Teknikdriven forskning om prefrontala cortex

Prefrontala cortex är centrum för hjärnans avancerade funktioner – det är här våra intryck av världen formas, planer smids, och beslut tas. Genom att studera nervcellers aktivitet i realtid kartlägger Marie Carlén hur prefrontala cortex fungerar.

Porträtt på Marie Carlén
Marie Carlén är professor vid institutionen för neurovetenskap. Foto: Stefan Zimmerman.

Vad forskar du om? 

– Min forskning undersöker hur den del av hjärnan som kallas prefrontala cortex, PFC, fungerar. PFC behövs för kognition, det vill säga mer avancerade mentala processer som uppmärksamhet, inlärning, beslutsfattande, planering och utvärdering. Sjukdomar som autism och schizofreni och även beroendeproblem har kopplats till avvikande funktion i PFC.

Hur forskar du om detta? 

– Vi studerar PFC hos möss och råttor. Deras hjärnor liknar vår på grundläggande nivå i både struktur och funktion. Mycket av vår forskning har möjliggjorts av nya verktyg som vi anammat på ett tidigt stadium. Som postdoc på MIT använde jag den då helt nya tekniken optogenetik för att testa centrala hypoteser om den biologiska grunden för kognition.

– För ungefär fyra år sedan skedde ett annat tekniskt genombrott, då det blev möjligt att med elektroder i realtid registrera aktivitet hos hundratals hjärnceller samtidigt. Det gör att det nu är möjligt att på allvar avkoda hur PFC möjliggör kognition. Denna teknik har revolutionerat fältet och vi har just avslutat datainsamlingen i ett stort projekt där vi under tre års tid registrerat aktiviteten i PFC under kognitiva processer hos möss. Detta enorma dataset, med aktivitet från alla delar av PFC, ska vi nu analysera. Det är både spännande och svårt – liknande studier saknas och vi vet inte exakt vad vi letar efter. 

Vad vill du uppnå med din forskning? 

– Kunskapen om PFC är fragmentarisk och vi har ingen övergripande förståelse av principerna för hur denna del av hjärnan fungerar. Jag försöker ändra på det genom att bedriva nyfikenhetsdriven grundforskning om hur PFC är strukturellt uppbyggt och mekanistiskt fungerar. Mitt mål är att bidra till ett konceptuellt genombrott i förståelsen av PFC. Sådan kunskap kan ge insikter i den biologiska grunden för avvikande kognition i psykisk sjukdom, och hur det kan behandlas.

Om Marie Carlén  

Professor i neuronala nätverk, särskild inriktning kognitiva mekanismer, vid institutionen för neurovetenskap  

Marie Carlén är född i Örnsköldsvik 1970. Hon läste biologi vid Stockholms universitet, med examen 1999 och disputerade i medicin vid KI 2005. 2007–2010 gjorde hon postdoc vid MIT, Massachusetts Institute of Technology, USA. Sedan 2010 leder hon en forskargrupp vid KI. Carlén belönades med Sven och Ebba-Christina Hagbergs Pris 2010. Hon har bland annat erhållit ERC Starting Grant och Vetenskapsrådets Consolidator Grant samt utsetts till Ragnar Söderberg Fellow in Medicine, Wallenberg Academy Fellow och Wallenberg Scholar. Hon blev docent 2017. 

Marie Carlén har anställts som professor i neuronala nätverk, särskild inriktning kognitiva mekanismer, vid Karolinska Institutet från 1 april 2022.