Speaker

Παναγιώτα Ποϊράζη

Διευθύντρια Ερευνών - Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας, IΤΕ

Η Παναγιώτα Ποϊράζη είναι Διευθύντρια Ερευνών και ηγείται του εργαστηρίου Υπολογιστικών Νευροεπιστημών (www.dendrites.gr) του Ινστιτούτου Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας (ΙΜΒΒ) στο Ίδρυμα Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ). Είναι απόφοιτος του Τμήματος Μαθηματικών του Πανεπιστημίου Κύπρου. Στη συνέχεια, απέκτησε το Master (1998) και to διδακτορικό της (2000) σε Βιοϊατρική Μηχανική από το Πανεπιστήμιο της Νότιας Καλιφόρνιας.

Τα ερευνητικά της ενδιαφέροντα επικεντρώνονται στην κατανόηση του πώς οι δενδρίτες συμβάλλουν σε πολύπλοκες λειτουργίες του εγκεφάλου, όπως η μάθηση και η μνήμη. Οι δενδρίτες, οι λεπτές παραφυάδες που εκτείνονται από τα κυτταρικά σώματα των νευρώνων, είναι εξοπλισμένες με μη-γραμμικούς μηχανισμούς, οι οποίοι προσδίδουν στους νευρώνες βελτιωμένες δυνατότητες επεξεργασίας, μάθησης και αποθήκευσης πληροφοριών. Το εργαστήριο της Δρ. Ποϊράζη αναπτύσσει και χρησιμοποιεί υπολογιστικά μοντέλα που προσομοιώνουν τους δενδριτικούς υπολογισμούς και τις επιδράσεις τους στην κυτταρική λειτουργία σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου. Σε στενή συνεργασία με πειραματικά εργαστήρια στη Γερμανία και τις Η.Π.Α., το εργαστήριο χρησιμοποιεί επίσης in vivo τεχνικές συμπεριφοράς και απεικόνισης για να διερευνήσει το ρόλο των δενδριτών στην συμπεριφορά των ποντικών. Τέλος, η ομάδα της αναπτύσσει αλγόριθμους εμπνευσμένους από τον εγκέφαλο που ενσωματώνουν δενδριτικές ιδιότητες, με στόχο την εξέλιξη εργαλείων μηχανικής μάθησης και τεχνητής νοημοσύνης.

Η Δp. Ποϊράζη έχει τιμηθεί με πολλά βραβεία για το επιστημονικό της έργο, όπως το Βραβείο Νέων Ερευνητών του EΜΒΟ (2005), το εξαιρετικά ανταγωνιστικό βραβείο Νέων Ερευνητών του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου Έρευνας (ERC Starting Grant, 2012), το διεθνούς φήμης Friedrich Wilhelm Bessel Research Award του Γερμανικού ιδρύματος Alexander von Humboldt (2018), το βραβείο EINSTEIN visiting fellow (2019) του Γερμανικού Ιδρύματος EINSTEIN Foundation, Berlin και πολλά άλλα.

Πώς οι δενδρίτες βοηθούν στην επίλυση βιολογικών και μηχανικών μαθησιακών προβλημάτων

Οι δενδρίτες είναι λεπτές παραφυάδες που εκτείνονται από το κυτταρικό σώμα των νευρώνων, τις κύριες υπολογιστικές μονάδες του εγκεφάλου. Ο ρόλος των δενδριτών στις σύνθετες εγκεφαλικές λειτουργίες έχει διερευνηθεί για αρκετές δεκαετίες, ωστόσο η άμεση εμπλοκή τους σε βασικές συμπεριφορές όπως για παράδειγμα η αισθητηριακή αντίληψη έχει μόλις πρόσφατα αποδειχθεί. Στην παρουσίασή μου θα συζητήσω πώς τα υπολογιστικά μοντέλα μας βοηθούν να κατανοήσουμε την δενδρική λειτουργία [1]. Θα παρουσιάσω τα κύρια ευρήματα ορισμένων έργων στο εργαστήριο που ασχολούνται με δενδριτικές μη γραμμικότητες σε διεγερτικούς και ανασταλτικούς νευρώνες και τις συνέπειές τους στο σχηματισμό μνήμης [2], το ρόλο των δενδριτών στην επίλυση μη γραμμικών προβλημάτων σε ανθρώπινους νευρώνες [3] και πρόσφατες προσπάθειες για (i) ανάπτυξη προηγμένων αλγορίθμων μηχανικής μάθησης που ενσωματώνουν δενδριτικά χαρακτηριστικά και (ii) δημιουργία έξυπνων, υβριδικών συστημάτων για την ανακάλυψη φαρμάκων.

Σχετικές δημοσιεύσεις:
[1] Panayiota Poirazi & Athanasia Papoutsi. Illuminating dendritic function with computational models. Nature Reviews Neuroscience, 11 May 2020 | DOI: 10.1038/s41583- 020-0301-7
[2] Tzilivaki A, Kastellakis G, Poirazi P. Challenging the point neuron dogma: FS basket cells as 2-stage nonlinear integrators. Nat Commun. 2019 Aug 14;10(1):3664. doi: 10.1038/s41467- 019-11537-7.
[3] Gidon A, Zolnik TA, Fidzinski P, Bolduan F, Papoutsi A, Poirazi P, Holtkamp M, Vida I, Larkum ME. Dendritic action potentials and computation in human layer 2/3 cortical neurons. Science. 2020 Jan 3;367(6473):83-87. doi: 10.1126/science.aax6239.