Izabela Biała: Kiedy zaczęła się pańska droga do neurobiologii?
Michał Kucewicz: - Idąc do liceum byłem zainspirowany opowieściami mojego nauczyciela biologii ze szkoły podstawowej, doktora Michała Obuchowskiego, specjalisty biologii molekularnej. W III Liceum Ogólnokształcącym w Gdańsku na mojej drodze stanął kolejny inspirujący nauczyciel biologii i równocześnie naukowiec z Gdańskiego Uniwersytetu Medycznego, doktor Tomasz Cecot. Jego wykłady ukierunkowały mnie na neurobiologię.
Czułem, że nadszedł czas na odkrywanie mózgu ludzkiego, że to jest ta część biologii, która może kiedyś pomóc w odpowiedzi na głębsze, filozoficzne pytania dotyczące naszego człowieczeństwa.
Zdał pan maturę międzynarodową w Topolówce w 2005 roku i przyszedł czas na wybór studiów. Z góry było wiadomo, że “celuje” pan w Cambridge?
- To nie było takie proste. W Polsce dostałem się na biotechnologię międzywydziałową. To był kierunek najbliższy neurobiologii, jaki wówczas mogłem w naszym kraju znaleźć. Wybór studiów zagranicznych był jedyną opcją. Moim rodzicom akurat wtedy nie powodziło się do tego stopnia, że kiedy zaproszono mnie na rozmowę kwalifikacyjną do Cambridge, czego się w ogóle nie spodziewałem, nie byliśmy w stanie zapłacić za przelot. Z bólem serca odpisałem, że nie stać mnie na przyjazd. Na szczęście uczelnia zgodziła się na rozmowę przez telefon. Trudno opisać co czułem, kiedy dowiedziałem się, że zostałem przyjęty.
Radość połączoną z rozpaczą?
- Koszty utrzymania i czesnego w Wielkiej Brytanii w tamtych czasach w polskich warunkach były bardzo wysokie. Dlatego zaczęliśmy szukać stypendium i tak zaczęła się historia stypendium im. Gabriela Fahrenheita. Okazało się, że prezydent Gdańska Paweł Adamowicz już wcześniej myślał o takiej inicjatywie, podobny pomysł miały także ówczesna dyrektor III LO Grażyna Bogusz i koordynator programu matury międzynarodowej (IB) w naszej szkole Alina Spychała. Po kilku spotkaniach w tym gronie program stypendialny stał się rzeczywistością, a ja jednym z pierwszych jego stypendystów. Sam nie wiem, jak to się stało.
To było spełnienie marzeń?
- To było na początku zupełnie nierealne i nie wierzyłem, że mi się to przydarzyło. Wtedy Cambridge była w rankingach uczelnią numer dwa na świecie. To był szczyt szczytów naukowych i ja, taki absolwent Topolówki z Gdańska, dostałem możliwość żeby właśnie tam studiować biologię ze specjalnością neurobiologia, czyli coś co mnie naprawdę fascynuje i czego nie mogłem studiować w Polsce.
Z Cambridge zawędrował pan ostatecznie do kliniki Mayo w Minnesocie w Stanach Zjednoczonych, do najlepszego amerykańskiego szpitala...
- Nie od razu. Jako absolwent Cambridge z dyplomem licencjata miałem otwarte drzwi na cały świat. Aplikowałem na studia do uczelni amerykańskich i innych brytyjskich, bo w Cambridge nie było możliwości zdobycia magisterium w moim kierunku. Wybrałem uniwersytet w Bristolu, gdzie oprócz miejsca na studiach było dla mnie także stanowisko w zespole badawczym pracującym nad projektem dotyczącym elektrofizjologii mózgu, czyli jego aktywności elektrycznej. Pracowałem tam cztery lata i miałem okazję nauczyć się kilku specjalistycznych technik nagrań elektrycznej aktywności neuronów z mózgu szczurów, analizowania i interpretowania wyników. Szczury wykonywały testy pamięci, a ja je trenowałem, żeby to robiły, ale to już temat na inną rozmowę. Celem projektu było opracowanie modeli dla schizofrenii i innych chorób neuropsychiatrycznych. Działaliśmy we współpracy z amerykańskim koncernem farmaceutycznym Eli Lilly. Wyniki mojej pracy doktorskiej, którą napisałem podczas tego projektu, zostały wcielone w program opracowywania leków nowej generacji do leczenia schizofrenii i Eli Lilly do tej pory korzysta z moich wyników do testowania tych leków. To było niesamowite uczucie, że nawet jako doktorant byłem w stanie wpływać na przemysł farmaceutyczny i opracowywanie nowych leków.
Ciągle jeszcze jesteśmy w Europie...
- Po doktoracie w życiu naukowca następuje trudny okres przejściowy. Jako post-doc nie masz jeszcze pozycji wystarczającej, by starać się o swoje granty i założenie własnej grupy badawczej. Trzeba najpierw zdobyć reputację w swojej dziedzinie, żeby ktoś później uwierzył w ciebie i przyznał finansowanie. Wiedziałem już wtedy, że chcę, żeby to co robię miało jakiś realny wpływ na ludzkość, żeby było bliskie człowiekowi. Nie chciałem by moja praca opierała się na generowaniu wiedzy i nowych odkryć, na pisaniu artykułów i podręczników, ale żeby miała realne przełożenie na nowe terapie.
Tu i teraz, a nie za 50 lat, kiedy ktoś inny być może wcieli te badania w życie?
- Dokładnie. Techniki poznane w Bristolu chciałem zastosować w badaniach klinicznych z pacjentami. Jedną z niewielu możliwości bezpośredniego nagrywania aktywności neuronów z ludzkiego mózgu są ostre przypadki przewlekłej epilepsji. Jedynym sposobem leczenia takich pacjentów jest wszczepianie elektrod do mózgu w celu zlokalizowania źródeł padaczkowych i “wyłączenia” fragmentu odpowiedzialnego za problem - albo chirurgicznie, albo stosując nowe technologie. W Europie i w Stanach jest kilka ośrodków, które stosują takie metody. Okazało się, że w Mayo Clinic w Minnesocie akurat w tym czasie potrzebowali kogoś z doświadczeniem w zakresie elektrofizjologii pamięci. Jako post-doc pracowałem w tamtejszym zespole przez pięć lat, ale co roku musiałem aplikować o niezależne finansowanie mojego stanowiska.
To był pewnie duży stres?
- To był chyba najtrudniejszy okres w mojej dotychczasowej karierze. Przez brak stabilności nieraz chciałem to wszystko rzucić, pójść do edukacji i inspirować młodych ludzi albo inaczej przyczyniać się do rozwoju nauki.
Upór i cierpliwość to niezbędne cechy w karierze naukowej... Musiałem to przeczekać. Ostatecznie, jakby znikąd pojawiła się oferta współpracy w projekcie DARPA. Defence Advanced Research Project Agency to bardzo sławne źródło finansowania badań w Stanach Zjednoczonych. To właśnie DARPA zawdzięczamy m.in. powstanie internetu. Wówczas, w 2014 roku we współpracy z wieloma amerykańskimi klinikami (w tym Mayo Clinic) rozpoczynali pracę nad nowymi metodami stymulacji mózgu służącymi poprawie pamięci. Kiedy zaczynałem pracę po studiach, marzyłem by robić właśnie coś takiego, ale na ówczesnym etapie rozwoju neurobiologii było to nierealne, było za wcześnie.
A wtedy nastąpił ten właściwy moment?
- DARPA znana jest z tego, że realizuje projekty gdy dla innych są one jeszcze nierealne. I znów, tak jak w Bristolu, okazało się, że byłem w odpowiednim miejscu o odpowiednim czasie, by móc przyczynić się do opracowania metody realnie poprawiającej pamięć. Nikt się nie spodziewał, że będziemy w stanie w tak szybkim czasie (w drugim roku projektu) poprawić komuś pamięć stymulując określone miejsca w mózgu. Właśnie wtedy odkryliśmy te miejsca. Dzięki pracy w tym przełomowym projekcie otworzyły się dla mnie drogi finansowania, ponieważ takie odkrycia bardzo interesują wszelkie fundacje. Chcąc rozwijać dalej badania już we własnym zespole, aplikowałem do kilku źródeł finansowania w Stanach, do Komisji Europejskiej i do Fundacji na rzecz Nauki Polskiej. O dziwo, to właśnie FNP najlepiej odebrała mój projekt i przyznała mi grant
To my się bardzo cieszymy, że wrócił pan nie tylko do Polski, ale do Gdańska!
- Myślę, że gdybym wrócił wcześniej, nie mógłbym tak dużo wnieść do polskiej nauki, jak jestem w stanie teraz. Miałem propozycje, żeby przenieść mój projekt do Warszawy czy Wrocławia. Być może z wielu względów byłoby to bardziej korzystne naukowo, ale moje serce jest w Gdańsku. Jako stypendysta Fahrenheita czuję wielki dług wdzięczności i inspirację moim rodzinnym miastem. Ma taką piękną, także naukową historię Fahrenheita - patrona stypendium, czy Jana Heweliusza. Gdańsk zawsze zapraszał i ściągał ludzi z całego świata i był miastem otwartym. Taka jest właśnie i moja historia, zawsze była otwarta.
Ma pan więc już ten pierwszy własny zespół naukowy. Dlaczego akurat na Politechnice Gdańskiej, w Katedrze Systemów Multimedialnych prof. Andrzeja Czyżewskiego?
- Znów: właściwe miejsce i czas. W Mayo Clinic spotkałem polskiego kardiologa, któremu powiedziano o moich badaniach. On z kolei opowiedział o nich neurologowi polskiego pochodzenia prof. Zbigniewowi Wszołkowi, który także pracuje w Mayo. Prof. Wszołek zadzwonił do mnie pewnego dnia i stwierdził, że najlepszą osobą do współpracy w Polsce byłby dla mnie prof. Jarosław Sławek, prezes Polskiego Towarzystwa Neurologicznego, który mieszka i pracuje w Gdańsku!
Stwierdziłem, że to nie może być przypadek, że po stypendium Fahrenheita, dzięki któremu z Gdańska wyjechałem, teraz mogę do niego wrócić.
Spotkałem się z prof. Sławkiem i neurochirurgiem dr Witoldem Libionką, który pracuje w Uniwersyteckim Centrum Klinicznym. Ponieważ nie jestem lekarzem, Gdański Uniwersytet Medyczny nie był dla mnie docelowo dobrym miejscem. Poza tym neuronaukowiec potrzebuje współpracowników, którzy będą analizowali i interpretowali dane badawcze. Najlepszym miejscem dla mojego zespołu była więc inna uczelnia. Prof. Sławek i dr Libionka współpracowali już wcześniej z prof. Andrzejem Czyżewskim i skierowali mnie do niego. Okazało się, że profesor pracuje nad bliskimi mi zagadnieniami w ramach innego projektu. To jest niesamowite. Tym bardziej, że prof. Czyżewski od początku zasiada w kapitule stypendium Fahrenheita i nawet pamiętał moją aplikację! Po dwunastu latach nagle przychodzi do niego e-mail od człowieka, którego wysłał w świat. Okazuje się, że ten człowiek robi coś bardzo podobnego co on i może to wykonywać w jego katedrze na Politechnice Gdańskiej.
Najwyraźniej prof. Czyżewski wiedział, co robi. Jest pan kierownikiem zespołu z siedzibą na politechnice, ale w projekt zaangażowanych jest kilka instytucji...
- Głównie PG, GUMed i Mayo Clinic, ale także Instytut Nenckiego Polskiej Akademii Nauk w Warszawie oraz Uniwersytet Medyczny we Wrocławiu. Wszystkich jednoczy cel by stworzyć technologię służącą polepszeniu pamięci pacjentów nie tylko z epilepsją, ale także z demencjami, z chorobami Parkinsona czy Huntingtona. Chcemy razem spróbować zrozumieć kod naszego mózgu, który leży u podstaw naszego umysłu, naszej pamięci. Jeśli poznamy ten kod, będziemy wiedzieli jak mózg tak naprawdę funkcjonuje.
Jacy naukowcy należą do zespołu?
- Są w nim nie tylko lekarze neurolodzy i neurochirurdzy czy neurofizjolodzy tak jak ja, ale również inżynierowie informatycy jak prof. Czyżewski i dr Michał Lech, oraz doktoranci inżynierii biomedycznej, mgr inż. Cagdas Topcu z Turcji, który właśnie otrzymał prestiżowe stypendium Alpha z Politechniki.
Cagdas i Michał pojadą ze mną na roczny staż do Mayo, żeby tam się nauczyć technologii i razem ze mną pomóc ją wcielać w życie i w polskie realia. Pierwszą część badań realizujemy w Stanach, pracując z pacjentami z epilepsją. Kiedy już przeniesiemy technologię z Mayo Clinic do Gdańska, rozpocznie się drugi etap pracy, z pacjentami dotkniętymi chorobami Parkinsona i Huntingtona z Uniwersyteckiego Centrum Klinicznego w Gdańsku i może także z Wrocławia.
Finansowanie mam na trzy lata, z możliwością rozwinięcia do czterech. To taki “projekt brama”, ponieważ otrzymanie prestiżowego grantu “First Team” z FNP bardzo otwiera możliwości na uzyskanie kolejnych, nie tylko w Polsce.
To będzie terapia z zastosowaniem impulsów elektrycznych, która ostatecznie doprowadzi do zaniku objawów?
- Stworzenie technologii, która będzie stosowana w pracy z pacjentami w szpitalu czy nawet w życiu codziennym to jedna z możliwych dróg. Urządzenia, z którymi pracowałem w Stanach służą implantacji na stałe, w inteligentny sposób stymulują mózg, “odszyfrowując” jego stan w momencie pogorszenia kondycji pacjenta.
Ja mam swoje pomysły na rozwój tej technologii, ale nie mogę teraz o nich mówić. Odkrycie w Mayo Clinic jest własnością wszystkich naukowców, którzy się do niego przyczynili i każdy z nas może je teraz rozwijać na swój sposób. Mój projekt nie jest powieleniem tamtego, tylko pójściem dalej. Udało nam się wtedy polepszyć pamięć u kilku pacjentów, ale nie rozumiemy mechanizmu, jak to zrobiliśmy.
Już od wielu lat leczy się implantowaniem elektrod w części mózgu na stałe i pobudzaniem ich elektrycznie, co przynosi spektakularne wyniki. Jedyny problem w tym, że mamy bardzo małe pojęcie jak my to robimy, to jest takie strzelanie w ciemno. Coś zadziałało i teraz wszyscy to robią w taki sposób, ale nikt tego nie rozumie, nie jesteśmy więc w stanie tego rozwijać. Jesteśmy teraz na etapie “roku zero” - mamy przełomowe odkrycie i wstępne wyniki. Mój projekt to właśnie nowe pomysły na to jak możemy je wdrożyć i usprawnić.
Mówi pan o polepszeniu pamięci w kontekście niwelowania objawów np. epilepsji. Jak mają się do siebie te dwa zagadnienia?
- Praktycznie każda choroba mózgu związana jest z ubytkami pamięci. I to nie jest tylko Alzheimer i demencje, które klasycznie z tym kojarzymy, ale bardzo wiele chorób dotyczących także młodszej populacji - choroby psychiatryczne: schizofrenia, depresja, choroba dwubiegunowa, obsesyjno - kompulsywna... Praktycznie wszystkie jakoś wpływają na funkcje pamięci. Objawy na poziomie funkcji poznawczych (pamięć to jedna z nich) są jednymi z najbardziej destrukcyjnie działających, pogarszających jakość życia. Nie jesteśmy wtedy w stanie pamiętać, co mieliśmy zrobić, albo gdzie mieliśmy być, w głębokiej fazie choroby tracimy tożsamość. Badania nad stymulowaniem pamięci są więc ściśle powiązane z leczeniem wszystkich tych chorób, a także epilepsji.
Ale ja właściwie nie chciałem opowiadać szczegółowo o moich badaniach.
?
- Chcę szerzyć świadomość wśród młodych ludzi i wspierać wspaniałą inicjatywę jaką jest gdańskie stypendium im. Fahrenheita. Ten program jest wyjątkowy w skali światowej. Inwestuje w młodych ludzi, zaraz po liceum, którzy tak jak ja - mają jakąś fascynację, czują powołanie. To stypendium umożliwia im realizację tego powołania. Ja bym to nazwał “inwestycją wysokiego ryzyka” ze strony miasta Gdańska, ponieważ wiele z tych inwestycji w zdolnych, młodych ludzi może spłonąć na panewce. Stypendyści mogą nie zostać w nauce, ostatecznie zająć się w życiu czymś innym, niż planowali. Ale nawet jeśli wypali jeden na dziesięć projektów stypendialnych i ten jeden będzie miał szansę wpłynąć na wielu ludzi, polepszyć jakość ich życia, to warto te inwestycje ponosić. Na przykładzie mojej szczęśliwej kariery, błogosławieństwa które dostałem dzięki wsparciu na starcie z mojego rodzinnego miasta, widać że można wrócić na swoje podwórko, tam gdzie się zaczynało i pomóc w budowaniu nauki na światowym poziomie.
