Svetovni teden ozaveščanja o Parkinsonovi bolezni je trajal med 10.in 16. aprilom. Za svetovni dan te bolezni pa je razglašen 11. april.
S Parkinsonovo boleznijo se ukvarja tudi projekt TwinBrain (ang. TWINning the BRAIN with machine learning for neuro-muscular efficiency), ki se bo zaključil oktobra 2023, uspešno pa je bil pridobljen v okviru Inštituta za kineziološke raziskave na ZRS Koper. V partnerstvu projekta sodelujeta prestižni univerzi iz Nemčije (Technische Universität Berlin) in Švice (Université de Genève) ter Nevrološki oddelek bolnišnice Cattinara (Università degli Studi di Trieste, Italija). Projekt v vrednosti 0,9 milijona evrov si za cilj postavlja vzpostavitev raziskovalno-diagnostičnega centra na področju živčno-mišične učinkovitosti ter razumevanja delovanja in nadzora centralnega živčnega sistema med gibanjem. Z namenom učinkovitejše obdelave velikih količin podatkov (možganske aktivnosti in gibanja) bodo v projektu razvite tudi metode strojnega učenja. Projekt vodi dr. Uroš Marušič, ki je diplomiral na Fakulteti za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, na smeri Kibernetika v medicini (2011), in doktoriral na študijskem programu Aplikativna kineziologija, FAMNIT Univerze na Primorskem (2015).
Do sedaj so znanstveniki lahko raziskovali možgansko dejavnost v statičnih pogojih, sedaj pa je to mogoče tudi v gibanju s pomočjo tehnologije MoBI (Mobile Brain/Body Imaging). Kaj to pomeni za raziskave možganov v primeru Parkinsonove bolezni?
Res je. Da bi znali odgovoriti na vprašanje “kakšni procesi se odvijajo v naših možganih v vsakdanjih aktivnostih, kot so prečkanje hrupne ceste z uporabo mobilnega telefona” in “kako učinkovit sem med večopravilnostjo?”, lahko uporabljamo le tehnologijo MoBI (Mobile Brain/Body Imaging). Gre za združevanje že več kot 100 let poznane tehnike zajemanja električnih signalov s površja glave, imenovano elektroencefalografija ali na kratko EEG, s hkratnim zajemom biomehanskih parametrov človeškega gibanja. Z drugimi besedami, MoBI omogoča zelo natančen vpogled, kdaj (in kje) se je zgodil določen proces v možganih, pri čemer poznamo posameznikovo gibanje na milimeter natančno. Ni potrebno posebej poudarjati, da s tem pristopom MoBI predstavlja izjemno pomemben mejnik pri raziskavah možganov in nam odpre številne nove možnosti in priložnosti za razumevanje tega najbolj kompleksnega človeškega organa.
Pri Parkinsonovih pacientih želimo z MoBI tehnologijo ugotoviti, kaj je zgodnji pokazatelj, ki bi namignil na spremembe oziroma potencialno bolezen, še preden znaki Parkinsonove bolezni postanejo klinično vidni in preden jih pacient zazna, kot na primer upočasnjenost gibanja, težave z ravnotežjem in hojo, tremor in podobno. Če nam uspe ugotoviti riziko za Parkinsonovo bolezen, še preden se ta simptomatsko razvije, bi lahko ljudem ponudili tudi intervencije, s katerimi bi razvoj bolezni zakasnili.
Kakšna je situacija tovrstnih raziskav v svetu, kam se umeščajo slovenski raziskovalci?
Tovrstnih raziskav v svetu še ni in mi smo prvi, ki bomo s tovrstno tehnologijo dobili vpogled v ozadje možganske dinamike Parkinsonovih pacientov z zgodnjo diagnozo. Z ekipo smo zelo ponosni, da orjemo ledino na tem področju in prepričani smo, da bodo naši podatki ter dognanja pripomogli k motivaciji tudi drugih raziskovalnih ekip po svetu, da posvetijo več pozornosti Parkinsonovim bolnikom in pomagali najti pot do rešitve.
Kako se teh raziskav lotevate pri projektu TwinBrain? Kakšen je vaš doprinos pri teh raziskavah?
TwinBrain študija predstavlja zadnjo stopnjo TwinBrain projekta, kjer s pomočjo partnerjev iz Italije (Univerza v Trstu, partner projekta in odgovorni zdravnik dr. Paolo Manganotti) zajemamo podatke na Parkinsonovih pacientih in enako starih zdravih osebah. Skupaj z nevrološkim oddelkom bolnišnice Cattinara (Italija) že več kot leto dni zbiramo posameznike, ki so dobili diagnozo Parkinsonove bolezni do pred petimi leti. Vsak od njih z nami preživi do 8 ur in po izvedenih meritvah zelo natančno spoznamo njihovo klinično sliko.
Podatki in izsledki študije v okviru projekta TwinBrain bodo popolnoma javno dostopni, naša dognanja pa bomo objavili tudi v odmevnejših znanstvenih revijah. Tako bomo zagotovili, da dostop do našega znanja dobijo tudi drugi znanstveniki, ki bi želeli pobrskati po možganih Parkinsonovih bolnikov.
Katere so tehnologije, ki jih uporabljate pri svojih raziskavah? Jih v projektu tudi izboljšujete?
Tehnologija in tehnološke rešitve so ključni del projekta TwinBrain, saj z veliko vidikov orjemo ledino tudi na tem področju. Nedavni razvoj tehnologij nam omogoča brezžični zajem ogromnih količin podatkov, ki so med seboj povezani in sinhronizirani. S pomočjo partnerjev iz Berlina (Tehniška univerza v Berlinu, partner projekta dr. Klaus Gramann) smo združili 128-kanalni brezžični EEG sistem z 64-kanalnim elektromiogramom (EMG) ter 200-kanalnim sistemom za zajem kinematičnih podatkov pacientovega gibanja. Podatke prenašamo v realnem času prek Bluetooth/Wi-Fi vmesnika ter beležimo na dveh zmogljivih prenosnih enotah. Sama obdelava podatkov poteka več dni tudi ob uporabi superračunalnika.
Tehnologija, ki jo uporabljamo v tej omenjeni kombinaciji, še ni komercialno dostopna in nam posledično predstavlja veliko izzivov, jo tudi neprestano izboljšujemo. V začetni fazi projekta smo preizkusili in zamenjali več naprav ter opravili več nadgradenj programske opreme. Smo v neprestani komunikaciji s proizvajalci opreme, saj smo v veliko primerih prvi, ki njihove produkte tako intenzivno uporabljamo, in hitro najdemo kakšno napako oziroma oviro.
Delamo z najnovejšimi tehnologijami ter jih pomagamo skupaj s proizvajalci izboljšati in pripraviti na znanstvene izzive prihodnosti.
Kateri so končni cilji projekta? Na kakšen način bodo rezultati projekta vplivali na razvoj raziskav oz. možnosti zdravljenja oseb s Parkinsonovo boleznijo?
Naš cilj je, da bi bili rezultati projekta preneseni v klinično prakso, kar pa se ne zgodi čez noč. V bližnji prihodnosti bi si želel videti uporabo tovrstne tehnologije in pristopov v kliničnih okoljih, kjer bi nevrolog z enostavno namestitvijo elektrod in hitro meritvijo pridobil boljšo klinično sliko posameznika ter hitro ugotovil, ali je oseba nagnjena k Parkinsonovi bolezni. Hkrati pa menim, da obstaja dobra priložnost za uporabo tovrstnih tehnologij v preventivne namene. Tako bi posameznik ob obisku MoBI centra pridobil povratno informacijo o trenutnem stanju živčno-mišičnega aparata ter napotke za izboljšanje ali vzdrževanje stanja, da si zagotovi čim daljše aktivno in kvalitetno življenje. Tako, kot na primer ob obisku fizioterapevta dobimo analizo našega stanja ter priporočene vaje za izboljšanje, ampak da bi tukaj šlo za meritev možganske aktivnosti in iskanje zgodnjega pokazatelja za Parkinsonovo bolezen.
Pred kratkim je v Trstu potekala delavnica, na kateri so številni strokovnjaki govorili o Parkinsonovi bolezni in načinih raziskovanja. V poletnih mesecih načrtujete poletno šolo na temo Nevroznanosti gibanja. Kakšen je namen tovrstnih dogodkov in kakšen je odziv stroke?
S TwinBrain delavnicami želimo zainteresirani javnosti predstaviti specifične izsledke raziskav ter predati napredno znanje določenih nevroznanstvenih vsebin. Gre za poglobljene analize in nadgradnjo znanja, ki ga študentje športno-kinezioloških, inženirskih, psiholoških in medicinskih ved prejmejo z namenom nadgradnje svojega (doktorskega) študija. Pri poletni šoli pa gre za 5-dnevni dogodek povezovanja različnih strok, ki delajo na področju Nevroznanosti gibanja. Študentje pridobijo tako imenovano horizontalno znanje, ki jim je v dodatno pomoč in orientacijo v svojem raziskovalni smeri. Tako bo letos med 19. in 24. junijem 2023 potekala TwinBrain poletna šola 3.0: Nevroznanost gibanja, kjer bodo predavali številni strokovnjaki s celotnega sveta. Glavni vabljeni govorec letošnje poletne šole bo dr. Nico Bohnen iz Univerze v Michiganu, svetovno znani strokovnjak s področja raziskav Parkinsonove bolezni.
Kakšna pa je prihodnost projekta TwinBrain, kaj še načrtujete v letošnjem letu?
TwinBrain je 3-letni projekt, financiran iz programa Obzorje 2020, in se zaključuje konec letošnjega leta. Kot glavni cilj projekta smo si zastavili vzpostavitev novega laboratorija v Sloveniji (ang. Slovenian Mobile Brain/Body Imaging lab), prenos tehnologij v klinično okolje, dvig kvalitete in prepoznavnosti inštitucije ter nov projekt, ki bi omogočil nadaljevanje obstoječega. Vse to smo uspešno opravili in z veseljem lahko povem, da smo ravno v postopku podpisa pogodbe za na novo pridobljeni projekt imenovan TBrainBoost, ki se prične 1. septembra letos. Novi projekt smo ponovno pridobili v sklopu kompetitivnega razpisa programa Obzorje Evropa in bo trajal štiri leta. Za glavni cilj postavlja prenos znanj iz raziskovalnih laboratorijev v prakso, kar nam bo omogočilo, da nadaljujemo uspešno delo projekta TwinBrain in še naprej zasledujemo cilj prenosa kliničnega znanja v prakso - da bomo nekoč znali pravočasno odkriti in ukrepati v luči Parkinsonove bolezni.