English version of this page

Dynamical Systems Neuroscience Collaboratory

DSyNC (Dynamical Systems Neuroscience Collaboratory) er et laboratorium for hjerneforskning som ble etablert ved UiA i Kristiansand i 2022. Det ledes av forskerne Hanne og Tor Stensola.

Illustrasjon av hjerneforskere

Kontakt

Bilde av Hanne Stensola
Hanne Stensola
Førsteamanuensis
E-post
hanne.stensola@uia.no
Telefon
+47 38 14 10 28

 

Bilde av Tor Stensola
Tor Stensola
Førsteamanuensis
E-post
tor.stensola@uia.no
Telefon
+47 38 14 10 27

I DSyNC jobber vi med å forstå hvordan sanseprosesser og læring styres av interne generative prosesser. Vi bruker luktsystemet i mus som modellsystem, og er interessert i hvordan statistisk læring tas i bruk både algoritmisk og biologisk i cellenettverk i hjernebarken. Mer spesifikt er vi interessert i hvordan sanserepresentasjoner blir knyttet opp mot identitet (luktobjekter) og hvordan identitet formes.

Naturlige lukter består typisk av flere hundre forskjellige kjemikalier. Hvordan hjernen etablerer hvilke av disse som best definerer spesifikke luktobjekter over tid, og best separer disse fra andre luktobjekter, har vi først nå begynt å forstå.

Det er allerede godt etablert at noen av disse prosessene, kjent som ‘pattern completion’ og ‘pattern separation’, opererer i første del av lukthjernebarken, men prinsippene for hvordan disse oppstår og opererer på cellenivå er helt ukjente.

For å tilnærme oss disse prosessene brukes high-yield «in vivo» elektrofysiologi i våkne mus, sammen med optogenetiske metoder for å manipulere nevral aktivitet. Vi benytter oss også av høykapasitets adferdsmonitorering gjennom egenutviklet virtual reality for mus som gir veldig god eksperimentell kontroll på sanseinntrykk inkludert lukt.

DSyNC er første ledd i en større satsning på nevrovitenskapelig grunnforskning i regi av UiA. Dette initiativet ble muliggjort av generøs støtte fra flere lokale aktører i Kristiansand, inkludert Rasmussen Gruppen, Skeie familien, Sparebanken Sør og Sørlandets Kompetansefond i tillegg til UiA. Det planlegges med tiden å etablere flere laber utover DSyNC.

Hva er nevrovitenskap?

Å forstå hjernen på grunnleggende mekanistisk nivå er målet med vår grunnforskning. Dette er viktig på flere plan. Vi er som mennesker og dyr helt definert ut fra hjernene våre. Å forstå hjernen er i essens å forstå oss selv som individer og art.

Hjernens utrolige egenskaper er en spennende grobunn for utvikling av nye teknologier. Spesielt kunstig intelligens har hatt rikt utbytte fra nevrovitenskap, og mange grunnleggende teorier i kunstig intelligens har sitt opphav i nevrovitenskapen.

På andre siden er hjernen også et organ hvor feil kan oppstå som gir alvorlige konsekvenser for individet såvel som samfunnet. Hjernepatologi og psykopatologi påfører lidelse for de rammede og deres nærmeste, og skaper i tillegg enorme kostnader på samfunnsnivå.

Man kan ikke fikse noe man ikke forstår, og forståelse av hvordan hjernens cellenettverk fungerer trengs for å kunne utvikle trygge og effektive behandlingsmetoder samt redusere deres sidevirkninger. Denne utviklingen er også fordelaktig for farmakologi siden bedre forståelse av hjernemekanismer fører til bedre utvikling av målrettede preparater med bedre behandlingseffekter og færre bieffekter.

Kroppen, inkludert hjernen, er vanligvis svært dyktig til å selv rette på feil som oppstår i systemet. Nevrovitenskapelige innsikter kan bidra til å forstå hvordan vi bedre kan bruke hjernens egne helende prosesser til å forebygge problemer som i dag krever medisinering eller andre inngrep.

Nevrovitenskap er studiet av sentralnervesystemet inkludert hjernen. Alt tyder på at hjernen er opphavet til bevissthet og alle opplevelser, følelser og minner som følger fra det. Hvordan hjernen bruker sansene til å bygge opp en opplevelse og forståelse av virkeligheten er et av de sentrale spørsmålene i nevrovitenskap.

Forskning gjennom de siste tiårene har vist at persepsjon er kritisk avhengig av aktivitet som oppstår inne i hjernen selv, ikke bare den som settes i gang gjennom sanseorganene. Dagens teorier sier at denne interne aktiviteten er nødvendig for å kategorisere sanseinntrykk og bruke disse for å forutse hva som skjer i fremtiden. Dette er viktig blant annet fordi hjernen blir bombardert med sanseinntrykk og må lære å prioritere hva som skal prosesseres nøye ut fra forventninger for å være effektiv. Disse prosessene er helt avhengig av ulike former for læring.

Dyrevelferd

I vårt nevrovitenskapslaboratorium på UiA er vi avhengige av å bruke mus i forskningen. Forskning på mus er så verdifull fordi deres hjerner er nokså like menneskehjerner.

Forskerne våre, Hanne og Tor Stensola, tok sine doktorgrader hos nobelprisvinnerne May-Britt Moser og Edvard Moser ved NTNU. Her ble de lært opp både teknisk og etisk til å
alltid tenke dyrevelferd.

Prinsipper for forskning

I vårt forskningsarbeid ved nevrolaben har vi tre prinsipper for forskning med dyr:

  • Redusering – vi bruker færrest mulig antall dyr
  • Erstatning – vi bruker alternativer til forsøk med dyr når det er mulig
  • Raffinering – vi bruker alltid de metodene som er best egnet med tanke på dyrenes ve og vel

Sunne dyr

I vår forskning trenger vi friske og sunne dyr. Vi forsker nemlig på hvordan friske og normale hjerner fungerer, og da er det viktig at musene også har det bra når de skal brukes i forskningen. Vitenskapelig hensyn går med andre ord hånd i hånd med etiske hensyn hos oss. Vår egen veterinær følger musene og deres helse tett.

Elektroder måler hjernesignalene til musene våre. Disse er like tynne som hårstrå, og gjør minimalt med skade på hjernevevet når de plasseres i musenes hjerne. Musene får smertelindring og ekstra omsorg og oppfølging etter operasjonen.

Elektrodene er lukket inne i en liten og lett «hatt» på musenes hoder. Disse minner om hørselsimplantater som brukes på mennesker. Tilsvarende teknologi brukes også på mennesker som skal opereres i hjernen.

Museskole

Mus er sosiale vesener, og liker å leve sammen i store grupper. Derfor har vi dem i store bur hos oss. Der har de god boltreplass. Vi utvikler våre egne leker, møbler og andre apparater som skal stimulere musene.

Vi skal faktisk lage en egen museskole hvor de kan øve seg på å løse ulike oppgaver, slik at de ikke opplever stress eller frykt når vi utfører forsøkene våre. Forsøkene våre utformes slik at de skal oppleves positive og engasjere musene så mye som mulig.

Kort fortalt er vi veldig glade i musene på UiAs nevrovitenskapslab. For å
understreke ansvaret vi har for hver og en av dem, får alle musene egne navn.

Nyheter

Se alle