„Centrinė nervų sistema laikoma sudėtingiausiu Visatos dariniu, tad jos pažinimas svarbus tiek fundamentiniu, tiek taikomuoju aspektu. Akivaizdu, kad šis pažinimo procesas tikrai užtruks, užtikrindamas neurobiofizikams ilgalaikes darbo vietas“, – šypteli Vilniaus universiteto (VU) Gyvybės mokslų centro profesorius, biofizikas Aidas Alaburda. Jo ir kolegų pastangomis VU atnaujinta biofizikos bakalauro studijų programa, daugiau dėmesio skiriant neuromokslams.

Biofizikos bakalauro studijų programą keičia neurobiofizika. Kas lėmė poreikį atnaujinti minėtą studijų programą?

Ilgainiui biofizikos studijų programos turinys keitėsi, taigi pastebėjome, kad reali programos struktūra apima platesnę sritį nei klasikinė biofizika. Kadangi daug programos dėstytojų yra mokslininkai, besispecializuojantys neuromoksluose, natūraliai susiklostė taip, kad studijuodami ir rengdami baigiamuosius darbus studentai sukaupia nemažai žinių apie nervų sistemos veiklą.

Be to, tiek įvairiuose renginiuose, tiek ekskursijose, tiek susitikimuose su moksleiviais pastebėjome, kad vis daugiau jaunų žmonių domisi nervų sistema ir jos tyrimais, tačiau nežino, kur galėtų šiuos dalykus studijuoti. Tad ankstesnis studijų programos pavadinimas neatspindėjo nervų sistemai, jos funkcijoms, tyrimams skiriamo dėmesio.

Kuo šiandien žmonijai reikšmingas neurobiofizikos mokslas, kokia problemas jis sprendžia?

Neurobiofizika apima ir neurobiologiją, ir biofiziką. Ilgėjanti gyvenimo trukmė, spartėjantis gyvenimo tempas, didėjantys informacijos srautai ir protinio darbo krūvis – tai tik keletas iššūkių, su kuriais šiandien susiduria neuromokslininkai ir biofizikai. Jau išmokome išlaikyti jauną odą, pakeisti sąnarius ar persodinti širdį, pritaikyti rankų ar kojų implantus, tačiau kova su smegenų senėjimo sukeliamomis problemomis, efektyvus neurologinių ar psichiatrinių sutrikimų diagnozavimas ir gydymas išlieka didžiuliu iššūkiu.

Pastaruoju metu klientus aptarnauja, tvarko namus ar pjauna veją robotai, skraido dronai. Visi šie įrenginiai turi orientuotis aplinkoje, apdoroti informaciją, priimti sprendimus. Kaip tai efektyviai padaryti? Smegenys efektyviai surenka ir apdoroja informaciją, valdo mūsų judesius, kitas funkcijas. Kodėl gi smegenų veikimo principais nepasinaudojus kuriant naujas sistemas? Sąsaja „smegenys–kompiuteris“ – dar viena labai aktuali, tačiau iki galo neišspręsta problema.

Onkologinių ir kitų ligų diagnostikai plačiai naudojama biopsija – intervencinis tyrimo metodas, kai paimamas audinio gabalėlis histologiniam ištyrimui. Biofizikai ieško greitesnių, mažiau intervencinių tyrimo metodų. Vienas iš jų – optinė biopsija. Ji paremta šviesos ir audinyje esančių darinių sąveikos ypatybėmis. Fotoaktyvių medžiagų, nanodalelių taikymas gali atverti naujas vaizdinimo, diagnostikos ir gydymo galimybes.

Kaip neurobiofizika sąveikauja su giminingais mokslais: neuromokslais, biofizika, biologija, psichofarmakologija, medicina ir kitais?

Tai tarpdisciplininė sritis, kur sąveika tarp įvairių sričių labai glaudi. Pavyzdžiui, nervų sistemą galima tirti biofizikiniais, genetiniais, molekulinės biologijos ar kitais metodais, gautos žinios gali būti taikomos medicinoje. Smegenų tyrimų poreikis paskatino biofizikinių technologijų vystymąsi. Kita vertus, naujos technologijos, kaip optogenetika ar dvifotonis vaizdinimas, lėmė ženklų proveržį smegenų tyrimuose.

Šiuolaikiniuose biomedicinos srities tyrimuose labai svarbi technologinė pažanga, nulemta fizikos, matematikos, biochemijos, inžinerijos, kitų mokslo sričių pasiekimų.

Tarpdiscipliniškumas atsispindi ir neurobiofizikos studijų programoje: daug dėmesio skiriama tiek moderniems (neurobiologija, biofizika, fiziologija, smegenovaizda, genetika, molekulinė biologija, biochemija, mikrobiologija), tiek fundamentaliems (matematika, fizika, chemija, biologija) dalykams.

Kokie naujausi atradimai neurobiofizikos srityje?

Praktiškai kiekvieną dieną pasirodo tyrimų rezultatų, po kruopelytę gilinančių ir plečiančių mūsų supratimą apie smegenis. Iš netikėtesnių pastarojo meto atradimų galima paminėti limfinės sistemos centrinėje nervų sistemoje atradimą, sąveiką tarp mikrobiotos virškinimo sistemoje ir centrinės nervų sistemos, regos / uoslės / skonio receptorių buvimą ir funkcionavimą už tradicinių jutimo organų ribų.

Kokia šio mokslo ateitis?

Centrinė nervų sistema laikoma sudėtingiausiu Visatos dariniu, tad jos pažinimas svarbus tiek fundamentiniu, tiek taikomuoju aspektu. Akivaizdu, kad šis pažinimo procesas tikrai užtruks, užtikrindamas neurobiofizikams ilgalaikes darbo vietas. Pavyzdžiui, ES skyrė 1 mlrd. eurų 10 metų trukmės projektui „Human Brain Project“, į kurį įtraukta daugybė tyrėjų iš daugelio šalių. JAV inicijavo didelio masto projektą „The Human Connectome Project“.

Medicinos ateitis taip pat siejama su naujais biofizikiniais, neurobiologiniais tyrimais, pagrįstais vaizdinimo, diagnostikos ir gydymo metodais.

Kaip ir kur šios programos absolventai pritaikys įgytas žinias?

Absolventai, linkstantys į mokslinę veiklą, galės specializuotis ir gilinti žinias magistrantūroje. Tam siūlomos neurobiologijos, biofizikos, medicinos biologijos ir kitos studijų programos.

Tie, kam artimesnis techninis / praktinis aspektas, tampa mokslinės ir medicininės įrangos specialistais. Jų laukia įmonės, kuriančios, parduodančios ar diegiančios medicininę įrangą.

Trečioji grupė žmonių pasuka iš pirmo žvilgsnio tiesiogiai su studijomis nesusijusiais keliais – nuo mokytojų (fizikos, biologijos), programuotojų iki koučingo trenerių. Šiems žmonėms studijose įgytos žinios praturtina kasdienį darbą, leidžia plačiau, giliau, moksliškiau pažvelgti į įvairias problemas.

Studentai taip pat mokomi organizuoti ir planuoti darbą, dirbti komandoje, kritiškai mąstyti, sisteminti, analizuoti, pristatyti rezultatus žodžiu ir raštu – tai praverčia bet kurioje srityje.