych Politechniki Gdańskiej oraz udział naukowca w skomplikowanej operacji były możliwe dzięki projektowi First Team Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, realizowanemu w ramach współpracy Laboratorium Elektrofizjologii Mózgu i Umysłu PG (działającego w obrębie Katedry Systemów Multimedialnych WETI, pod egidą Centrum BioTechMed PG), ośrodka medycznego Mayo Clinic (Rochester, USA) i Uniwersytetu Medycznego im. Piastów Śląskich we Wrocławiu. W trakcie operacji przytomny pacjent wykonywał zadania wymagające zaangażowania pamięci z użyciem techniki śledzenia wzroku i oprogramowania zainspirowanego wcześniej opracowaną w KSMM technologią „CyberOko” autorstwa zespołu kierowanego przez prof. Andrzeja Czyżewskiego. Do badania wykorzystano aparaturę zakupioną ze środków projektu. – Skorzystaliśmy z wyjątkowej okazji, aby zarejestrować aktywność mózgu i ruchy oka oraz zwężanie i rozszerzanie się źrenic za pomocą zaawansowanego systemu do śledzenia wzroku, działającego na zasadzie technologii "CyberOko": ze specjalną kamerą na podczerwień i monitorem komputerowym umieszczonym przed pacjentem podczas operacji – wyjaśnia dr Michał Kucewicz, który w swojej pracy naukowej i w ramach działalności Laboratorium Elektrofizjologii Mózgu i Umysłu PG (Brain and Mind Electrophysiology Lab) zajmuje się m.in. badaniem świadomości człowieka i mechanizmami ludzkiej pamięci.

Prowadzony projekt badawczy może być przełomem w badaniu mechanizmów ludzkiej pamięci oraz w walce z chorobą Parkinsona.

– Badania tego typu, z użyciem specjalnych elektrod wszczepionych głęboko i śródoperacyjnych testów pamięci ze śledzeniem wzroku, są przełomowe i to zarówno w skali krajowej, jak i międzynarodowej – podkreśla prof. Andrzej Czyżewski, kierownik Katedry Systemów Multimedialnych PG. Pierwsza taka operacja w Polsce Operacja tego typu odbyła się po raz pierwszy w Polsce, m.in. dzięki możliwości zakupu specjalistycznej aparatury do rejestracji fal mózgowych ze środków grantu FNP i dzięki wspólnym wysiłkom zespołu neurochirurgów, neurologów, inżynierów biomedycznych oraz neuronaukowców. Znaczenie społeczne badania dra Michała Kucewicza polega m.in. na przeniesieniu do Polski nowej amerykańskiej metodyki implantowania i monitorowania pracy mózgu oraz na poznawaniu na tej podstawie mechanizmów funkcjonowania ludzkiej pamięci. W eksperymencie przeprowadzonym podczas operacji w Uniwersyteckim Szpitalu Klinicznym im. Jana Mikulicza we Wrocławiu, pod kierownictwem prof. Pawła Tabakowa i jego zespołu, dr Michał Kucewicz prowadził nagrywanie danych podczas stymulacji mózgu pacjenta. Dane te będą następnie analizowane w kontekście poznawania głębokich struktur mózgu i sposobów stymulacji, które mogłyby polepszyć nie tylko zdolności poruszania się niezdolnych do tego pacjentów, ale także ich funkcje poznawcze, takie jak zapamiętywanie. Wpisuje się to w założenia działalności Laboratorium Elektrofizjologii Mózgu i Umysłu PG, które wprowadza badania nad technologiami do polepszania pamięci do leczenia chorób mózgu. Dokonane nagrania sygnałów z elektrod zaimplantowanych w mózgu były elementem terapii objawów choroby Parkinsona i zaburzeń ruchowych techniką tzw. Głębokiej Stymulacji Mózgu (Deep Brain Stimulation – DBS). W tej terapii stymulacja elektryczna jest prowadzona z pomocą specjalnych elektrod wszczepianych do mózgu przytomnego pacjenta, wykonującego różne zadania ruchowe w celu oceny natychmiastowych efektów stymulacji na sali operacyjnej.