Fiziološki mehanizmi nevroloških motenj in bolezni

Raziskovalni program »Fiziološki mehanizmi nevroloških motenj in bolezni« sestoji iz štirih sklopov. V prvem sklopu »Patofiziologija in diagnostika okvar perifernega živčevja in skeletnega mišičja« bomo s kombinacijo kliničnih, elektrofizioloških (EMG) in ultrasonografskih (US) metod preučevali periferne nevropatije, bolezni motoričnega nevrona in motnje križnega živčevja. Od kombinacije teh metod si obetamo boljšo določitev mesta in etiologije okvare perifernih živcev, kar je ključno pri odločitvi o vrsti zdravljenja. Kombinacijo EMG in US metod nameravamo uporabiti tudi pri obravnavi polinevropatij in miopatij. Pričakujemo, da nam bo s sistematično obravnavo pacientov s tovrstnimi okvarami uspelo opredeliti značilno kombinacijo EMG in US vzorcev, kar nam bo v pomoč pri diagnostiki in terapiji. V drugem sklopu »Patofiziologija in diagnostika motenj dihanja in spanja« bomo pri bolnikih z živčnomišičnimi boleznimi ugotavljali vpliv okvare zgornjega in spodnjega motoričnega nevrona na motnje dihanja. Skušali bomo odkriti mehanizem, po katerem prekinitve dihanja v spanju privedejo do okvar bele možganovine. Preučevali bomo tudi patofiziologijo motenj dihanja pri bolnikih z ishemično možgansko kapjo v podaljšani hrbtenjači. Opredelili bomo pojavnost motenj dihanja pri teh bolnikih in določiti, ali lahko s polisomnografskim snemanjem dihanja med spanjem odkrijemo ogrožene bolnike. Motnje dihanja so pri teh bolnikih pogosto subklinične in se kažejo kot spremenjeni vzorci dihanja v spanju, neodkrite pa lahko napredujejo do dihalne odpovedi. V sklopu »Temelji kognicije v zdravju in bolezni« se bomo osredotočili na nadaljnje naslavljanje temeljnih vprašanj na področju delovnega spomina, kognitivnega nadzora in integriranega delovanja možganov. Poseben poudarek bomo posvetili individualnim razlikam z namenom integracije na videz nasprotujočih si spoznanj o mehanizmih vzdrževanja informacij v delovnem spominu, razumevanja temeljev kognitivnega nadzora ter razumevanja raznolikosti mehanizmov psihopatologije in kognitivnih motenj, ki je nujna osnova za razvoj učinkovitejših za posameznika prilagojenih terapij. Raziskovalno delo bomo podprli z razvojem novih raziskovalnih metodologij in naprednih postopkov multimodalnega združevanja nevroslikovnih podatkov. V sklopu »Biološki označevalni bolezni motoričnih nevronov« bomo raziskovali bolezni amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in spinalna mišična atrofija (SMA). To sta nevrološki bolezni, pri katerih zaradi propadanja motoričnih nevronov pride do prizadetosti gibanja in dihanja. Patofiziološki mehanizmi so še slabo poznani. S pomočjo boljšega poznavanja različnih bioloških označevalcev bolezni lahko pričakujemo napredek na področju diagnostike in zdravljenja. Pri bolnikih z ALS in SMA bomo preučevali različne biološke označevalce (biokemične, genetske, slikovne in elektrofiziološke) ter iskali povezavo s kliničnimi vidiki bolezni (funkcijska prizadetost, preživetje, vpliv zdravljenja).

Raziskovalni program, ki je predmet vloge za nadaljevanje obstoječega programa »Fiziološki mehanizmi nevroloških motenj in bolezni« ima pomen za razvoj znanosti na podlagi štirih glavnih sklopov. V okviru prvega sklopa »Patofiziologija in diagnostika okvar perifernega živčevja in skeletnega mišičja« si od kombinacije elektrofizioloških (EMG) in ultrasonografskih (US) metod obetamo pomemben preboj na področju žariščnih okvar perifernega živčevja. Takšen pristop nam je predvsem pri obravnavi nevropatije ulnarnega živca, ki je druga najpogostejša žariščna nevropatija, omogočil boljše razumevanje vzrokov in mehanizmov okvare. Izboljšali smo diagnostiko, v prihodnje pa želimo z obsežno raziskavo nedvoumno dokazati, da takšen pristop izboljša tudi izid zdravljenja, ki je pogostokrat slab ter vodi v hudo invalidnost. Kombinacija EMG in US metod nam bo omogočila tudi proučevanje fascikulacij ter oceno spremembe mišičnine, kar bo predvidoma izboljšalo diagnostiko in spremljanje bolnikov z ALS. V okviru drugega sklopa »Patofiziologija in diagnostika motenj dihanja in spanja« pričakujemo boljše razumevanje fizioloških in patofizioloških mehanizmov motenj dihanja med spanjem in pri uporabi neinvazivne umetne ventilacije pri bolnikih z živčno-mišičnimi boleznimi. Pričakujemo tudi boljše razumevanje mehanizmov, ki vodijo v razvoj živčno-mišičnih bolezni pri bolnikih s sindromom obstruktivne apneje (OSA). Razviti želimo študijski model za proučevanje motenj dihanja in motenj spanja pri kroničnih nevroloških bolnikih, za kar nam bo služil študijski model hipoksičnega okolja. Predlagano raziskovalno delo »Temelji kognicije v zdravju in bolezni« naslavlja trenutno aktualna in osrednja vprašanja na obravnavanih področjih dela. Z njegovo uresničitvijo bi omogočili pomemben preskok pri razreševanju obstoječih teoretičnih dilem in razumevanju delovnega spomina ter prispevali k razvoju preizkušenj delovnega spomina večje zanesljivosti in veljavnosti tako za znanstveno-raziskovalne kot diagnostične namene. Na področju kognitivnega nadzora ter integracije delovanja možganov bi načrtovana spoznanja pripomogla k napredku razumevanja mehanizmov učinkovite integracije kognitivnih procesov in povezanih možganskih sistemov ter podprle spremembo v razumevanju kognitivnega nadzora kot sistema za koordinirano, dinamično preurejanje povezav znotraj in med multiplimi omrežji, ter kognitivne motnje kot razpad učinkovitosti in ravnotežja v procesih integracije možganske aktivnosti. Pridobljena spoznanja bi razširila razumevanje vzrokov individualnih razlik ter njihovega povratnega pomena in vpliva na proces znanstvenega raziskovanja delovanja možganov in kognicije. Prispevala bi k boljšemu razumevanju psihiatričnih motenj kot rezultata pogosto prekrivajočih se odstopanj v normalnem delovanju soodvisnih možganskih sistemov. Predlagano raziskovalno delo bi pomembno prispevalo tudi k razvoju in uveljavljanju novih metod raziskovanja in analiz podatkov od nevrofenomenologije do naprednih metod analize dinamične funkcijske povezljivosti. V četrtem sklopu »Biološki označevalci bolezni motoričnih nevronov« bomo z raziskovanjem prispevali k poznavanju bioloških mehanizmov teh bolezni, kar bo pripomoglo k boljši diagnostiki ter k iskanju učinkovitega zdravljenja.

Obstoječi raziskovalni program bo imel vpliv na družbeno-ekonomski in kulturni razvoj Slovenije preko njegovih štirih glavnih sklopov. Ker so žariščne nevropatije pogoste in zmanjšujejo delazmožnost, bosta izboljšana diagnostika in predvsem zdravljenje v okviru sklopa »Patofiziologija in diagnostika okvar perifernega živčevja in skeletnega mišičja« dolgoročno pomembno prispevala k storilnosti populacije. Obenem si z odprtjem meja znotraj Evrope za bolnike obetamo tudi večjo konkurenčnost za diagnostiko in zdravljenje tovrstnih okvar. Od načrtovanih publikacij si tako ne obetamo le akademskih, ampak tudi promocijske učinke. V okviru drugega sklopa »Patofiziologija in diagnostika motenj dihanja in spanja« je zgodnje odkritje dihalne nezadostnosti med spanjem pomembno za pravočasno uvedbo neinvazivnega predihavanja pri bolnikih z živčno-mišičnimi boleznimi. Razumevanje vpliva zgornjega in spodnjega motoričnega nevrona na dihanje in komplianco pri uporabi ventilatorja bi pomenilo boljše terapevtske ukrepe, s tem pa izboljšanje ter podaljšanje življenja nevroloških bolnikov. Zgodnje odkrivanje in zdravljenje motenj dihanja pomembno zmanjša možgansko-žilne bolezni. Rezultati raziskovalnega dela v sklopu »Temelji kognicije v zdravju in bolezni«, predvsem na področju razvoja orodij za učinkovito procesiranje obsežnih baz multimodalnih nevroslikovnih podatkov, bodo prispevali k optimizaciji obstoječih in potencialnemu razvoju novih informacijskih tehnologij. Oblikovana orodja združena z novimi spoznanji bodo omogočila oblikovanje potencialnih tržnih aplikacij in storitev na področju personalizirane medicine. Pričakujemo, da bo imelo načrtovano raziskovalno delo potencial za pomemben razvoj orodij in storitev na področju zdravstva, predvsem na področjih napovedovanja, diagnostike in spremljanja motenj in bolezni možganov ter povečevanja učinkovitosti zdravljenja preko vpeljevanja orodij personalizirane medicine. Potencialno odmevna znanstvena spoznanja bodo prispevala k uveljavljanju slovenske nevroznanosti v mednarodni znanstveni in strokovni skupnosti. Načrtovana sodelovanja s tujimi partnerji bodo omogočila dostop do tujih znanj, tehnologije in sredstev kot tudi izobraževanje in razvoj nove generacije slovenskih znanstvenikov in strokovnjakov na področju kognitivne nevroznanosti. Boljše poznavanje »Bioloških označevalcev bolezni motoričnih nevronov« bo pripomoglo k boljši obravnavi bolnikov s temi boleznimi. Ker gre za redke bolezni, so pomembna dodatna vlaganja v raziskave na tem področju, tudi s pomočjo povezovanja z raziskovalci in strokovnjaki izven meja Slovenije. Koraki k boljši obravnavi in učinkovitejšem zdravljenju teh najtežjih bolezni pa so pomembni za celotno družbo, saj izboljšujejo kvaliteto življenja bolnikov in skrbnikov, hkrati pa zmanjšujejo visoke stroške zaradi bremena teh bolezni.