Jaunoji neuromokslininkė dr. Julija Krupič, prieš 12 metų baigusi fizikos studijas Vilniaus universitete, tuos metus vadina savęs ieškojimo laikotarpiu. Būdama bakalauro studentė ji keitė laboratorijas kasmet. Tuo metu, prisimena mergina, tai buvo labai skandalinga ir tikrai nepraktikuojama.

Noras išbandyti vis ką nors nauja ir smalsumas, lydėjęs per visas studijas, Juliją atvedė į Londono imperatoriškąjį koledžą. Ten studijuodama magistrantūroje ji susižavėjo neuromokslais.

Šiuo metu Julija yra subūrusi tarptautinę 6 tyrėjų komandą ir visa galva pasinėrusi į eksperimentinius darbus savo laboratorijoje „Krupic Lab“, įsikūrusioje Kembridžo universitete. Mokslininkė aiškinasi žmogaus orientavimosi erdvėje funkcijas, kurias mūsų smegenyse atlieka įgimta GPS sistema, esanti hipokampe. Ji tikisi, kad šie tyrimai vieną dieną padės greičiau diagnozuoti ir efektyviau gydyti Alzheimerio ligą.

Savęs ieškojimai

Savo gyvenimą Julija jau pirmuose kursuose siejo su akademine ir moksline veikla, bet baigusi bakalauro studijas pajuto, kad fizika nėra ta sritis, kuri ją visiškai įtrauktų. Todėl bakalauro studijų baigimo metai – 2006-ieji buvo paženklinti intensyviomis savo vietos paieškomis.

Jaunoji mokslininkė prisipažįsta, kad tuo metu ją domino pačios įvairiausios galimybės, ne viena sritis ir net ne konkretus universitetas ar šalis. Ji netgi svarstė kuriam laikui padaryti pertrauką moksle ir pasidairyti po pasaulį. Julija buvo gavusi kvietimą dirbti vienoje marketingo plėtra užsiimančioje įmonėje Londone. Būta ir svarstymų tęsti teorinės fizikos mokslus Amsterdamo universitete.

„Fizika yra vienas brandžiausių ir labiausiai pažengusių mokslų pasaulyje, eksperimentinės mokslininkų komandos yra milžiniškos. Šioje mokslo srityje tiek daug jau visko padaryta, o man norėjosi į mokslą įnešti kokių nors naujovių ir palikti savo indėlį jame. Didelėse komandose ir brandžiose mokslo srityse tai padaryti yra daug sunkiau“, – apsisprendimą pasirinkti kitą mokslą prisimena Julija.

Troško mokslinio darbo

Mergina nusprendė imtis tyrimų palyginti naujoje neuromokslų srityje. Pasak mokslininkės, dėl technologinių apribojimų dabar mes mažiausiai išmanome apie labai didelius pasaulius (pvz., astrofiziką) ir labai mažus – smegenys yra vienas iš jų.

Taip Julija išvyko į Londono imperatoriškąjį koledžą studijuoti biologinių procesų vaizdavimo mokslų magistrantūroje. Jos pasirinktas magistro projektas buvo susijęs su smegenėlių tyrimu ir tapo pirmąja pažintimi su neuromokslais.

„Moksle man didžiausia vertybė yra smalsumas ir pasitenkinimas atradus ką nors naujo. Dabar jaučiu, kad darau tai, ko man reikia, tai yra įdomu ir prasminga“, – sakė Julija.

Didžiausias jaunos merginos mokslinių tyrimų ir profesinio kelio įkvėpėjas ir mokytojas buvo jos doktorantūros darbo vadovas, Nobelio premijos laureatas Johnas O’Keefe’as, išmokęs pasikliauti savo vaizduote.

Mokslininkui būtinas ryžtas ir nepasidavimas nesėkmės nuotaikoms, nes, kaip teigia mergina, daugybė eksperimentų, kuriuos atliko ir ji pati, ir kiti mokslininkai, gyvenimą baigia stalčiuje, o ne mokslo žurnalų publikacijose.

„Nesėkmės mokslininko darbe yra neišvengiamos – jų būna tikrai labai daug. Todėl reikia užsispyrimo, sugebėjimo nepasiduoti neigiamoms emocijoms, iš naujo atsistoti ant kojų ir tęsti darbus“, – mokslo žmogui būdingas savybes vardijo Julija.

Aiškinasi, kaip mes prisimename vietas ir įvykius

Nors jaunoji tyrėja kuklinasi teigdama, kad jos mokslinė veikla iki šiol buvo labai abstrakti, ji jau yra paskelbusi kelis darbus apie smegenų kristalų struktūras ir jų simetriją žurnaluose „Science“ ir „Nature“. Juose Julija aprašė, nuo ko priklauso smegenų kristalų išsidėstymo struktūra ir kaip vietos neuronai leidžia spręsti žmogui ar gyvūnui, kur jis yra.

„Smegenyse mane labiausiai domino ir tebedomina tinklinės neuronų ląstelės (grid cells). Jų aktyvumo laukai išsidėsto labai tvarkingai, kaip kristalas. Anksčiau buvo manoma, kad ta struktūra yra nekintama. Mano publikuoti darbai parodė, kad neuronų ląstelių struktūra gali keistis priklausomai nuo aplinkos geometrijos“, – trumpai atradimą pristato Julija.

Gardelės neuronų aktyvumas skirtingų formų (geometrijų) aplinkose

Pagrindinis klausimas, į kurį mergina ieškojo atsakymo – kaip vyksta neuronų ląstelių pasiskirstymas ir išsidėstymas, ką tai duoda mūsų supratimui apie erdvės reprezentacijos formavimąsi – kokius veiksmus tai mums leidžia atlikti naviguojant.

„Mokslinių tyrimų metu jau pavyko išsiaiškinti, kad žmonės, kurie praranda šią smegenų sritį, nebesugeba suformuoti naujų epizodinių prisiminimų (pvz., neprisimena šnekėję su draugu telefonu vos jam padėjus ragelį)“, – pasakoja neuromokslininkė.

Julijai rūpi panaudoti tai, ką ji išmoko apie smegenų sistemos dalį, vadinamą hipokampu. Ši smegenų žievės dalis leidžia mums orientuotis ir naviguoti erdvėje, dalyvauja formuojant emocijų ir atminties mechanizmus.

„Noriu suprasti, kaip mes prisimename vietas ir epizodus, kurie atsitinka tose vietose. Išsiaiškinti, kas yra epizodinė atmintis apskritai, kaip ji išsaugoma, kaip mes randame išsaugotą informaciją po kurio laiko, kaip ji atitinka tikrovę“, – išsikeltus mokslinius tikslus vardija tyrėja.

„Krupic Lab“ – atminties pėdsakų paieška

2017 m. lapkritį Kembridžo universiteto Fiziologijos, raidos ir neuromokslų fakultete oficialiai atidaryta laboratorija „Krupic Lab“ eksperimentinius darbus pradėjo praėjus vos pusmečiui – 2018 m. gegužę.

„Laboratorija buvo sukurta greitai, gal net per greitai“, – juokiasi mokslininkė. Didelė ji nebus – dabartiniai 6 tarptautinės komandos nariai jai atrodo optimalus variantas, nes ji nenori tik formaliai vadovauti ir patarinėti. Mokslininkė neplanuoja atsisakyti jai taip patinkančio eksperimentinio darbo laboratorijoje.

„Krupic Lab“ mokslininkų komanda

Hipokampo ir Alzheimerio ligos tyrimus atlieka nemažai mokslininkų ir šių tyrimų idėjos yra gana brandžios, bet atminties engramų (fizinių atminties pėdsakų) paieška smegenyse užsiima vienetai.

„Krupic Lab“ mokslininkų komanda kaip tik nagrinės engramas, atminties saugojimo procesus, tai, kaip informacija ar įspūdžiai, kurie buvo patirti seniai, po tam tikro laiko sugrįžta į žmogaus mintis, ir kas atsitinka, kai nebegalima to padaryti (susirgus tam tikra liga). Psichologai, biologai, medikai, neuromokslininkai, inžinieriai laboratorijoje aiškinsis, kas yra atmintis, kaip informacija yra išsaugoma ir kaip ji yra pasiimama bei sugrąžinama į žmogaus mintis.

„Pavyzdžiui, jūs išvažiavote atostogų ir po metų sėdėdami su taure vyno jas atsiminsite. Mes siekiame išsiaiškinti, kas vyksta smegenyse, kai jūs atsimenate potyrius, įvykusius seniai. Ar tie prisiminimai gali visiškai sutapti su buvusia realybe?“ – šiuo metu atliekamų tyrimų planus atskleidė laboratorijos vadovė.

Dar vienas naujas dalykas laboratorijoje yra tas, kad Julija bendradarbiauja su neurologais ir su žmonėmis, kurie užsiima molekuline biologija. Jie padeda suprasti, kas atsitinka su smegenimis susirgus tam tikromis ligomis, pvz., Alzheimerio liga. „Tuomet žmonės užmiršta daug dalykų ir nebegali gyventi normalaus gyvenimo“, – aiškina Julija.

Nors laboratorija nėra orientuota į metodų, kurie padėtų išgydyti tam tikras ligas, paieškas, bet Julija džiaugtųsi, jei jos laboratorijoje atlikti tyrimai padėtų greičiau diagnozuoti ir išgydyti Alzheimerio ligą.

Julijos stiprybė – fizikos žinios

Mokslinėse laboratorijose dažnai prireikia prietaisų, leidžiančių įgyvendinti tam tikrus mokslinių eksperimentų etapus, juos paspartinančių ar automatizuojančių. Čia Julijos inžinerijos ir fizikos žinios labai praverčia – ji pati kuria naują tyrimų įrangą. Atlikdama doktorantūros tyrimus ji sumontavo dvifotonį mikroskopą, integruotą su virtualia erdve, gyvūnų navigacijai stebėti.

„Mano stiprybė yra sugebėjimas pritaikyti bakalauro studijų metu įgytas fizikos žinias biologiniams procesams nagrinėti. Magistro darbe aš taikiau algoritmus ir programavimą, kurie egzistavo kitose mokslo srityse, sričiai, kurios man reikėjo“, – pasakoja tyrėja.

Julija labai džiaugiasi, kad patyrę mokslininkai pasitikėjo jos jėgomis bei moksline vizija ir suteikė galimybę atlikti savarankiškus tyrimus savo laboratorijoje.

„Labai svarbu daryti tai, kas tau patinka. Mes tiek daug laiko gyvenime praleidžiame dirbdami, todėl esu labai laiminga, kad sugebėjau gauti poziciją, kuri man suteikia galimybę dirbti mano taip mėgstamą mokslinį darbą“, – džiaugėsi J. Krupič.

Svarbu turėti iš ko mokytis

Ateityje mergina labai norėtų aktyviau bendradarbiauti ir užmegzti tvirtesnius ryšius su įvairių sričių mokslininkais ne tik iš Kembridžo, bet ir iš Vilniaus universiteto.

„Su Lietuvos lazerių firmos „Ekspla“ atstovais, kurių kuriami produktai yra aukščiausio lygio, jau esame kūrę ir testavę lazerinius šviesos šaltinius, pritaikomus mūsų eksperimentuose. Ateityje labai norėčiau prisidėti prie neuromokslų ir šios mokslo krypties aplinkos kūrimo Vilniaus universitete“, – sako Julija.

Didžiausiuose ir geriausiuose pasaulio universitetuose jau yra susiformavusi stipri mokslinė terpė, kurioje mokslininkas gali ne tik duoti naujų žinių, bet ir pats jų pasisemti iš kitų patyrusių tos srities autoritetų. Iš Lietuvos universitetų Julija pasiėmė tai, kas, anot jos, juose yra išskirtinai vertinga.

„Lietuvos universitetuose mes turime be galo didelius žinių ir technologijų turtus, gilias fizikos mokslo tradicijas. Toks mokslo sistemos nuodugnumas retai aptinkamas net pačiuose geriausiuose pasaulio universitetuose“, – įsitikinusi Vilniaus universiteto alumnė.