Karolína Korvasová: Matfyzačka nadšená do biologie

Karolínu Korvasovou biologie lákala už během bakalářského studia matematiky na MFF UK. I proto odešla na magisterské studium se zaměřením na matematickou biologii do Nizozemska a později pokračovala na stáž do Austrálie a na doktorát do Německa, který aktuálně dokončuje. Zabývá se aktivitou mozku během pohybu a od ledna se vrací na Matfyz.

Kdy začal váš zájem o biologii?
Hned od začátku. Už má bakalářka byla v tématu matematická biologie – teorie her. A můj vedoucí bakalářské práce, profesor Vlastimil Křivan, mi radil: „Pokud tě zajímá biologie a matematika, jdi na magisterské studium do Utrechtu.“ Tak jsem se přihlásila.

V Česku nic podobného nebylo?
V té době asi moc ne, ale přiznám se, že jsem to moc nezkoumala. Magisterské studium v zahraničí mi přišlo jako dobrá zkušenost a výzva. Navíc Univerzitu Utrecht jsem již znala z dětství, působil na ní můj otec, když mi bylo pět let.

Magisterské studium ale není vaše jediná zahraniční zkušenost. Jak vedla vaše cesta do Austrálie a Německa?
Do Austrálie jsem odjela s manželem, protože tam rok studoval. Našla jsem si tam na Univerzitě v Melbourne místo asistentky ve výzkumu. Poté jsme se vrátili do Prahy a já začala studovat doktorát na ČVUT. Manžel ale získal práci v Německu a odstěhoval se tam. A já jsem se nakonec rozhodla přerušit český doktorát a odstěhovat se za ním do Německa. A tam jsem narazila na inzerát, že na Institutu pro neurovědy a medicínu hledají Ph. D. studenta-matematika na modelování mozkové aktivity. I když bylo po termínu, přihlásila jsem se a měla jsem štěstí, že mě vzali.

Institut pro neurovědy a medicínu, Výzkumné centrum Jülich, Německo
Výzkumné centrum Jülich (Forschungszentrum Jülich) obsahuje osm institutů a zabývá se čtyřmi hlavními tématy: zdraví, informace, prostředí a energie. Institut Komputační a systémové neurovědy (INM-6) založili manželé prof. Markus Diesmann a prof. Sonja Grün s cílem pochopení mechanismů fungování mozku skrz integraci experimentálních dat a počítačového modelování. „Na institutu panuje velmi rodinná atmosféra, vedení se neustále snaží zlepšovat pracovní podmínky a na vše je systém, postup – např. jak se má integrovat nový člen skupiny,“ líčí Karolína a dodává: „Všichni se známe, je nás tu asi 60, společně jezdíme na výlety a třeba i společně slavíme Vánoce.“

Čemu se ve svém aktuálním výzkumu věnujete?
Můj výzkum se soustředí na oblast středního septa, což je malá část mozku uložená hluboko uvnitř. Je to taková ústředna – je obousměrně propojená s různými částmi mozku, čímž se účastní mnoha funkcí – například navigace v prostoru a ukládání prostorové mapy do paměti, ale třeba i emocí. Propojení těla, mozku a emocí mě vždy velmi zajímalo. Konkrétně se zabývám tím, jak vypadá aktivita středního septa během pohybu a jak ovlivňuje jiné struktury, například hippokampus.

Co se už ví?
Stimulace buněk v oblasti středního septa může iniciovat pohyb, i když přímo neodpovídá za vykonání samotného pohybu – zatnutí svalů – ale navodí jiný stav mysli, jako když si například jdeme zaběhat. Také se ví, že střední septum je nutné pro takzvané theta oscilace v hippokampu a že si bez něj neumíme vytvořit novou mapu prostoru. Přesně těm mechanismům ale ještě nerozumíme. V našem výzkumu se snažíme pochopit, jak se stane, že se laboratorní myš při stimulaci rozběhne, a k čemu slouží aktivita, kterou ve středním septu během pohybu pozorujeme.

Jak se to zkoumá?
Jedná se o velmi mezioborový výzkum – využíváme znalosti z biologie, chemie, fyziky, matematiky i programování. Samotné experimenty probíhají tak, že v myším mozku, kde jsou dlouhodobě implantované elektrody, se pomocí světla (optogenetiky) stimuluje specifický typ neuronů. Jako odpověď na stimul se myš rozběhne a také pozorujeme specifickou aktivitu mozku, tzv. theta oscilaci v hippokampu (hippokampus je oboustranně propojen se septem – pozn. red.).

A nás zajímá, jak tato theta oscilace souvisí s pohybem. Když totiž farmakologicky zablokujeme vznik oscilací, myš se po stimulaci stále rozběhne. Theta oscilace, respektive s ní spojená neuronová aktivita, tak není impulzem pro pohyb, ale pravděpodobně informuje hippokampus o rychlosti pohybu, aby se myš dokázala orientovat v prostoru. Kromě toho lze vyvoláním theta oscilací v hippokampu pomocí hloubkové stimulace mozku předejít epileptickému záchvatu. Dokonce jsem slyšela příběh jedné pacientky, která když cítila, že přichází epileptický záchvat, rozběhla se a tím záchvatu zabránila. A to by bylo přece úžasné, kdybychom jednou uměli předcházet epileptickým záchvatům nějakým přirozeným způsobem, třeba i specifickým pro každého pacienta. Náš projekt ale spadá do kategorie základního výzkumu, stále toho mnoho nevíme, ale snažíme se pochopit a popsat ty základní vztahy mezi pohybem a oscilací v mozku.

Jak konkrétně jste do projektu zapojená?
Zabývám se především analýzou dat. Výsledkem mé práce jsou nejrůznější obrázky, za kterými je mnoho matematické a statistické analýzy.

Jak z vlastní zkušenosti hodnotíte studium a vědu v různých zemích?
Studium na Matfyzu mi dalo hodně – základní znalosti, schopnost se učit a řešit problémy, přesnost. V porovnání se zahraničím mi tam ale přišla méně rodinná atmosféra. I když to mohlo být částečně dáno stupněm studia. Holandsko pro mě bylo úplně jiný svět – kladou tam větší důraz na schopnost samostatného řešení problémů a velmi mě tam zaujala otevřenost – na chodbách byly všude kávovary, kde jsme se všichni potkávali. Profesoři u svých pracoven měli skleněné dveře, a i tak je měli neustále otevřené a kdykoliv jste mohli vstoupit – to prostředí k tomu přímo vybízelo. Na druhou stranu na Matfyzu jsme si s některými vyučujícími užili spoustu zábavy, například při vzájemném předhánění se na šifrovacích hrách. To se člověku asi jen tak někde nestane.

Co byste poradila studentům?
Zajímejte se o svět kolem sebe a rozvíjejte schopnost vidět všechny možnosti, které máte a kde všude můžete uplatnit své znalosti, kam dále směřovat své studium. A jděte na chvíli do zahraničí – je to nenahraditelná zkušenost – získáte jiný pohled, nový přístup k řešení problémů, jiný způsob výuky. Osobně mi to velmi pomohlo, z každého zahraničního pobytu jsem si odnesla něco jiného a otevřelo mi to mnohem více možností.

Co se vám otevřelo? Co plánujete dál?
Od ledna se vracím zpátky do Česka na Matfyz do nově vznikající skupiny komputačních neurověd, kterou vede Ján Antolík (držitel interní podpory UK Primus pro založení vlastní výzkumné skupiny – poz. red.). Budu se zabývat modelováním vizuálního systému. Moc se na to těším, bude to pro mě zase mnohem více modelování, a navíc to bude velmi mezinárodní tým – kolegové budou ze Slovenska, Německa, Francie, Itálie a já se k nim přidám jako první Češka. Tak věřím, že i díky tomu nebude návrat tak těžký.