Lepiej zrozumieć neuronowe podstawy funkcji ludzkiego mózgu

08-05-2023

Dr hab. inż. Katarzyna Znajdek z Katedry Przyrządów Półprzewodnikowych i Optoelektronicznych odbywa staż badawczy w laboratorium NanoLab, New York University, finansowany przez Fundację Kościuszkowską. Ma on na celu realizację projektu „Dopamine mapping with next-generation neural probes based on nano-graphitic electrochemical sensors for multi-site recording of neuromodulators in the brain”. Laureatka stypendium pisze o badaniach prowadzonych w amerykańskiej uczelni.

 

 

Rozpoczynając mój staż badawczy w New York University dołączyłam do zespołu NanoLab należącego do Wydziału Elektroniki i Informatyki - Department of Electrical and Computer Engineering, Tandon School of Engineering. Stypendium na odbycie sześciomiesięcznego stażu naukowego w tej amerykańskiej uczelni uzyskałam w konkursie Fundacji Kościuszkowskiej, znajdując się w interdyscyplinarnej grupie 36 laureatów „The KF Exchange Program to the United States” na rok akademicki 2022/2023. Fundacja Kościuszkowska istnieje od roku 1925 wspierając polsko-amerykańską wymianę naukową i akademicką, nie ograniczając tematyki dziedzin ani dyscyplin podejmowanej współpracy.

Dr hab. inż. Katarzyna Znajdek w NanoLab Dr hab. inż. Katarzyna Znajdek w NanoLab

foto: arch. autorki

Mapowanie i rejestrowanie stężeń dopaminy

Tematyka prac badawczych, w których uczestniczę dotyczy nowoczesnych rozwiązań technologicznych, mających na celu opracowanie i wytworzenie systemu do precyzyjnego mapowania i rejestrowania stężeń dopaminy w mózgu z wykorzystaniem mikroczujników elektrochemicznych, wykonanych z materiałów na bazie grafenu.

Tworzenie dokładnych map poziomów dopaminy obejmujących cały badany obszar (nie tylko pomiary w wybranych punktach), możliwe jest dzięki połączeniu sensorów w matryce sond rejestrujących dane w czasie rzeczywistym z wysoką rozdzielczością czasoprzestrzenną. Jeśli detekcja dopaminy przez czujniki będzie prawidłowa i stabilna w czasie to mamy sukces.

Umożliwi to wykrywanie nieprawidłowych poziomów tego neuroprzekaźnika, które są odpowiedzialne za powstawanie neurologicznych zaburzeń psychicznych, takich jak schizofrenia, choroba Parkinsona, ADHD czy uzależnienia od narkotyków. Mapowanie dopaminy z wysoką rozdzielczością czasoprzestrzenną jest bardzo ważne w celu zdefiniowania neuronalnego podłoża tych zaburzeń, a tym samym lepszego zrozumienia funkcji mózgu.

NanoLab w New York University

Zespół NanoLab specjalizuje się w fizyce materiałów elektronicznych, syntezie materiałów warstwowych, nanoprodukcji urządzeń elektronicznych oraz w pomiarach elektrycznych. Jest to wiodący zespół badawczy na świecie, zajmujący się tematyką wielomiejscowej rejestracji poziomów dopaminy. Badania są prowadzone pod kierunkiem prof. Davooda Shahrjerdi, który jest liderem badawczym i kierownikiem NYU NanoLab. Profesor Davood Shahrjerdi jest światowej klasy specjalistą w dziedzinie elektroniki, nanotechnologii i bioelektroniki, który nieustannie poszukuje komercyjnych zastosowań swojej pracy badawczej. Potwierdza to jego wysoki dorobek patentowy i wdrożeń przemysłowych. Jest on również otwarty na współpracę i wymianę akademicką, do której zachęca studentów i kadrę naukową Politechniki Łódzkiej.

Korzyści ze stażu

Możliwość pracy ze światowej klasy specjalistami na jednej z najlepszych światowych uczelni jest dla mnie nie do przecenienia. Dzięki możliwości bezpośredniego udziału w tych badaniach zdobywam nową wiedzę i niepowtarzalne doświadczenie. Moją motywacją jest możliwość dzielenia się tą wiedzą i wdrażanie zdobytego doświadczenia w swojej pracy na Politechnice Łódzkiej po powrocie do Polski.

Życie w Nowym Jorku w połączeniu z tak interesującą i pełną znaczenia pracą naukową jest spełnieniem jednego z moich marzeń. Zachęcam wszystkich aby spróbowali sięgnąć po tego rodzaju doświadczenie.