McKenzie լաբորատորիան ուսումնասիրում է, թե ինչպես են ստեղծվում հիշողությունները, ինչպես են ձևավորվում և տարածվում նյարդային ակտիվության օրինաչափությունները և ինչպես վերահսկել նոպաների տարածումը:
Չնայած ուղեղի ամենաշատ ուսումնասիրված շրջաններից մեկն է, հիպոկամպի հիմնական գործառույթը մնում է անհայտ: Իմ աշխատանքն առաջնորդվել է հարաբերական հիշողության շրջանակ հիպոկամպի գործառույթը. Համաձայն այս տեսության՝ ժամանակի և տարածության մեջ բաժանված իրադարձությունները կարող են կապված լինել միմյանց հետ հիպոկամպային շղթաներում ասոցիատիվ կապի շնորհիվ: Այս տարածական ժամանակային կամուրջը թույլ է տալիս բացահայտել նոր կանոններ և կատեգորիաներ, որոնք ես տեսնում եմ որպես այս հիշողության համակարգի հիմնական գործառույթը:
Ինչ-որ կերպ հիպոկամպը կարողանում է միացնել կեղևի հատվածները, որոնք հակառակ դեպքում թույլ ասոցիատիվություն կունենային: Մեքենայական ուսուցման լեզվով ասած՝ հիպոկամպից կախված այս համակեցությունը ընդլայնում է առանձնահատկությունների տարածությունը, որի վրա կարող է առաջանալ ուսուցում: Ինձ հետաքրքրում է, թե ինչպես են օրինաչափություններ հանվում մանրամասներից։ Մասնավորապես, իմ լաբորատորիան ուսումնասիրում է, թե ինչպես է կատեգորիաների ուսուցումը ազդում հիպոկամպային/կեղևային փոխազդեցությունների ընձեռած առանձնահատկությունների ընդլայնված տարածության վրա:
Կյանքի ընթացքում 1 ամերիկացիներից 26-ի մոտ կախտորոշվի էպիլեպսիա: Առկա դեղաբանական բուժումներն ունեն զգալի կողմնակի ազդեցություններ և արդյունավետ չեն բնակչության 30%-ի մոտ, ովքեր հաճախ տառապում են այլընտրանքային բուժում փնտրելուց տարիներ առաջ, ինչպիսին է նոպաների ֆոկուսի վիրաբուժական հեռացումը: Այն դեպքերում, երբ ֆոկուսը անհայտ է, երբ կան բազմաթիվ օջախներ, կամ երբ ռեզեկցիան չափազանց ռիսկային է, ուղեղի խորը խթանումը կարող է տարբերակ լինել: Ներկայումս FDA-ի կողմից հաստատված երկու տարբերակ կա. թալամուսի առաջային միջուկի քրոնիկական խթանումը, եւ փակ ցիկլով, «պատասխանող» գրգռում առգրավման սկզբի գոտուն: Ոչ ոք չգիտի, թե ինչու են այս խթանման արձանագրությունները արդյունավետ, որոնցից հիվանդները կարող են առավելագույնս օգուտ քաղել, կամ լավագույն ռազմավարությունը թելադրելու, թե երբ և ինչպես խթանել:
Իմ լաբորատորիան աշխատում է նոպաների կանխատեսման ալգորիթմների մշակման ուղղությամբ՝ նոպաները հայտնաբերելուց առաջ: Այս առաջադեմ նախազգուշացումը կօգտագործվի նյարդային ակտիվությունը խանգարելու համար՝ ուղեղը ապասինխրոնիզացնելու համար և հուսով ենք, որ կկանգնեցնի տարածված իկտալ ակտիվությունը սկզբի գոտուց դեպի ուղեղի այլապես առողջ շրջաններ:
Ոչ ոք չգիտի, թե ուղեղը նյարդային գործունեության որ հատկանիշն է օգտագործում իր հետ շփվելու համար։ Դա կարող է լինել նույնականությունը, թե որ նեյրոնն է կրակում, արագությունը, որով այդ նեյրոնները կրակում են որոշակի ժամանակային պատուհանի ընթացքում, համաժամանակյա գործունեության օրինաչափությունը որոշ ժամանակային պատուհանում կամ նույնիսկ այն կարգը, որով նեյրոնները կրակում են միմյանց նկատմամբ: Կարծում եմ, որ համաժամանակյա գործունեության օրինաչափությունը կարևոր է, և որ ուսուցումն ապահովվում է փոփոխություններով, որոնցում նեյրոնները միասին կրակում են ցանկացած հանգամանքներում: Իմ լաբորատորիան ուսումնասիրում է, թե ինչպես են գրգռիչ նեյրոնները մրցակցում միմյանց հետ կարճ ժամանակամիջոցում միասին ակտիվ լինելու համար: Ես ուզում եմ իմանալ, թե արդյոք կողային արգելակման մեջ պլաստիկությունը կարող է թելադրել, թե ով ում հետ կարող է կրակել և ինչ հանգամանքներում են գործում համակեցության այդ կանոնները:
Հարաբերակցության բարդ օրինաչափությունները և մանրակրկիտ հավասարակշռված սինխրոնիան կարևոր են միայն այն դեպքում, եթե այդ ցատկերը կարող են առաջացնել տարբեր ակտիվություն ուղեղի էֆերենտ շրջաններում: Ինչպե՞ս են ընթերցվում համաժամանակյա գործունեության օրինաչափությունները: Ինչպե՞ս են մուտքային ազդանշանները փոխազդում ընթացիկ գործունեության հետ, որոնք առաջացել են ներտարածաշրջանային, կրկնվող կապի միջոցով: Կարո՞ղ ենք առանձնացնել ուղեղի մի շրջանի մուտքերի եզակի ներդրումը մյուսի գործունեության մեջ՝ այս կենտրոնական հիշողության սխեմաներում ցանկացած սինապսում սինապտիկ փոխանցման կանոն պարզելու համար: