Neuroplastyczność to zdolność do strukturalnej i funkcjonalnej reorganizacji sieci neuronalnych w odpowiedzi na wyzwania środowiskowe. Poza procesami uczenia się i pamięci, które umożliwiają adaptację do zmieniającego się otoczenia, neuroplastyczność jest niezbędna do powrotu do zdrowia po różnych urazach i po przebyciu wybranych chorób. Plastyczność mózgu przejawia się na wielu poziomach układu nerwowego — od zjawisk molekularnych, takich jak zmiany ekspresji genów, aż po zachowanie. Na poziomie komórkowym plastyczność jest wspierana przez dynamiczne modyfikacje połączeń neuronalnych i pobudliwości komórek, które związane są ze zmianami molekularnymi w neuronach i komórkach glejowych. Synapsy są szczególnie podatne na dynamiczne zmiany i dlatego uważa się, że odgrywają kluczową rolę w plastyczności. Laboratoria BRAINCITY będą badać, w najnowocześniejszy i wzajemnie uzupełniający się sposób, zależną od plastyczności neuronalnej przebudowę sieci neuronowych, których nieprawidłowości zostały ostatnio rozpoznane jako podstawowe podłoże zaburzeń neurologicznych i psychiatrycznych (np. epilepsji, schizofrenii,

uzależnień, depresji oraz zaburzeń ze spektrum autyzmu). Badania obejmą szeroki zakres pytań i podejść — od plastyczności synaptycznej i jej mechanizmów molekularnych, po obrazowanie, wizualizację i manipulację sieciami neuronalnymi w skali całego mózgu. Naszym celem jest identyfikacja nowych celów diagnostycznych i terapeutycznych, a tym samym stymulowanie rozwoju nowych terapii. Nowatorskie działania BRAINCITY polegają na łączeniu interdyscyplinarnych badań podstawowych z kliniką, co pozwoli lepiej ukierunkować badania na istotne mechanizmy molekularne, natomiast współpraca z firmami pomoże odpowiedzieć na potrzeby i możliwości rynku. Tematy szczególnego zainteresowania BRAINCITY obejmują: genomikę i epigenomikę, neuronaukę kliniczną, obwody neuronalne, rozwój układu nerwowego oraz modelowanie chorób. Kierunki te będą badane przy użyciu takich podejść eksperymentalnych jak: organoidy mózgowe pochodzące z iPSC, bioobrazowanie, edycja genów in vivo i in vitro, bioinformatyka, badanie behawioru oraz screening lekowy.