Daniel Topgaard installerades som professor vid Lunds universitet 7 november 2014, och skriver här själv kort om sin forskning:

Vid fysisk träning förändras och växer musklerna. Dessa förändringar är synliga för blotta ögat och kan mätas genom att helt enkelt använda ett måttband. Men hur ska man bära sig åt för att ta reda på om hjärnan på motsvarande sätt förändras när man lär sig nya färdigheter, t.ex. att kunna tala ett nytt språk?

Inom sjukvården används MRI (på svenska ofta kallad magnetkamera) för att ta bilder av hjärnan och upptäcka sjukliga förändringar. Metoden används också i grundforskningen för att förstå hur hjärnan är uppbyggd och fungerar. På senare år har forskare visat att inlärning leder till förändringar av hjärnan, men inte kunnat avgöra vad som hänt på den mikroskopiska skalan: Har det bildats nya nervceller? Har gamla nervceller ändrat storlek eller kopplats samman på ett nytt sätt? Har blodkärlen förändrats?

I princip skulle frågorna kunna besvaras genom att undersöka vävnadsprov i mikroskop, men av uppenbara skäl är det inte lämpligt att plocka ut små bitar av hjärnan från studenters huvuden. Undersökningarna med MRI är helt smärtfria och oskadliga, men tyvärr är bildupplösningen för låg för att cellerna ska kunna urskiljas.

Min forskning har som mål att utveckla en ny generation av avancerade MRI-metoder som kan ge detaljerad information om hjärncellernas storlek och form. Precis som resten av kroppen består hjärnan till största delen av vatten. De enskilda vattenmolekylerna hoppar slumpmässigt omkring och kolliderar med cellernas ytterhöljen. Just dessa mikroskopiska rörelser mäter vi och använder för att beräkna cellernas struktur.

Med de nya metoderna vill vi kunna undersöka levande människor och svara på frågorna om vad som händer med hjärnans celler vid inlärning och vid olika sjukdomar.

Text: DANIEL TOPGAARD

PROFESSOR I FYSIKALISK KEMI, LUNDS UNIVERSITET