KTH utvecklar nya perspektiv på hjärnhälsa
Ett nytt KTH-initiativ för hjärnhälsa samlar expertis från olika discipliner för att öka förståelsen av hjärnsjukdomar. Initiativtagare är Arvind Kumar, elektroingenjören vars fascination för kretsar ledde honom till ett av de mest komplexa systemen av alla – den mänskliga hjärnan.
Hjärnans hälsa är en av vår tids stora utmaningar. Trots att man har gjort stora framsteg i att kartlägga hjärnans struktur och funktioner, återstår många obesvarade frågor. På KTH ska det nya forskningsinitiativet Brain Health fylla en del av dessa kunskapsluckor.
Genom att identifiera de grundläggande mekanismerna bakom hjärnsjukdomar hoppas forskarna kunna förbättra både diagnostik och behandling av tillstånd som påverkar miljontals människor världen över.
– Om vi kan förstå hjärnsjukdomar bättre, kan vi lindra lidande och förbättra livskvaliteten för många, säger Arvind Kumar, som leder initiativet.
Forskningen alltför uppdelad
Neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers och Parkinsons, liksom psykiatriska tillstånd som depression och schizofreni, är svåra att diagnosticera och behandla. Dagens forskning fokuserar ofta på att identifiera fysiska eller kemiska förändringar i hjärnan, menar Arvind Kumar och förklarar att många psykiatriska tillstånd inte lämnar några tydliga spår i hjärnans struktur eller kemi.
Vissa sjukdomar, som epilepsi, uppträder i attacker istället för att ge symptom hela tiden.
– Det finns starka belägg för att hjärnsjukdomar inte beror på en enskild defekt – en muterad gen, några döda nervceller eller en avvikande balans i kemin. Hjärnan är otroligt skicklig på att kompensera för sådana brister. Sjukdom uppstår först när flera förändringar sker samtidigt och på olika nivåer – från molekyler till neurala nätverk. Många neurologiska tillstånd beror på störningar i hjärnans dynamik och informationsöverföring. Ändå förbises ofta hjärnans aktivitet vid diagnostik, säger Arvind Kumar.
Problemet, menar han, är att forskningen är alltför uppdelad.
– Det är inte konstigt att vi inte har kommit längre – forskare har fokuserat på sina egna fält och på den beskrivningsnivå av hjärnan de föredrar. För att göra framsteg behöver vi sammanföra dessa perspektiv.
Handlar om att riva murar
Kumar vill kombinera hjärnans kemiska och strukturella egenskaper med kunskap om dess dynamiska elektriska aktivitet. Därför samlar Brain Health-initiativet expertis från en rad olika områden, såsom neurovetenskap, biokemi, AI och beräkningsmodellering. På KTH finns forskare med bakgrund inom biologi, ingenjörsvetenskap, fysik och matematik som studerar hjärnan från olika perspektiv.
Det här initiativet handlar om att riva murar mellan disciplinerna – för det är precis vad forskningen om hjärnhälsa kräver.
Man kan fråga sig hur en elektroingenjör hamnade i fältet hjärnforskning? För Kumar började allt med en bok han råkade plocka upp på biblioteket: From Neuron to Brain.
– Jag började läsa första kapitlet, och det såg ut precis som elektroteknik – kretsar, signaler, ekvationer. Det fanns så många olösta problem, och jag tog det som en inbjudan: Det där kan jag göra!
Vill samla KTH:s expertis
Idag utvecklar Kumar matematiska beräkningsmodeller för att förstå mekanismerna bakom hjärnsjukdomar. Han kartlägger förändringar i hjärnans struktur, kemi och genetik och hur de påverkar dess funktion – och dysfunktion.
Brain Health-initiativet är dock inte ett forskningsprojekt, påpekar han, utan en plattform för att samla KTH:s expertis inom området.
– Jag vet att vi kan samarbeta mer och hjälpa varandra. Målet är att utveckla teknik som kompletterar dagens kliniska metoder med individanpassade beräkningsmodeller av hjärnan. Vi vill också skapa ett utbildningsprogram för nästa generations forskare inom hjärnhälsa.
Läs mera om KTH:s nya strategiska initiativ Brain Health
Text och foto: Anna Gullers (agullers@kth.se)