Nagrodę Fundacji na rzecz Nauki Polskiej za „odkrycie neuronalnych mechanizmów wewnątrzgatunkowego i międzygatunkowego przekazywania emocji” otrzymała w tym roku prof. Ewelina Knapska, kierowniczka Pracowni Neurobiologii Emocji w Instytucie Nenckiego. Wyróżnienie przyznano w obszarze nauk o życiu i o Ziemi.

Biologicznymi podstawami przekazywania emocji prof. Knapska zainteresowała się jeszcze podczas doktoratu.  - Badałam proces uczenia się u szczurów, który był związany z nieprzyjemną stymulacją. Do klatki z innymi osobnikami wkładaliśmy szczura, któremu stało się coś niemiłego. Okazywało się, że reszta zwierząt – obiektywnie niczym nie zagrożona - robiła się bardzo pobudzona. To był asumpt do tego, by się bliżej przyjrzeć biologicznym podstawom przekazywania emocji i sprawdzić, jak to wygląda na poziomie mózgu – opowiada prof. Knapska.

Choć szczury przekazują sobie informacje za pomocą ultradźwięków (fachowo nazywa się to wokalizacja), w komunikacji wykorzystują również bodźce zapachowe, a także obserwacje zachowań pobratymców.

- Mamy też taką linię badań u ludzi, która pokazuje, że obserwowanie drugiej osoby, której dzieje się coś nieprzyjemnego wywołuje silną aktywację mózgu. To nie musi być szczegółowa informacja werbalna. Wystarczy, że patrzymy na kogoś, kto się denerwuje – dodaje badaczka.

Choć szczury nie mówią, dobrze jednak wiedzą, że innym zwierzętom coś się stało. Co ciekawe są w stanie „przeczytać” jak odległe jest zagrożenie na podstawie zachowania zwierzęcia, które doznało nieprzyjemnej sytuacji. Jeżeli zagrożenie jest bliskie - szczur odbiorca informacji – zaczyna zastygać, jeśli zaś odległe - przeszukuje środowisko by znaleźć źródło zagrożenia. - Szczury są więc w stanie różnicować swoją reakcję, w zależności od tego, co się stało koledze – podkreśla prof. Knapska.

Według niej empatia to przystosowanie ewolucyjne. – Z naszych, ale też innych badań wynika, że empatia – współodczuwanie - mogła wyewoluować z odczytywania emocji innych, po to by wykryć zagrożenie w środowisku – podkreśla badaczka.

Klasyczne teorie mówią, że empatia miała swój początek w opiece nad potomstwem, matka musiała „czytać” stany emocjonalne dziecka by właściwie się nim opiekować.
– Stwierdzenie to jest o tyle problematyczne, że niektóre gatunki nie opiekują się potomstwem, a reagują na emocje innych. Np. jaszczurki, czy rybki, w momencie kiedy jeden z osobników jest zagrożony, zraniony, silnie reagują - dodaje badaczka.

Prof. Ewelina Knapska obroniła doktorat w 2006 r. w Instytucie Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego Polskiej Akademii Nauk, gdzie badała funkcjonalną organizację ciała migdałowatego w mózgu oraz społeczną komunikację emocji u szczurów. Staż podoktorski odbyła na Wydziale Psychologii Uniwersytetu Michigan (USA), zajmując się neuronalnymi podstawami wygaszania strachu. W 2013 roku uzyskała habilitację w Instytucie Biologii Doświadczalnej PAN.  Od 2012 roku kieruje Laboratorium Neurobiologii Emocji w Instytucie Biologii Doświadczalnej PAN. Jest współzałożycielką – wspólnie z prof. Leszkiem Kaczmarkiem - Centrum Doskonałości BRAINCITY – Centre of Excellence for Neural Plasticity and Brain Disorders, powstałego dzięki programowi Międzynarodowe Agendy Badawcze Fundacji na rzecz Nauki Polskiej i finansowanego ze środków europejskich.

W swoich badaniach prof. Knapska koncentruje się m.in. na działaniu ciała migdałowatego. To stara ewolucyjnie część mózgu odpowiadająca za przetwarzanie emocji, w szczególności strachu, mocno połączona z innymi strukturami.

- U szczurów, w ciele migdałowatym jesteśmy w stanie znaleźć te obwody neuronalne, które wywołują reakcje wynikające z obserwacji innego, przestraszonego osobnika – mówi badaczka.

W kolejnej linii badań na gryzoniach jej zespół zajmuje się ustalaniem biologicznych podstaw motywacji. - Chcemy zrozumieć jak ciało migdałowate uczestniczy w motywowaniu różnych zachowań pozytywnych. To interesujące w kontekście depresji czy zaburzeń autystycznych, gdzie obserwujemy obniżoną motywację do zdobywania nagród czy wchodzenia w interakcje społeczne. Odkryliśmy, że plastyczność, czyli zmiany umożliwiające uczenie się nowych rzeczy, zależne od białka MMP-9 w ciele migdałowatym, a właściwie jego części zwanej jądrem środkowym, są kluczowe dla utrzymywania odpowiedniego poziomu motywacji i uczenia się o nagrodach - wyjaśnia prof. Knapska.

Jeśli poziom tej substancji jest za niski lub za wysoki, zwierzęta nie uczą się o nagrodach, mają mniejszą motywację do ich zdobycia. A jak dodaje badaczka: „modulując plastyczność tej części ciała migdałowatego możemy przywrócić zaburzoną motywacje, co jest potencjalnie ciekawe jako cel terapeutyczny”.

Obecnie jej zespół stara się lepiej zrozumieć działanie obwodów neuronalnych w ciele migdałowatym po to, żeby nimi manipulować w celach terapeutycznych. – Planujemy używać ultradźwiękow do stymulowania ludzkiego mózgu, korzystając z wyników, które zebraliśmy na gryzoniach – mówi prof. Knapska.

Prof. Ewelina Knapska jest członkinią European Molecular Biology Organization (EMBO) oraz Advisory Board of Federation of European Neuroscience Societies (FENS). Należy do FENS-Kavli Network of Excellence i Dana Alliance for Brain Initiatives (DABI). Była Prezydentką European Brain and Behaviour Society (EBBS) oraz wiceprzewodniczącą Polskiego Towarzystwa Badań Układu Nerwowego. Jest autorką ponad 60 publikacji naukowych, cytowanych ponad 3300 razy przez innych badaczy. Laureatka licznych prestiżowych nagród i wyróżnień, w tym Starting Grant Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERC) (2016–2022), Nagrody Prezesa Rady Ministrów za osiągnięcia habilitacyjne (2014), stypendium Kolumb (2006), programu POWROTY/HOMING Fundacji na rzecz Nauki Polskiej (2008) oraz Burgen Scholarship przyznawanego przez Academia Europaea (2013).