Forskningsprojektets videnskabelige titel

Reconfigurations in Large-Scale Brain Networks- ReScale

Forskningsinstitution

Københavns Universitet

Institut for Idræt og Ernæring, Københavns Universitet

Fagområde

Integrativ Fysiologi

Kontaktinfo

Email: anke@nexs.ku.dk

Forskningsleder

Anke Karabanov

Lektor

Projekttitel

Reconfigurations in Large-Scale Brain Networks

Hvad handler dit projekt om?

Hjernen styrer et rigt repertoire af bevægelser, men ingen af disse komplekse bevægelser kan realiseres af et enkelt område i hjernen. Så uanset om vi vil spille klaver, kaste en bold eller blot knappe en skjorte, så kan vi kun gøre det, fordi hjernen orkestrerer kommunikation mellem specialiserede hjerneregioner, der hver for sig bearbejder aspekter af motorisk eller sensorisk kontrol, såvel som opmærksomhed og andre kognitive funktioner i et dynamisk netværk. De samordnede aktivitetsmønstre, der opstår, påvirker hvilke hjerneområder, der kan kommunikere med hinanden, og disse selvorganiserede mønstre ændrer sig løbende baseret på situationen. Med alderen bliver disse netværk mindre bevægelsesspecifikke, men det er er i øjeblikket uklart, hvordan det påvirker evnen til at udføre komplekse bevægelser og evnen til at reorganisere under indlæring. Dette begrænser vores forståelse af, hvordan man bedst understøtter hjernens sundhed og funktion, når vi bliver ældre, og det samme gør sig gældende ved en lang række motoriske lidelser. For at få indsigt i hvordan samspillet mellem aldring og erfaring ændrer aktivitetsmønstre mellem forskellige hjerneområder, vil jeg kombinere funktionel billeddannelse af hjernens aktivitetsmønster med netværksvidenskabelige analyseværktøjer til at kortlægge interaktioner mellem alder, indlæring og netværksfleksibilitet i hjernen.  Jeg tester også, om livsstilsvalg som regelmæssig fysisk aktivitet kan beskytte ”ungdommelige” aktivitetsmønstre i den aldrende hjerne, og jeg vil bruge ikke-invasiv hjernestimulering til at undersøge, om specifikke kommunikationsmønstre er særligt gavnlige for sund aldring. Mine fund vil forhåbentlig markant forbedre vores forståelse af, hvordan dynamiske tilpasninger i hjernenetværk ændrer sig i løbet af livet.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Allerede som teenager var jeg fascineret af, hvordan hjernen genererer tanker, handlinger, minder og følelser. Efter min studentereksamen var jeg både tiltrukket af at læse neurobiologi og psykologi, men i stedet blev kognitionsvidenskab det perfekte match for mig. Det tillod mig at fokusere på hjernen ud fra et tværvidenskabelig tilgang.
Jeg finder det særligt fascinerende at undersøge, hvordan hjernen styrer bevægelse, da bevægelse er den eneste måde, hjernen kan påvirke omgivelserne, hvilket betyder i sidste ende, at alle kognitive funktioner udviklede sig til at indlede eller påvirke bevægelser. Den tværfaglige tankegang, som kendetegnede af min uddannelse har været et ledende princip også for min forskning og hjælper mig med at kombinere neurovidenskab, sportsvidenskab og datavidenskab til at udforske spørgsmål inden for motorisk kontrol og motorisk indlæring.

 

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Et unikt perspektiv af mit projekt er, at det sammenbinder ændringer i hjernens aktivitetsmønster over forskellige tidsskalaer: Ved at forbinde hurtige tilpasninger der sker i løbet af sekunder med reorganisering af aktivitetsmønstre, der opstå over dage og år vil projektet give nye indsigter i balancen mellem stabilitet og fleksibilitet i den menneskelige hjerne. Et andet unikt perspektiv er, at jeg styrker specifikke aktivitetsmønstre med hjælp af elektromagnetiske impulser. Dermed kan jeg teste direkte om specifikke netværkskonfigurationer forbedrer motorisk kontrol i den aldrende hjerne. En faktor, der gør det udfordrende at undersøge den aldrende hjerne er, at aldringsprocessen ikke påvirker mennesker ensartet. Det betyder, at kronologisk alder ikke altid er en god indikator for "biologisk alder". Derfor vil jeg måle en del fysiske og kognitive parametre til at skabe et aldringsindeks med mere biologisk relevans end leveår.

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

Mit projekt vil identificere strategier som ældre kan bruge i deres hverdag til at vedligeholde motoriske evner og hjernens sundhed. Projektet vil også udvikle metoder der kan bruges til selektivt til at styrke specifikke netværkskonfigurationer. Dette vil hjælpe patienter, der prøver at genvinde manuel kontrol for eksempel efter slagtilfælde.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Sapere Aude-bevillingen har en uvurderlig betydning for min forskerkarriere: Det giver mig tid og ressourcer til fuldt ud at fokusere på de videnskabelige spørgsmål, som jeg er mest interesseret i, og at gøre dette ikke alene, men sammen med et team af talentfulde postdocs og ph.d.-studerende. At etablere min egen og uafhængige forskergruppe er afgørende for at fortsætte min forskning på det højeste internationale niveau. Samtidig vil den anerkendelse, der er knyttet til en Sapere Aude bevilling, styrke minde fremtidige muligheder for at tiltrække finansiering og større nationale og internationale fonde.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg bor på Amager sammen, min mand og to døtre, og vi elsker at udforske både naturen og de mange kulturelle aktiviteter, som København og dens omgivelser tilbyder. Jeg er ret optaget af mit arbejde og min familie, men hvis jeg får tid for mig selv, elsker jeg at løbe, danse tango eller læse en god roman på altanen.

Bopælskommune

København