מעבדת מקנזי חוקרת כיצד נוצרים זיכרונות, כיצד נוצרים ומתרבים דפוסי פעילות עצבית וכיצד ניתן לשלוט בהתפשטות ההתקפים.
למרות היותו אחד מאזורי המוח הנחקרים ביותר, תפקוד הליבה של ההיפוקמפוס נותר לא ידוע. עבודתי מונחה על ידי מסגרת זיכרון יחסי של תפקוד ההיפוקמפוס. על פי תיאוריה זו, אירועים המופרדים בזמן ובמרחב עשויים להיות קשורים זה לזה בזכות קישור אסוציאטיבי במעגלים בהיפוקמפוס. גשר מרחב -זמני זה מאפשר גילוי של כללים וקטגוריות חדשות, שאני רואה בהם את התפקיד העיקרי של מערכת זיכרון זו.
איכשהו, ההיפוקמפוס מסוגל לקשור אזורים קליפת המוח שאחרת היו להם אסוציאטיביות חלשה. בלשון הלמידה המכונה, הקוהרנטיות התלויה בהיפוקמפוס מרחיבה את מרחב התכונות שעליו עלולה להתרחש למידה. מעניין אותי האופן בו מפיקים סדירות מפרטים. באופן ספציפי, המעבדה שלי חוקרת כיצד למידת קטגוריות מושפעת ממרחב התכונות המורחב שמספק אינטראקציות היפוקמפוס/קליפת המוח.
במהלך כל החיים, אחד מכל 1 אמריקאים יאובחן כחולה באפילפסיה. הטיפולים התרופתיים הקיימים נושאים תופעות לוואי משמעותיות ואינם יעילים בקרב 26% מהאוכלוסייה הסובלים פעמים רבות שנים לפני שהם מחפשים טיפולים חלופיים, כגון כריתה כירורגית של מוקד ההתקף. במקרים בהם המיקוד אינו ידוע, כאשר ישנם מספר מוקדים, או כאשר כריתה מסוכנת מדי, גירוי מוחי עמוק עשוי להיות אופציה. כרגע ישנן שתי אפשרויות שאושרו על ידי ה- FDA: גירוי כרוני של הגרעין הקדמי של התלמוס, ו גירוי סגור, "מגיב" לאזור הופעת ההתקפים. איש אינו יודע מדוע פרוטוקולי גירוי אלה יעילים, מהם המטופלים עשויים להפיק תועלת רבה ביותר, או האסטרטגיה הטובה ביותר להכתיב מתי וכיצד לעורר אותם.
המעבדה שלי פועלת לפיתוח אלגוריתמים לחיזוי התקפים לאיתור התקפים לפני שהם מתחילים. אזהרה מתקדמת זו תשמש להפריע לפעילות עצבית כדי לסנכרן את המוח ובתקווה לעצור את הפעילות האיקטאלית המתפשטת מאזור ההתחלה לאזורי מוח בריאים אחרת.
איש אינו יודע באיזו תכונה של פעילות עצבית המוח משתמש כדי לתקשר עם עצמו. זו יכולה להיות הזהות של איזה נוירון יורה, הקצב שבו נוירונים יורים במהלך חלון זמן כלשהו, דפוס הפעילות הסינכרונית בתוך חלון זמן כלשהו, או אפילו הסדר בו נוירונים יורים ביחס זה לזה. אני חושב שיש משמעות לדפוס הפעילות הסינכרונית וכי הלמידה נתמכת על ידי שינויים בהם נוירונים יורים יחד בכל נסיבה נתונה. המעבדה שלי חוקרת כיצד נוירונים מעוררים מתחרים זה בזה כדי להיות פעילים יחד בחלונות זמן קצרים. אני רוצה לדעת האם הפלסטיות בעיכוב לרוחב עשויה להכתיב מי רשאי לירות עם מי ובאילו נסיבות חלים כללי הדו קיום האלה.
דפוסי מתאם מורכבים וסינכרון מאוזן דק משנה רק אם הקוצים האלה יכולים להניע פעילות שונות באזורי מוח אפורים. כיצד נקראים דפוסי פעילות סינכרונית? כיצד אינטראקציות נכנסות מתקשרות עם פעילות מתמשכת שצצה באמצעות קישוריות תוך אזורית וחוזרת? האם אנו יכולים להקניט את התרומה הייחודית של תשומות מאזור מוח אחד לפעילות באחרת כדי להבין כלל העברה סינפטי בכל סינפסה במעגלי הזיכרון המרכזיים הללו.