Pracownia Neuroplastyczności

Kierownik: Małgorzata KOSSUT

Zespół: Maria Bierzyńska, Kalina Burnat, Anita Cybulska-Kłosowicz, Weronika Dębowska, Katarzyna Giertuga, Karolina Laskowska-Macios, Monika Liguz-Lęcznar, Aleksandra Kaliszewska, Anna Posłuszny, Ewa Siucińska, Renata Zakrzewska, Monika Zapaśnik.

Profil badań

Pracownia bada komórkowe, molekularne i systemowe mechanizmy neuroplastyczności. Nasze badania dotyczą a) mechanizmów plastyczności kory mózgowej gryzoni wywołanej przez uczenie się, b) reorganizacji i plastyczności mózgu po udarze i podczas starzenia, c) plastyczności rozwojowej układu wzrokowego kotów.
Szczególnie interesuje nas rola oddziaływań hamujacych w korze mózgowej podczas uczenia się. Udowodniliśmy wzrost aktywności układu GABA-ergicznego i hamowania synaptycznego zachodzace w wyniku uczenia. Monitorujemy zmiany syntezy GABA, neurony i synapsy GABAergiczne, transportery i receptory GABA. Za pomocą immunoreakcji białek i peptydów współwystępujących z GABA w neuronach i aktywację genów wczesnej odpowiedzi i identyfikujemy zaangażowane w uczenie się obwody neuronalne. Prowadzimy wewnątrzkomórkowe i zewnątrzkomórkowe rejestracje elektrofizjologiczne charakteryzujące zmiany odpowiedzi neuronów zachodzące pod wpływem uczenia.
Osobny projekt poświęcony jest plastyczności mózgu po udarze. Scharakteryzowaliśmy spontaniczną reorganizacje aktywnosci funkcjonalnej mózgu szczura po udarze w korze somatosensorycznej. Znaleźliśmy także upośledzenie plastyczności wokół ogniska udaru. Badamy wpływ stanu zapalnego, rozprzestrzeniającej się depresji i oddziaływań międzypółkulowych na plastyczność poudarową. W badaniu klinicznym śledzimy przy pomocy fMRI zmiany aktywacji mózgu u pacjentów po udarze z syndromem zaniedbywania stronnego poddanych neurorehabilitacji.

W projekcie dotyczącym deprywacji wzrokowej kotów wykazaliśmy, że brak wczesnego doświadczenia wzrokowego upośledza percepcję globalnego ruchu. Pokazaliśmy również, że deprywacja znacznie zaburza rozwój komórek zwojowych siatkówki. Prowadzone są badania nad zmianami anatomicznymi wywołanymi przez deprywację w innych ośrodkach wzrokowych.

Aktualna działalność badawcza

  • Układ GABAergiczny. Wizualizacja synaps hamujących i pobudzeniowych w korze zmodyfikowanej przez uczenie. Badania roli transporterów GABA i interneuronów zawierających somatostatynę i CCK w mechanizmach plastyczności mózgu.
  • Mapowanie mózgu podczas uczenia. Obrazowanie globalnego wzorca aktywacji mózgu myszy na różnych etapach procesu uczenia się. Analiza wzorca aktywacji przy uczeniu z pozytywnym i negatywnym wzmocnieniem. Identyfikacja neuronów zaangażowanych w procesie uczenia się przy pomocy hybrydyzacji in situ genu arc i immunoreakcji białek innych genów wczesnej odpowiedzi.
  • Elektrofizjologiczne korelaty uczenia się. Rejestracje elektrofizjologiczne na skrawkach mózgu myszy transgenicznych z (c-fos/GFP) po treningu warunkowania klasycznego. Zmiany własności wyznakowanych neuronów badane zapisem wewnątrzkomórkowym. Badania regulacji tonicznego i fazowego hamowania w neuronach kory mózgowej.
  • Plastyczność mózgu po udarze. Wizualizacja spontanicznej i indukowanej plastyczności reprezentacji czuciowych w korze mózgowej przy pomocy autoradiografii 2-deoksyglukozy. Obrazowanie techniką fMRI zmian aktywacji mózgu przy neurorehabilitacji jednostronnego zaniedbywania po udarze.

    Wybrane publikacje

    Burnat K, Van Der Gucht E, Waleszczyk WJ, Kossut M, Arckens L. Lack of early pattern stimulation prevents normal development of the alpha (Y) retinal ganglion cell population in the cat. J Comp Neurol. 2012. 1;520(11):2414-29.

    Cybulska-Klosowicz A, Liguz-Lecznar M, Nowicka D, Ziemka-Nalecz M, Kossut M, Skangiel-Kramska J. Matrix metalloproteinase inhibition counteracts impairment of cortical experience-dependent plasticity after photothrombotic stroke. Eur J Neurosci. 2011. 33(12):2238-46.

    Debowska W, Liguz-Lecznar M, Kossut M. Bilateral plasticity of Vibrissae SII representation induced by classical conditioning in mice. J Neurosci. 2011. 31(14):5447-53.

    Grabowska A, Marchewka A, Seniów J, Polanowska K, Jednoróg K, Królicki L, Kossut M, Członkowska A. Emotionally negative stimuli can overcome attentional deficits in patients with visuo-spatial hemineglect. Neuropsychologia. 2011. 49(12):3327-37.

    Jablonka JA, Kossut M, Witte OW, Liguz-Lecznar M. Experience-dependent brain plasticity after stroke: effect of ibuprofen and poststroke delay. Eur J Neurosci. 2012. 36(5):2632-9.

    Kaliszewska A, Bijata M, Kaczmarek L, Kossut M. Experience-Dependent Plasticity of the Barrel Cortex in Mice Observed with 2-DG Brain Mapping and c-Fos: Effects of MMP-9 KO. Cereb Cortex. 2012. 22(9):2160-70.

    Liguz-Lecznar M, Siucinska E, Zakrzewska R, Kossut M. Impairment of experience-dependent cortical plasticity in aged mice. Neurobiol Aging. 2011. 32(10):1896-905.

    Liguz-Lecznar M, Ziemka-Nalecz M, Aleksy M, Kossut M, Skangiel-Kramska J, Nowicka D. Comparison of matrix metalloproteinase activation after focal cortical ischemia in young adult and aged mice. J Neurosci Res. 2012. 90(1):203-12.