Profil badań

Zdolność do rozpoznawania, zapamiętywania i wykorzystywania przestrzeni życiowej jest jedną z najważniejszych cech adaptacyjnych u zwierząt. Rozwój tej umiejętności wiąże się z ewolucyjnym zawansowaniem struktur mózgu, dzięki którym możliwe są zmiany plastyczne umożliwiające uczenie się, a co za tym idzie elastyczne dostosowanie do zmieniających się elementów środowiska życia. Pamięć przestrzenna jest niezbędna do samodzielnego funkcjonowania człowieka, a jej defekty prowadzą do głębokiej niepełnosprawności funkcjonalnej. U wszystkich ssaków za centralną strukturę odpowiedzialną za pamięć przestrzenną uznawany jest hipokamp. Struktury korowe łączące się z hipokampem umożliwiają doprowadzanie bodźców różnego pochodzenia, ich wstępne filtrowanie oraz synchronizację. Współdziałanie pomiędzy obszarami odpowiedzialnymi za pamięć przestrzenną umożliwia wybór optymalnej strategii nawigacyjnej oraz zapewnia równowagę pomiędzy eksploracją nowych a wykorzystaniem już poznanych terytoriów. Rola formacji korowych zaczęła być dostrzegana stosunkowo niedawno, zaś ich szczegółowe funkcje są nadal nierozpoznane. Konieczne wydaje się zatem stworzenie uniwersalnego modelu funkcjonowania pamięci przestrzennej, z uwzględnieniem roli poszczególnych struktur, warstw, a nawet populacji neuronów. Zrozumienie tego systemu możliwe jest głównie dzięki zastosowaniu zwierzęcych modeli behawioralnych i genetycznych.

Metody

• Testy behawioralne: labirynt T, test otwartego pola, warunkowanie klasyczne i instrumentalne.
• Manipulacje optogenetyczne in vivo
• Obrazowanie in vivo przy użyciu mikroskopii dwufotonowej i fuorescencyjnej
• Rejestracje elektrofizjologiczne in vivo

Aktualna działalność badawcza

• Precyzyjne określenie czasowych ram zaangażowania kory retrosplenialnej w procesie kodowania i odtwarzania pamięci przestrzennej.
• Zbadanie funkcjonalnych relacji pomiędzy korą retrosplenialną a hipokampem.
• Zdefiniowanie populacji neuronów koniecznej do utworzenia specyficznego śladu pamięci w korze retrosplenialnej.

Wybrane publikacje

Łukasiewicz K., Robacha M, Bożycki, Ł, Radwańska K, Czajkowski, R (2016) Simultaneous two-photon in vivo imaging of synaptic inputs and postsynaptic targets in the mouse retrosplenial cortex. J. Vis. Exp. 109 doi: 10.3791/53802

Czajkowski R, Balaji J, Wiltgen B, Rogerson T, Guzman Karlsson M, Barth AL, Trachtenberg JT, Silva AJ (2014) Encoding and storage of spatial information in the retrosplenial cortex. Proc. Natl. Acad. Sci. 111:8661-6.

Czajkowski R, Sugar J, Zhang SJ, Couey JJ, Ye J, Witter MP (2013) Superficially projecting principal neurons in layer V of medial entorhinal cortex in the rat receive excitatory retrosplenial input. J. Neurosci. 33:15779-92.

Couey JJ, Witoelar A, Zhang SJ, Zheng K, Ye J, Dunn B, Czajkowski R, Moser MB, Moser EI, Roudi Y, Witter MP. (2013) Recurrent inhibitory circuitry as a mechanism for grid formation. Nat. Neurosci. 16:318-24.