W cieniu pandemii 18 marca obchodzimy Europejski Dzień Mózgu. Prace badawcze nad mózgiem prowadzi Politechnika Śląska.

Politechnika Śląska dąży do innowacyjności w zakresie prowadzonych w swoich katedrach badań. Przejawem takiego ukierunkowania było wyodrębnienie w ramach wniosku do konkursu „Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza” priorytetowych obszarów badawczych, które z jednej strony określają potencjał rozwojowy Uczelni, a z drugiej biorą pod uwagę wpływ danej dyscypliny na rozwój cywilizacyjny i technologiczny. Politechnika Śląska zdefiniowała sześć takich obszarów: onkologia obliczeniowa i spersonalizowana medycyna; sztuczna inteligencja i przetwarzanie danych; materiały przyszłości; inteligentne miasta, mobilność przyszłości; automatyzacja procesów i Przemysł 4.0 oraz ochrona klimatu i środowiska, nowoczesna energetyka.

Prowadzone projekty badawcze mają służyć dobru ludzi i środowiska. Nie ulega wątpliwości, że przedmiotem tak rozumianej inicjatywy powinien być również mózg. „Dla człowieka – niezbędny. Konieczny jak wdech do wydechu, narodziny do śmierci i otwarta żabka w niedzielę niehandlową. Zawsze czynny punkt dowodzenia – mózg.” – tak w swoim artykule pisała Aleksandra Front, studentka z Wydziału Automatyki, Elektroniki i Informatyki. Jej zgrabnie ujęte w formie artykułu „Mózg – mały, ale wariat” rozważania zajęły drugie miejsce w ostatniej edycji organizowanego przez Centrum Popularyzacji Nauki Politechniki Śląskiej konkursu „O nauce po ludzku”. Mózg to organ, który nieustannie wzbudza zainteresowanie ludzi. Pojedynczy, a tak cenny, tak konieczny. Na Politechnice Śląskiej prowadzonych jest wiele inicjatyw badawczych, które swoim głównym obiektem i inspiracją uczyniły właśnie mózg.

Mgr inż. Krzysztof Kotowski, doktorant na Wydziale Automatyki, Elektroniki i Informatyki Politechniki Śląskiej zajmuje się projektowaniem algorytmów komputerowego przetwarzania potencjałów elektrycznych generowanych przez aktywność neuronów w mózgu.

Prof. Franciszek Binczyk z Katedry Inżynierii i Analizy Eksploracyjnej Danych Wydziału Automatyki, Elektroniki i Informatyki Politechniki Śląskiej jest zaangażowany w badania w kierunku zautomatyzowanej detekcji wszelkiego typu anomalii występujących w ramach ludzkiego mózgu (np. nowotworów, zmian neurodegeneracyjnych oraz mikro krwawień) w oparciu o analizę obrazów magnetycznego rezonansu jądrowego (ang. MRI).

Obraz rezonansu magnetycznego (MRI) stanowi również pole badawcze dla dr inż. Michała Staniszewskiego z Wydziału Automatyki, Elektroniki i Informatyki. Prowadzone przez niego od kilku lat badania oparte są na analizie, segmentacji i rekonstrukcji obrazów MRI.

Zagadnienia dotyczące mózgu nie stanowią wyłącznie osi zainteresowania badawczego wśród pracowników Politechniki Śląskiej, ale znajdują swoje odzwierciedlenie również w ofercie dydaktycznej. W Instytucie Badań nad Edukacją i Komunikacją prowadzone są dwuletnie studia magisterskie Terapia pedagogiczna z elementami neuroedukacji. Student, na bazie posiadanego już przygotowania pedagogicznego i studiów I stopnia, ma sposobność uzyskania kwalifikacji do pracy w charakterze specjalisty terapii pedagogicznej w placówkach edukacyjnych. Uczestnicy kierunku mają możliwość poszerzenia kompetencji do terapii ucznia ze specyficznymi trudnościami w uczeniu się, z zaburzeniami emocji i zachowania, ADHD, zagrożonego niepełnosprawnością czy spektrum autyzmu. Następuje to m.in. z wykorzystaniem współczesnych zdobyczy neuroedukacji takich jak trening biofeedback, metoda Warnkego czy QEEG.

Jak mówi dr hab. inż. Katarzyna Krukiewicz z Katedry Fizykochemii i Technologii Polimerów na Wydziale Chemicznym Politechniki Śląskiej: „rozwój elektroniki, inżynierii, biologii i medycyny sprawił, że na ich pograniczu powstała nowa dyscyplina naukowa, bioelektronika”. Dr hab. inż. K. Krukiewicz zajmuje się nowymi materiałami stosowanymi w terapii mózgu. – Urządzenia bioelektroniczne rejestrują sygnały wysyłane przez organizm i „tłumaczą” je na język komputerowy, dzięki czemu mogą służyć do monitorowania zmian stanów fizjologicznych. Urządzenia te są również w stanie regulować funkcje organizmu poprzez sterowaną zewnętrznie stymulację elektryczną. Bioelektronika jest coraz bardziej popularna w medycynie, szczególnie w inżynierii tkanki nerwowej, zalicza się do niej bowiem m.in. implanty ślimakowe czy urządzenia do stymulacji nerwowej stosowane w leczeniu padaczki lub paraliżu, a także urządzenia do głębokiej stymulacji mózgu używane przy leczeniu choroby Parkinsona – opowiada..

Stosowanie implantów może niestety przyczynić się powstania stanów zapalnych i blizn. Swoje badania dr hab. inż. K. Krukiewicz ukierunkowuje zatem na opracowanie nowych, wielofunkcyjnych powłok ochronnych stosowanych w urządzeniach bioelektronicznych mających kontakt z tkanką nerwową. – Do tego celu wykorzystuję polimery przewodzące (tworzywa sztuczne mogące przewodzić prąd elektryczny), które dodatkowo „dekoruję” metalami szlachetnymi, wypełniam lekami lub też wytłaczam na ich powierzchni wzory. W ten sposób uzyskuję materiały, które w znaczny sposób poprawiają właściwości implantów neurologicznych oraz zwiększają skuteczność terapii – wyjaśnia. Badania stanowią element współpracy z naukowcami z National University of Ireland, Galway oraz University College Dublin.

Weronika Herzog
źródło: Politechnika Śląska