Jokūbas Žiburkus – JAV lietuvis, dirbantis Houston universitete. Neuromokslininkas specializuojasi elektrofiziologijos srityje ir yra gavęs nemažai apdovanojimų už epilepsinių ligų tyrimus.Apie savo darbą ir pasiekimus  Lietuvos Neuromokslų asociacijos valdybos narys pasakojaneuromokslas.lt skaitytojams.

Neuromokslas Lietuvoje nėra populiarus, vaikai užaugę nesvajoja tapti neuromokslininkais. Kaip atradote šią sritį?

Norėčiau pakomentuoti klausimą: neuromokslas Lietuvoje nėra nepopuliarus. Jis tiesiog yra dar nepakankamai žinomas ir „išlavintas“, todėl šiam mokslui (ypatingai nerodegeneraciniu ligų srityje) trūksta finansavimo. Labai svarbu, kad šis požiūris greitai keistųsi.

Na, o neuromokslas ir aš atradome vienas kitą. Smegenis, kaip organą, pirmiausia pažinau, kai po meningito mane pradėjo kankinti migrenos skausmai.  Tada, dar budamas aštuonerių metų vaikas, nesupratau, ką bendro smegenys turi su daugybe sensorinių, motorikos ir kognityvinių funkcijų. 1991 metais būdamas biologijos studentu Hillsdale College (Michigan valstijoje) susipažinau su profesoriais Townsend ir Tsao. Townsend – biologas ir anatomas, o Tsao – psichologas. Townsend‘as tapo mano biologijos bakalauro preceptoriumi. Mane iš karto sužavėjo šio vyro netipiškas dėstymo būdas naudojant juodąjį humorą, kartu susiejant jį su žmogaus anatomija. Kaip anatomas, Townsend‘as buvo nuostabus chirurgas ir patologas. Pavyzdžiui, dar prieš mums išimant sukietėjusią plaučių dalį iš lavono mokomojo preparato, Townsend’as jau diagnozuodavo galimas žmogaus mirties priežastis. Remdamasis užuominomis, tokiomis kaip pageltonavę tarpupirščiai ir lieknas kūnas, jis nesunkiai nustatydavo, jog žmogus turbūt chroniškai vartojo tabaką,  tad greičiausiai mirė nuo plaučių vėžio.

Tuo tarpu Tsao išaiškino ir nepaprastai sudomino mane neuronų funkcijomis, neuroniniais tinklais, psicholginiais ir neurologiniais smegenų aspektais. Todėl neuromokslo atradimo procesas buvo gana ilgas, prasidėjęs bakalauro studijų metu ir toliau jau pratęstas doktarantūros ir habilitacijos metu.

Kaip sutiktam „paprastam žmogui“ aiškinate, kuo užsiimate laboratorijoje?

Atvirai pasakius, ir „paprastų žmonių“ yra gana platus diapazonas. Paprastai paaiškinu, kad dėstau neuromokslą ir studijuoju neurodegeneracines ligas, pavyzdžiui, epilepsija ir Alzheimerį. Ypatingai mane šiuo metu domina katastrofinės, aršiosios pediatrinės epilepsijos, o be to ir ryšys tarp atminties netekimo Alzheimerio ligos metu ir epileptinių priepuolių. Po šio paaiškinimo, „paprastas žmogus“ man paprastai papasakoja esąs susidūręs su viena iš šių ligų asmeniškai arba žino atvejus nutikusius jo šeimai, draugams bei kolegoms. Aišku, dauguma domisi, ar yra nauji vaistai, atradimai, bet ne daug kas nori užsiimti neuromokslo „mistika“ ir klausytis apie biologinius eksperimentus arba procesus. „Nauju vaistų, kurie išgydo epilepsijas arba Alzheimerio ligas kol kas dar nėra” – paprastai atsakau,o  mes laboratorijoje būtent ir bandome suprasti procesus, sukeliančius šias ligas ir surasti naujų terapinių taikinių.

Kalbant konkrečiau, tai normali smegenų funkcija priklauso nuo dviejų rūšių neuronų – žadinančiųjų ir slopinančiųjų. Tyrimuose su Alzheimerio ligos modeliais atradome, kad kai kurios iš šitų slopinančiųjų ląstelių praranda savo fundamentalią funkciją generuoti veiksmo potencialus – elektrinius impulsus. Šis elektrinis potencialas yra unikali neuroninių (ir raumeninių) audinių funkcija, kuri išskiria neuronus iš kitų, pagalbinių glijos lastelių smegenyse. Neuronų veiksmingumo praradimas smegenų dalyse, atsakingose už atmintį ir emocijas, gali buti vienas iš pirminių Alzheimerio ligos požymių, sukeliančių trumpalaikės atminties praradimą. Kodėl? Nes patikima neuronų elektrcheminė (veiksmo potencialais ir cheminėmis medžiagomis) komunikacija būtina neuronams „susirišti“ su kitais neuronais ir jų tinklais. Sujungiamumas ir lemia „normalias“ aplinkos suvokimo, atminties ir emocijų funkcijas.Pridursiu ir tai, kad mes tiriame, kaip dinamiškai įvairūs neuronai elgiasi epilepsijos priepuolių metu. Pagal tradicinį supratimą, epilepsijos priepuolis, kaip ir nekontroliuojama audra, vienodai sužadina ir perkrauna visus neuroninius tinklus. Tačiau mūsų tyrimai rodo, kad tai yra heterogeninis procesas ir epilepsijos priepuolis primena tikslingai suplanuotą simfoninį koncertą: jo metu kiekvienas įvairaus tipo slopinantysis ir žadinantysis neuronas (o jų centrinėje nervų sistemoje yra apie 140 rūšių) atlieka savo rolę visai kaip instrumentai orkestre. Tačiau ta rolė nebūtinai yra sinchronizuota su kitais neuronais. Kontraversiškas aspektas besikeičiančiai dogmai yra tai, kad slopinančiosios, o ne žadinančiosios ląsteles pradeda normas ribas peržengiančią sinchroniją, kuri sukelia epiletpinį priepuolį.

Iš to, ką galima perskaityti apie Jūsų darbą, panašu, jog turite toliaregišką strategiją: gydyti epilepsijos priežastis, o ne simptomus. Kodėl ši problema Jums pasirodė svarbi? Juk yra daug nervų sistemos ligų… Kokioje šios misijos stadijoje esate dabar?

Epilepsijos mokslu „užsidegiau“  būdamas George Mason University (Virginia valstijoje) ir darydamas savo antrąjį habilitacinį darbą su neurochirurgu ir neuromoksliniku Steven J. Schiff (dabartinis Penn Satte University Neuroinžinerijos centro direktorius). Nors mano specialybė jau tada buvo neurofiziologija, tik Steve’o laboratorijoje supratau, kad epileptologai, kaip turbūt niekas daugiau, gilinasi butent į detalią (ląstelių lygmens) ir visuotinę ( susijusią su tinklais, elektroencefalogramomis) smegenų elektrofiziologiją. Visgi, įkvėpimas atėjo ne tik iš pačių epilepsijos tyrimų, bet ir dėl Steve’o, kuris yra unikalus chirurgas, neuromokslininkas, matematikas, ir neuroinžinierius. Tokių žmonių, turinčių begalinius medicinos, mokslinių ir kultūrinių žinių lobius šiame pasaulyje yra nedaug, todėl man pasisekė dirbti su Steve‘u  ir toliau tęsti bendradarbiavimą jau turint savo nepriklausomą laboratoriją Houston’o universitete. Be viso to, epileptologų tarpe yra, ko gero, garsiausi neurofiziologai, su kuriais tenka garbė bendrauti per ypatingus mokslinius suvažiavimus, tokius kaip Gordon Conferences. 2006 metais aš išgirdau vieno iš savo mokslinių idealų paskaitą apie eplepsiją ir epileptologus. Tai buvo garsusis David Prince iš Stanford’o universiteto, kuris pasakė, kad „ norint suprasti epilepsiją, mes turime suprasti smegenų funkcijas“.

Apie smegenis galvoju, kaip apie struktūriškai ir funkcionaliai plastišką ir dinamišką tinklą. Tai pastoviai besikeičianti sistema, egzistuojanti už ekvilibriumo ribų. Šis plastiškumas suteikia mums galimybes įgyti žinias ir atsiminimus, lavinti ir manipuliuoti egzistuojančiais gamtos įstatymais. Mane labai domina plastiškumo procesas epilepsijose, ryšys tarp smegenų plastiškumo ir neurologinių ligų.

Epilepsijos ir jų priepuoliai yra kitų ligų išraiška. Pavyzdžiui, ir autizmo spektro, ir Alzheimerio ligų pacientai taip pat kenčia ir nuo epilepsijos. Aš svarstau, kad, žinodmai plastiškumo ir neurononių tipų sutrikimų mechanizmus, mes galėsime slopinti epileptinius priepuolius ir kartu pagerinti kitų koegzistuojančių ligų, tokių kaip autizmas arba alzheimeris, pacientų būklę.

Manau, kad tai ne tik mano misija. Galvojant apie ligas, visada yra svarbiau ir dažniausiai sudėtingiau surasti ligų priežastis. Dėl to, kad nežinome daugelio ligų priežasčių, mes toliau gydome jų simptomus. Aš manau, kad per šį amžių sužinosime ir suprasime daugumą smegenų funkcijų, pradėsime vykdyti genų ir kamieninių ląstelių terapiją, vis mažiau invaziškai stėbėsime visų individualių neuronų veiklą smegenų tinkluose ir net galėsime kontroliuoti smegenų funkcijas neinvaziniais būdais. Ar tai mokslinė fantastika? Tai tiek pat nerealu, kiek ir namų kompiuterių egzistavimas praėjusio amžiaus viduryje. Bet nepaisant viso neuro-progreso, tik dalis ligų bus išgydomos, o kitoms bus atrasti tiesiog geriau veikiantys medikamentai. Tačiau atsiras ir naujų ligų, nes ir evoliucija nestovi vietoje.

Esate Society for Neuroscience narys. Ar kolegos perklausia išgirdę, kad esate iš Lietuvos?

Jeigu manęs kolegos neklausia, ar aš esu iš Lietuvos, tai aš jiems pats apie tai pasakoju Daug iš mano kolegų žino ne tik, iš kur esu, bet kai kurie jau yra aplankę Lietuvą (priverčiau ). Bet iš tikrųjų, kalbant rimtai,pasaulis darosi vis mažesnis, informacijos priėjimas ir jos įsisavinimas vyksta labai greitai ir globaliniu lygiu. Kaip bet kuris mokslas, neuromokslas – interdisciplininė ir tarptautinė sritis. Deja, Lietuva gana nežinoma neuromokslų srityje kaip, sakysime, vengrai (iš buvusiųjų sovietų bloko šalių). Tačiau tai mes galime pakeisti gana greitai, per porą dešimtmečių! Todėl atraskime neuromokslą, platinkime ir svajokime, nepasiduokime standartiniam mąstymui ir dirbkime toliau, kurdami unikalų Baltijos neuromokslų kampelį pasaulio žemėlapyje.