Forskerprofil: Dr Charlotte Boccara

Møt NCMMs nye gruppeleder Charlotte Boccara og lær mer om planene hun har for tverrfaglig forskning på søvn og nevrovitenskap hos NCMM, og hvordan hun ser denne vitenskapen i samfunnskontekst.

Charlotte Boccara profilbilde

Dr. Charlotte Boccara, gruppeleder NCMM. Bilde: Ola Nordal

Avdekke mekanismene som kobler søvn og helse

Hvorfor sover vi?

Dette er spørsmålet som opptar Dr. Charlotte Boccara og teamet hennes. Dr. Boccaras forskning ser på sammenhengene mellom søvn og sunn utvikling, og beveger seg i skjæringspunktet mellom nevrobiologisk utvikling, systemisk og teknologisk utvikling. Hun forklarer hva de håper å få svar på:

 – Alle vet at søvn er viktig, likevel vet vi fremdeles svært lite om hvorfor det er slik. Alle arter sover, men hvorfor har evolusjonen stoppet opp i en tilstand der vi er sårbare for angrep fra rovdyr? Hvorfor er det slik at helsen vår forringes hvis vi ikke sover godt nok? Hvordan kan vi forhindre at dette skjer?

Dr. Boccara er hjerneforsker, og hennes utgangspunkt er derfor hjernen og utviklingen av innovative modeller for søvnmangel. Og undersøker hjernens svingninger på EEG. Hun forklarer: 

 – Hjernens svingninger som observeres på EEG-avlesninger gjenspeiler det vi kaller hjernetilstander – enten du slapper av, eller jobber konsentrert og intenst med å løse et problem. Tilstandene oppstår gjennom synkroniseringen av flere nevroner. Hjernen har i hovedsak to typer nevroner, hemmende og aktiverende, og det må være en balanse mellom disse to. Slik er det med alle systemer. Hemmende nevroner er orkesterlederen i hjernen din. De former aktivitetsmønstrene, som vises som hjernebølger på EEG, og hindrer kakofoni.

Videre  

 – er det ulike svingninger, alt etter hva du gjør, om du løser oppgaver eller om du slapper av. Eller om du løper, eller sover. Hvert søvnstadium, fra REM til dyp søvn, har faktisk sine spesifikke svingninger. Derfor er en av ideene våre å kartlegge og inaktivere spesifikke søvnsvingninger gjennom hele hjernens utvikling for å forstå deres funksjon. 

Derfor bruker gruppen både eksperimentelle og datateknologiske tilnærminger til å studere nedsatt og sunn kognisjon i den unge og den voksne hjernen. 

Søvnens betydning for kognitiv utvikling

I dagens hektiske, teknologiske verden øker bekymringen for utvikling av kronisk søvnmangel, spesielt hos barn. Vi vet at søvn er viktig for kognitiv utvikling. Men hvordan? Utfordringen ligger i å finne ut hvordan disse mekanismene fungerer. 

Kognitiv utvikling kan kvantifiseres i dyr med søvn som moduleres ved hjelp av optogenetikk og kjemogenetikk. Optogenetikk bruker lys og lyssensitive kanaler for å kontrollere cellulære prosesser, mens kjemogenetikk benytter kjemisk konstruerte reseptorer og ligander. Med disse metodene kan Dr. Boccara slå nevroner av og på. Hun forklarer:

 – Vi forsøker å regulere hjernekjernene som styrer søvnoverganger. Vår teori er at vi ved hjelp av optogenetikk kan lage en lukket sløyfe som registrerer spesifikke søvnmønstre, og dermed automatisk hemme aktiviteten hver gang vi observerer den slik at vi kan måle effekten på den kognitive utviklingen. Kjemogenetikk fungerer på samme måte som optogenetikk, men er en mer langsiktig regulering. 

For tiden tester og finjusterer vi automatiske gjenkjenningsmønstre basert på kunstig intelligens. De første, lovende resultatene ble nylig presentert på European Neuroscience Conference i Paris, FENS 2022.

Søvn og metabolsk helse

Parallelt med en økning i fedme, er forekomsten av metabolsk syndrom, spesielt hos ungdom og barn, et økende folkehelseproblem. Kombinert med kronisk søvnmangel gir dette tenåringer høy risiko for utvikling av hjertesykdommer og diabetes type 2 seinere i livet. Dr. Med støtte fra Forskningsrådet, har Boccara og hennes kollegaer som mål å undersøke søvnens funksjon i metabolsk helse. 

 – Dette svært ambisiøse prosjektet har som målsetting å måle hjernens fettvev og nevrale kommunikasjon under søvn. En slik prestasjon kan bare oppnås gjennom teknologiutvikling og et godt, tverrfaglig team. Jeg skal samarbeide med professor Ørjan Martinsen, som er biofysiker ved Universitetet i Oslo, om å konstruere nye adipoprober. Vi har nettopp rekruttert en doktorgradsstudent som starter i september, og som skal jobbe på dette prosjektet.

Hun fortsetter:

 – Ledetrådene til mekanismene ligger sannsynligvis i de epigenetiske endringene som er knyttet til søvn. En av våre samarbeidspartnere, Dr. Nolwenn Briand ved Institutt for medisinske basalfag ved Universitetet i Oslo, er spesialist i epigenetikk og energilagring i fettvev og har jobbet med modning av fettvev og celler. Sist men ikke minst har vi professor Phillippe Collas fra samme institutt og en anerkjent spesialist i epigenetikk, med på laget.

Teknologiutvikling

Dr. Boccaras gruppe er også svært opptatt av å utforme verktøy som kan forbedre muligheten til å analysere søvn. En av de nyeste tilnærmingene deres, Brain Chip, en trådløs sonde i miniatyrformat, er finansiert av Forskningsrådet. Prosjektet omfatter to grupper til. Den ene ledes av førsteamanuensis Torkel Hafting ved Institutt for medisinske basalfag ved Universitet i Oslo. Den andre gruppen er SINTEF, en uavhengig, norsk forskningsvirksomhet. Dr. Boccara forklarer:

 – For å studere søvn og kognitiv utvikling må jeg produsere i miniatyrformat. Jeg kan i en viss utstrekning gjøre dette selv, men sonden vår er bundet, det betyr at det er en kabel til dyret som må tilkobles. Det fungerer, men det er ikke ideelt ved søvn eller når dyret skal leve under naturlige forhold. Vi trenger en trådløs sonde, og det er her samarbeidspartnerne gjør seg gjeldende.

Dr. Boccara har også et sterkt ønske om å utvikle smarte bur:

 – Mens søvnoppbyggingen er ulik, er søvnkontrollen og -funksjonen den samme hos gnagere og mennesker. Søvnmodeller for gnagere er derfor uunnværlig i vår forskning. Vi avventer utviklingen av smarte bur, som gjør det mulig md kontinuerlig overvåkning slik at vi kan samle mer nøyaktige data døgnet rundt. Jeg prøver å bygge dette inn i dyrefasilitetene ved Universitetet i Oslo. 

Refleksjoner rundt samarbeid, retning og motivasjon

Samarbeid er sentralt i Dr. Boccaras tverrfaglige forskning, og hun har en pragmatisk tilnærming. – Som oftest er det best å styrke ressursene og fokusere på det du kan best. Men hun legger til at – vitenskapelig kunnskap utvikles i et raskt tempo og spesialiseringen på fagfeltet øker. Likevel bør vi være oppmerksom på ultra-spesialisering på forskningsområder. Hvis dette skjer, kan spesielt studenter føle seg frakoblet og miste motivasjonen. Vi må alle å ha fokus på helheten.  

For Dr. Boccara har helheten endret seg de siste årene:

 – Oftere og oftere sprør jeg meg: Hvordan kan arbeidet mitt brukes på en mest mulig samfunnsnyttig måte? Kanskje er det min egen alder, eller tiden vi lever i. Men forskningen må ha en mening og nytte. Kunnskap for kunnskapens skyld er bra, men jeg vil at det skal bety mer. Vi lever i en tid med mange globale utfordringer – politikk, geopolitikk, klima og så videre. Disse tankene har formet noen av beslutningene mine. 

En av de siste beslutningene var å sette sammen forskningsgruppen ved NCMM, et senter for vitenskapsbasert translasjonsforskning og medlem av det nordiske EMBL-partnerskapet innen molekylærmedisin:

 – Da jeg kom til NCMM ble jeg en del av et nettverk av fremragende forskning sammen med unge PI-er som er målrettede og som står i noen av de samme utfordringene som meg selv. Jeg liker fellesskapsfølelsen. Vi prøver å oppnå noe stort, sammen. Og for å oppnå dette er vi en del at det større nordiske EMBL-nettverket,

sier Dr. Boccara Selv om det er tydelig at hun er sterkt engasjert i forskningen sin, betyr fokuset på helheten at hun også ønsker å lede og undervise teamet sitt: 

 – Jeg liker å være del av et team, å være sammen med mennesker. Det er mange ting jeg ønsker å gjøre innenfor vitenskapen, men jeg er bevisst på mine begrensninger. Jeg har bare to hender og en hjerne. Den eneste måten jeg kan nå de ambisiøse målene på, er å gjøre det sammen med mange forskjellige mennesker. Jeg har ikke kompetansen som kreves for alt dette. Derfor må jeg bygge opp og støtte et tverrfaglig team, som består av folk som er flinkere enn meg.

Hun fortsetter: 

 – Rollen min er å veilede, og fokusere på at de som er i gruppen skal utvikle seg. Jeg vil at folk skal være den beste versjonen av seg selv, og jeg vil støtte dem i karrieren. Jeg prøver å ha karriereutviklingsplaner på plass. Og jeg legger vekt på nettverksbygging. Det er viktig å bygge nettverk med jevnaldrende, og oppover og nedover i ansiennitet. 

Med en sterk motivasjon og stort fokus på søvnforskning i mediene nærmest daglig, har Dr. Boccaras forskning har en klar innvirkning på samfunnet. Hun oppsummerer:

 – Jeg mener at fremtidens helsevesen, spesielt når det gjelder søvn og kognisjon, vil bli tilpasset miljø- og livsstilsfaktorer. For eksempel kan klesplagg bety en del. Vi håper at våre funn ikke bare vil bidra til fortsatt forskning på søvn og nevroutviklingsforstyrrelser, men at det vil bli en offentlig debatt som gir insentiver til retningslinjer som motiverer til sunne søvnvaner.

Kort karriereoppsummering

Dr. Charlotte Boccara har utdanning i cellebiologi og fysiologi (BSc, 2003) og nevrovitenskap (MSc, 2005) ved Université et Pierre Curie i Paris, Frankrike. Hun fullførte en doktorgrad i nevrovitenskap ved Det medisinske fakultet og Kavli Institute for Systems Neuroscience ved Norges NTNU i Trondheim, hvor hun jobbet med professorene og nobelprisvinnerne Edvard and May-Britt Moser med utvikling av cellulære verktøy som kan registrere kognitive kart. Etter fødselspermisjon gjennomførte hun i 2014 doktorgraden. Fra 2012 til 2016 var hun postdoktor og jobbet med beregningsverktøy for å dekode søvn og dechiffrere hjernekode, i samarbeid med professor Jozsef Csicsvari ved Institute of Science and Technology, i Østerrike. Hun var deretter to år (2017–18) forskningsassistent ved Centre for Developmental Neurobiology ved King’s College London i grupper som var ledet av professorene Oscar Marín og Beatriz Rico, hvor de utviklet verktøy for å modellere nevroutviklingsforstyrrelser. I 2018 ble hun tildelt prestisjefylte Marie Skłodowska-Curie Actions Individual Fellowship for postdoktorarbeidet veiledet av professor Johan Storm ved Institutt for medisinske basalfag, Universitetet i Oslo. Med en pris fra Forskningsrådet i 2019 ble hun uavhengig prosjektleder for «Søvn, kognisjon og utvikling» ved samme institutt. Siden april i 2022 har Dr. Boccara vært gruppeleder for Systems Neuroscience and Sleep ved NCMM. Hun var nylig med i to team som ble tildelt til sammen 45 millioner kroner fra Forskningsrådet, for samarbeidsstudier på søvn og metabolske forstyrrelser og teknologiske løsninger.

Av Gretchen Repasky
Publisert 7. okt. 2022 11:56 - Sist endret 7. okt. 2022 11:57