Kembridže smegenis tyrinėjanti mokslininkė apie Alzheimerio ligą: jeigu gyventume ilgai, ja susirgtume visi

Patricija Kilminavičienė, LRT.lt
2020.08.21 05:30
Julija Krupič

Neuromokslininkė daktarė Julija Krupič tik pradėjusi studijas nemanė, kad fiziką iškeis į sudėtingus smegenų tyrimus. Dabar ji turi savo laboratoriją „Krupic Lab“ Kembridžo universitete, kurioje dirba šešių tyrėjų komanda, – visi kartu jie pasinėrę į eksperimentus. Mokslininkė siekia išsiaiškinti, kaip veikia vidinė smegenų GPS sistema, kaip galvoje susidaro vietovių žemėlapiai ir kaip šios žinios gali padėti gydyti Alzheimerio ligą.

J. Krupič tikina, kad Alzheimerio ligos priežastys ir gydymo būdai – ne vienintelė sritis, į kurią gilinasi laboratorijos darbuotojai, tačiau pripažįsta, kad vienas pagrindinių tikslų – padėti kuo anksčiau diagnozuoti šią ligą ir prisidėti prie galimų gydymo metodų. Pasak mokslininkės, jeigu žmonės gyventų pakankamai ilgai, viena iš pagrindinių mirties priežasčių galėtų būti Alzheimerio liga, o kuo žmogus yra vyresnis, tuo mažesnė tikimybė jos išvengti.

Portalui LRT.lt J. Krupič daugiau papasakojo apie savo atliekamus tyrimus, kaip jie susiję su senatvine demencija ir kokie svarbiausi klausimai apie smegenis, į kuriuos visi norėtų turėti atsakymus.

LRT.lt publikuoja interviu iš straipsnių ciklo „Mokslas be sienų“. Kiekvienos savaitės penktadienį pateiksime įdomiausius pokalbius su svetur išvykusiais Lietuvos mokslininkais. Mokslininkai pasakos apie savo atliekamus tyrimus, patirtį užsienyje, karjeros kelio ir gyvenimo vingius.

– Kaip atradote neuromokslus? Kodėl pradėjote tyrinėti smegenis?

– Man visada labai patiko žmogaus protas. Esu fizikė, turiu fizikos bakalauro laipsnį, bet mane visą laiką domino biofizika ir fizikos pritaikymas biologijoje. Kai gavau magistro studijų stipendiją Londono imperatoriškajame koledže, tuo metu dar neturėjau nieko bendro su smegenimis, tai buvo tiesiog fizikos žinių pritaikymas sprendžiant biologinius klausimus. Vienas iš biologinių klausimų buvo susijęs su smegenimis, tik ne su žemėlapiais, o su smegenėlėmis. Man labai patiko, todėl nusprendžiau studijuoti doktorantūrą, susijusią su neuromokslais.

Aš nebuvau priversta išvažiuoti iš Lietuvos, sakyčiau, kad paskatino smalsumas.

Tada visiškai atsitiktinai vienoje paskaitoje sužinojau, kad žmonių smegenyse yra žemėlapiai. Aš niekada apie tai nebuvau girdėjusi. Susisiekiau su žmogumi, kuris atrado šiuos žemėlapius, ir jis priėmė mane studijuoti doktorantūros. Toks mano kelias. Jis nebuvo tiesioginis, tačiau pilnas atsitiktinumų.

Smegenys
Smegenys / Shutterstock nuotr.

– Dabar turite savo laboratoriją, jūsų tyrimai publikuoti prestižiniuose mokslo žurnaluose. Tai kelias, kurį nueina ne kiekvienas mokslininkas. Kokių asmeninių savybių reikėjo, kad pasiektumėte tai, ką turite?

– Drąsos, užsispyrimo, sėkmės – tai nėra savybė, bet jos tikrai reikia daug. Taip pat išradingumo, smalsumo, disciplinos – turbūt visko, ko reikia daugeliui rimtų sričių ir norint į tas sritis įsigilinti.

– Likote gyventi ir dirbti Jungtinėje Karalystėje. Kas privertė palikti Lietuvą?

– Tuo metu rinkausi tarp teorinės fizikos studijų Amsterdame ir biofizikos Londone. Aš nebuvau priversta išvažiuoti iš Lietuvos, sakyčiau, kad paskatino smalsumas.

– Ar svarstėte grįžti į Lietuvą?

– Aš vis dar dirbu su Lietuvos mokslininkais. Tiesą sakant, kol kas labiau pramonės negu mokslo srity, bet tikrai norėčiau turėti daugiau ryšių su Lietuva. Nebūtinai grįžti. Sakyčiau, kad mokslas dabar neturi ribų, sienų. Galbūt skamba kaip klišė, bet taip yra. Dabar mes mezgame labai įdomų bendradabiavimą su kompanija „High Tech“ Lietuvoje. Naudodami jų prietaisus mes darysime kai kuriuos eksperimentus ir bandysime toliau kartu juos plėtoti.

– Aiškinatės žmogaus orientavimosi erdvėje funkcijas, kurias smegenyse atlieka įgimta GPS sistema. Kaip ji veikia?

– Mes ir stengiamės tai išsiaiškinti. Kaip ji veikia, tiksliai nežinome, tik maždaug žinome, ką ji daro. Kai sakome „įgimta GPS sistema“, iš esmės turime omenyje neuroninius tinklus smegenų srityje, kuri vadinama hipokampu. Taip pat yra sritys, komunikuojančios su hipokampu.

Žmonės pradėjo žiūrėti, ką ląstelės daro hipokampe, kaip jos šaudo ir perduoda informaciją. Kokią informaciją perduoda šios ląstelės į hipokampą? Žmonės pamatė, kad šios gyvūnų – žiurkių, pelių, vėliau pasirodė, kad ir žmonių, beždžionių – ląstelės yra aktyvios jiems esant konkrečioje vietoje. Skirtingos ląstelės pasirenka skirtingas vietas, bet iš esmės visos reaguoja į vietą. Vadinasi, kai žiūrime į jų visų veiklą, matome, kad hipokampas turi vietų žemėlapį, leidžiantį pereiti iš vienos vietos į kitą.

Tyrėjai pašalino hipokampą iš smegenų ir pamatė, kad tada gyvūnas yra visiškai pasimetęs, negali rasti kelio iki vietos, kur būtų maisto, kur jo buveinė ir pan. Žmonės, turintys įgimtų arba senatvinių problemų, turi ir atminties, ir orientavimosi sutrikimų.

Sakyčiau, kad mokslas dabar neturi ribų, sienų.

– Vieni žmonės lengviau orientuojasi erdvėje, kiti – sunkiau. Ar pavyko išsiaiškinti, nuo ko tai priklauso?

– Tai gali priklausyti nuo pačių įvairiausių dalykų, reikėtų nagrinėti konkrečius atvejus. Jeigu žmonės patologiškai blogiau orientuojasi, pavyzdžiui, sergantys Alzheimerio arba kita liga, tai susiję su hipokampo patologija. Bet netgi sveiki individai savo amžiaus kategorijoje orientuojasi geriau arba blogiau, tai nebūtinai susiję su patologija. Priežastys turbūt genetinės, aplinka irgi turi įtakos.

Pavyzdžiui, žmonės, kurie vairuoja taksi Londone, turi didesnį hipokampą. Greičiausiai taip yra todėl, kad vairuodami, naudodami savo navigacinę sistemą iš esmės padidino tą smegenų sritį. Jeigu taksi vairuotojas nustojo dirbti šį darbą, hipokampas nebėra toks didelis.

Smegenys
Smegenys / Adobe Stock nuotr.

– Esate sakiusi, jog norėtumėte, kad jūsų atliekami tyrimai padėtų efektyviau diagnozuoti ir gydyti Alzheimerio ligą. Kaip viskas, ką tiriate, susiję tarpusavyje ir kaip tai turėtų padėti Alzheimerio liga sergantiems žmonėms?

– Alzheimerio liga prasideda smegenų srityje, vadinamoje entoraliniu korteksu. Žmonės pastebi, kad pamiršta daugiau dalykų, prasčiau orientuojasi, ir ilgainiui, ligai vystantis, ima vis daugiau pamiršti, prasideda visiška demencija.

Jeigu pasižiūrėsite, kas vyksta su smegenimis, kai turime elgesio fenotipą, yra taip, kad entorialiniame kortekse pradeda kauptis baltymai, susiję su šia liga. Jie koreliuoja su pažeidimais. Po kurio laiko baltymai pradeda keliauti į hipokampą. Pasižiūrėjus, kaip keičiasi žmogaus atmintis ir kiti gebėjimai, matyti, kad viskas labai pablogėja, entorialiniame kortekse žūsta daug ląstelių.

Jeigu žmogus gyventų 200 metų, viena didžiausių mirties galimybių atsirastų iš tikimybės susirgti Alzheimerio liga.

Sekant toliau vis daugiau baltymų kaupiasi hipokampe, ten ląstelės pradeda žūti, paskui baltymai išeina į smegenų žievę – ta stadija jau asocijuojasi su visiška demencija.

Mes dirbame su neurologais ir žmonėmis, kurie domisi tų baltymų sąveika su ląstelėmis, kad galėtume suprasti, kaip šie baltymai veikia ląsteles, kaip jie keliauja iš vienos srities į kitą.

Kitas dalykas – bandome išsiaiškinti ir pasiūlyti elgesio testus, kurie padėtų geriau diagnozuoti ligos stadiją. Nors šiuo metu neturime labai veiksmingų Alzheimerio ligos gydymo būdų, tikimės, kad kada nors turėsime. Sergant šia liga žūsta neuronai, todėl labai svarbu sugauti kuo ankstyvesnę ligos stadiją, kol neuronai nežuvo hipokampe ar smegenų žievėje. Galbūt žmogui nepatogu gyventi ir turint silpnų atminties sutrikimų – kai pamiršta, kur raktus padėjo, – bet tai nėra tas pat kaip ligos stadija, kai žmogus net neprisimena savo vardo.

Julija Krupič
Julija Krupič / Asmeninio archyvo nuotr.

– Ar tai ir yra jūsų pagrindinis tikslas? Norite rasti sprendimą, kaip kovoti su Alzheimerio liga?

– Nežinau, ar pagrindinis, bet tai vienas didžiausių mūsų laboratorijos tikslų ir turbūt apskritai pasaulio mokslininkų. Tai tikrai sunki liga, beveik 100 proc., kad visi ja susirgs, tai tik laiko klausimas. Šios ligos didžiausias veiksnys yra amžius. Yra daugybė būdų padėti žmonėms, sergantiems širdies ligomis, bet galiausiai dauguma suserga Alzheimerio liga. Bent jau dabar taip atrodo.

– Vadinasi, jeigu žmogus gyvena pakankamai ilgai ar galbūt net per ilgai, yra 100 proc. tikimybė susirgti Alzheimerio liga?

– Gal drąsu sakyti, kad 100 proc. tikimybė, bet amžius yra didžiausias Alzheimerio ligos rizikos veiksnys. Sergančiųjų procentas dramatiškai didėja senstant. Išeitų, kad jeigu žmogus gyventų 200 metų, viena didžiausių mirties galimybių atsirastų iš tikimybės susirgti Alzheimerio liga.

Klausimų yra daugybė, nes galiausiai mes esame mūsų smegenys. Viskas yra svarbu.

– Ką dar norite pasiekti savo tyrimais?

– Kaip laboratorija siekiame suprasti, kaip apskritai veikia hipokampas, kaip šie žemėlapiai susikuria, kaip jie bendrauja su kitomis smegenų dalimis, kad sukurtų mums erdvės potyrį ir išlaikytų jį stabilų. Vienas dalykas – turėti žemėlapį, kurį galima naudoti einant iš vienos vietos į kitą, kitas dalykas – kad tas žemėlapis yra labai stabilus.

Tiesą sakant, jeigu kalbame apie ligas, apie tai, kaip turi veikti normalaus, nesergančio individo ląstelės, mes manome, kad savo žiniomis galime padėti.

Smegenys
Smegenys / Adobe Stock nuotr.

– Kokias įžvelgiate neuromokslų perspektyvas? Ką galima nuveikti šioje srityje?

– Daug ką. 21 amžius, mano manymu, yra neuromokslų amžius. Vien dėl technologinės pažangos, ką mes galime padaryti, ko negalėjome anksčiau. Smegenys yra labai mažai suprastos, mes daug ką žinome, bet dar daugiau nežinome. Galima atsakyti į labai daug fundamentalių klausimų. Kitas dalykas – kaip visa tai pritaikyti.

Dabar labai populiarus dirbtinis intelektas. Nors jis buvo ir anksčiau, išpopuliarėjo dėl neuromokslų. Daug idėjų ir daug pritaikymo būdų kilo iš to. Manau, kad ir savaime važiuojantys automobiliai, panašūs techniniai sprendimai rasis iš inžinerijos ir neuromokslų kombinacijos.

Neuromokslai yra fantastiški tuo, kad kampai, iš kurių galima žiūrėti į problemą ir su kuo galima dirbti, yra labai platūs. Mes dirbame ir su inžinieriais, ir su neurologais, ir su vaistų pramone. Todėl manau, kad galimybių šiame amžiuje tikrai labai daug.

Koks svarbiausias klausimas apie smegenis, į kurį, jūsų manymu, būtina atsakyti kuo greičiau?

– Manau, žmonėms labai rūpi sužinoti, kas yra sąmonė, bet mes net arti to nesame, net nežinome, už ko griebtis. Tai labai fundamentalus klausimas.

Kitas, aišku, susijęs su ligomis. Ne tik su Alzheimerio liga ir demencija, bet ir su depresija. Aš galbūt esu šališka, bet manau, kad ligos, susijusios su atmintimi, emocijomis, gerove, tikrai labai stipriai mus veikia.

Klausimų yra daugybė, nes galiausiai mes esame mūsų smegenys. Viskas yra svarbu.