Neurokognitivní skupina

Cílem naší skupiny je porozumět kognitivním funkcím lidského mozku a kognitivnímu profilu lidí s různými typy epilepsie. K řešení některých zásadních neurovědních problémů používáme multimodální přístup: například jak jsou v lidském mozku zastoupeny kognitivní funkce, přičemž jako model používáme epilepsii a její typické poruchy. Naším cílem je vyvinout komplexní baterii kognitivních testů, která by umožnila nejen posoudit potenciální deficity pacientů, ale také prozkoumat dynamiku neuronových sítí, jež jsou základem behaviorálních reakcí. Což nám umožní porozumět mozkové aktivitě různých kognitivních funkcí a v konečném důsledku předvídat nebo dokonce předcházet potenciálním kognitivním deficitům u lidí s epilepsií po operaci.

Jeden z našich přístupů se zaměřuje na mozkovou aktivitu během různých kognitivních úkolů a snaží se odhalit, jak mozek organizuje své sítě, aby produkoval naše chování. Mozková aktivita se měří pomocí intracerebrálních elektrod umístěných přímo v lidském mozku. To poskytuje jedinečnou možnost měřit aktivitu neuronálních populací v blízkosti kontaktů elektrod. Vzhledem k invazivnosti metody záznamu můžeme měřit intrakraniální EEG signál pouze u pacientů s epilepsií během jejich předoperačního vyšetřování a pouze v oblastech mozku indikovaných k implantaci v rámci poskytování co nejlepší zdravotní péče. Různé kognitivní úkoly, jejichž zastoupení náš tým v současné době zkoumá, zahrnují alokaci pozornosti, rozpoznávání emočních výrazů, numerickou kognici, pracovní paměť, kódování pohybu nebo zpracování vizuálních informací. Kromě aktivací různých mozkových sítí se soustředíme i na jejich vzájemnou interakci, ve spolupráci se výzkumnou skupinou Dr. Jaroslava Hlinky z Ústavu Informatiky Akademie věd České republiky.

Další přístup je založen na zjišťování poruch sociální kognice v reálné klinické praxi u pacientů s neurologickými poruchami, zejména u osob s epilepsií. K hodnocení sociálního poznávání a rozpoznávání emocí používáme různé metody. Tyto údaje korelujeme s typickými komorbiditami, jako je deprese a úzkost, které často stojí za kognitivní maladaptací. Všechny naše studie jsou schváleny etickou komisí a ošetřujícími lékaři a samozřejmě s informovaným souhlasem našich pacientů.

Mezi cíle naší výzkumné skupiny patří přispět nejen k lepšímu pochopení fungování lidského mozku, neuronových sítí, které jsou základem kognitivních funkcí, a jejich základní neuronální dynamiky a interakcí, ale také zmapovat případnou funkční reorganizaci v mozku pacientů s epilepsií.

Výzkumné oblasti

Reprezentace zaměření pozornosti v intrakraniálním EEG

Zodpovědní členové: Jiří Hammer, Michaela Kajšová, Adam Kalina, Petr Marusič

Publikace:
Hammer, J., Kajsova, M., Kalina, A., Krysl, D., Fabera, P., Kudr, M., … & Marusic, P. (2024). Antagonistic behavior of brain networks mediated by low-frequency oscillations: electrophysiological dynamics during internal-external attention switching. bioRxiv, 2024-03.
Völker, M., Fiederer, L. D., Berberich, S., Hammer, J., Behncke, J., Kršek, P., … & Ball, T. (2018). The dynamics of error processing in the human brain as reflected by high-gamma activity in noninvasive and intracranial EEG. Neuroimage, 173, 564-579.

Reprezentace motoriky v intrakraniálním EEG

Zodpovědní členové: Jiří Hammer, Michaela Kajšová, Adam Kalina, Petr Marusič

Publikace:
Hammer, J., Schirrmeister, R. T., Hartmann, K., Marusic, P., Schulze-Bonhage, A., & Ball, T. (2022). Interpretable functional specialization emerges in deep convolutional networks trained on brain signals. Journal of neural engineering, 19(3), 036006.
Hammer, J., Pistohl, T., Fischer, J., Kršek, P., Tomášek, M., Marusič, P., … & Ball, T. (2016). Predominance of movement speed over direction in neuronal population signals of motor cortex: intracranial EEG data and a simple explanatory model. Cerebral Cortex, 26(6), 2863-2881.

Reprezentace numerické kognice v intrakraniálním EEG

Zodpovědní členové: Michaela Kajšová, Jiří Hammer, Adam Kalina, Petr Marusič

Reprezentace rozpoznávání tváří a emocí v intrakraniálním EEG

Zodpovědní členové: Adam Kalina, Jiří Hammer, Michaela Kajšová, Jana Amlerová, Petr Marusič

Interakce dorzálního a ventrálního proudu při zpracování vizuální informace

Zodpovědní členové: Kamil Vlček, Jiří Hammer, Petr Marusič

Publikace:
Vlcek, K., Fajnerova, I., Nekovarova, T., Hejtmanek, L., Janca, R., Jezdik, P., … & Marusic, P. (2020). Mapping the scene and object processing networks by intracranial EEG. Frontiers in Human Neuroscience, 14, 561399.

Pidnebesna, A., Sanda, P., Kalina, A., Hammer, J., Marusic, P., Vlcek, K., & Hlinka, J. (2022). Tackling the challenges of group network inference from intracranial EEG data. Frontiers in Neuroscience, 16, 1061867.

Moraresku, S., Hammer, J., Janca, R., Jezdik, P., Kalina, A., Marusic, P., & Vlcek, K. (2023). Timing of allocentric and egocentric spatial processing in human intracranial EEG. Brain Topography, 36(6), 870-889.

Gunia, A., Moraresku, S., Janča, R., Ježdík, P., Kalina, A., Hammer, J., … & Vlček, K. (2024). The brain dynamics of visuospatial perspective-taking captured by intracranial EEG. NeuroImage, 285, 120487.

Sociální kognice u pacientů s epilepsií

Zodpovědní členové: Jana Amlerová, Viktória Ogurcakova, Alena Javurkova, Michaela Kajšová, Petr Marusič

Publikace:
Social cognition in Idiopathic generalised epilepsies. Ogurcakova V, Kajsova M, Marusic P, Amlerova J. Behav Brain Res. 2024 May 10;469:115044. doi: 10.1016/j.bbr.2024.115044. Online ahead of print.

Rozpoznání emocí z výrazu tváře a prosodie u neurologických onemocnění

Zodpovědní členové: Jana Amlerová, Viktória Ogurcakova, Alena Javurkova

Publikace:
Emotional prosody recognition is impaired in Alzheimer’s disease. Amlerova J, Laczó J, Nedelska Z, Laczó M, Vyhnálek M, Zhang B, Sheardova K, Angelucci F, Andel R, Hort J. Alzheimers Res Ther. 2022 Apr 5;14(1):50. doi: 10.1186/s13195-022-00989-7.

Vybrané publikace

Nadpis

text

text2

Nadpis

text

text2

Nadpis

text

text2

Nadpis

text

text2

Nadpis

text

text2

Nadpis

text

text2

Současné grantové projekty

OP-JAK Brain Dynamics
Evropský fond pro regionální rozvoj + MŠMT ČR
CZ.02.01.01/00/22_008/0004643
Řešitel: Jiří Hammer
2024–2028

Institucionální podpora excelence
2. lékařská fakulta UK
Grant No. 699012

GAUK 169124
Grantová agentura Univerzity Karlovy
Hlavní řešitel: MUDr. Viktória Ogurčáková

GAUK 272221
Grantová agentura Univerzity Karlovy
Hlavní řešitel: MUDr. Michaela Kajšová

Mezinárodní spolupráce

Prof. Tonio Ball
Medical Center, University of Freiburg, Germany
Vývoj a sdílení pokročilých metod zpracování dat z intrakraniálního EEG, několik společných publikací (Hammer et al., 2016; Volker et al., 2018; Hammer et al., 2022).

Prof. Julien Bastin
Grenoble Institute of Neurosciences, France
Sdílení a vývoj nových kognitivních paradigmat
společná publikace (Cecchi et al., 2022).

Prof. Hennric Jokeit
Swiss Epilepsy Center, Klinik Lengg, Zurich, Switzerland
Projekt COSIMO (Cognition of Social Interaction in Movies) pro rychlý screening poruch sociální kognice u pacientů napříč spektrem epilepsií i ostatních neurologických onemocnění.

Zaměření skupiny – klíčová slova

Kognitivní funkce, epilepsie, neuropsychologie, intrakraniální EEG, mozkové sítě a jejich dynamika, sociální kognice, rozpoznávání emocí