Phòng thí nghiệm McKenzie nghiên cứu cách thức tạo ra ký ức, cách thức hình thành và lan truyền hoạt động thần kinh cũng như cách kiểm soát sự lây lan của các cơn co giật.
Mặc dù là một trong những vùng não được nghiên cứu nhiều nhất, nhưng chức năng cốt lõi của hồi hải mã vẫn chưa được biết đến. Công việc của tôi đã được hướng dẫn bởi khung bộ nhớ quan hệ của chức năng hồi hải mã. Theo lý thuyết này, các sự kiện được phân tách trong thời gian và không gian có thể liên quan đến nhau do liên kết liên kết trong các mạch hồi hải mã. Cầu nối không gian này cho phép khám phá các quy tắc và phạm trù mới, mà tôi coi đó là chức năng chính của hệ thống bộ nhớ này.
Bằng cách nào đó, hồi hải mã có thể liên kết các vùng vỏ não với nhau mà nếu không sẽ có tính liên kết yếu. Theo cách nói của học máy, tính liên kết phụ thuộc vào hồi hải mã này mở rộng không gian tính năng mà quá trình học có thể xảy ra. Tôi quan tâm đến cách các quy định được trích xuất từ các chi tiết cụ thể. Cụ thể, phòng thí nghiệm của tôi nghiên cứu cách học phân loại bị ảnh hưởng bởi không gian tính năng mở rộng được tạo ra bởi các tương tác hồi hải mã / vỏ não.
Trong suốt cuộc đời, cứ 1 người Mỹ thì có 26 người được chẩn đoán mắc bệnh động kinh. Các phương pháp điều trị dược lý hiện có mang lại các tác dụng phụ đáng kể và không hiệu quả ở 30% dân số thường phải chịu đựng nhiều năm trước khi tìm kiếm các phương pháp điều trị thay thế, chẳng hạn như phẫu thuật cắt bỏ trọng tâm co giật. Trong trường hợp không rõ trọng tâm, khi có nhiều ổ hoặc khi việc cắt bỏ quá rủi ro, kích thích não sâu có thể là một lựa chọn. Hiện có hai lựa chọn được FDA chấp thuận: kích thích mãn tính của nhân trước đồi thịvà kích thích vòng kín, “đáp ứng” với vùng khởi phát cơn động kinh. Không ai biết tại sao các giao thức kích thích này lại có hiệu quả, bệnh nhân nào có thể được hưởng lợi nhiều nhất, hoặc chiến lược tốt nhất để chỉ định thời điểm và cách thức kích thích.
Phòng thí nghiệm của tôi đang làm việc để phát triển các thuật toán dự báo động kinh để phát hiện các cơn động kinh trước khi chúng bắt đầu. Cảnh báo nâng cao này sẽ được sử dụng để làm nhiễu loạn hoạt động thần kinh nhằm khử đồng bộ não và hy vọng ngăn chặn hoạt động lan truyền từ vùng khởi phát sang vùng não khỏe mạnh khác.
Không ai biết đặc điểm nào của hoạt động thần kinh mà não sử dụng để giao tiếp với chính nó. Nó có thể là nhận dạng của nơ-ron nào kích hoạt, tốc độ mà các nơ-ron đó kích hoạt trong một khoảng thời gian nào đó, mô hình hoạt động đồng bộ trong một khoảng thời gian nào đó, hoặc thậm chí thứ tự mà các nơ-ron bắn ra so với nhau. Tôi nghĩ rằng mô hình hoạt động đồng bộ rất quan trọng và việc học được hỗ trợ bởi những thay đổi trong đó các tế bào thần kinh hoạt động cùng nhau trong bất kỳ hoàn cảnh nhất định nào. Phòng thí nghiệm của tôi nghiên cứu cách các tế bào thần kinh kích thích cạnh tranh với nhau để cùng hoạt động trong thời gian ngắn. Tôi muốn biết liệu tính dẻo trong sự ức chế bên có thể ra lệnh cho ai có thể sa thải ai và trong những trường hợp nào những quy tắc chung sống đó được áp dụng hay không.
Các mô hình tương quan phức tạp và sự đồng bộ cân bằng tinh vi chỉ có ý nghĩa nếu những gai nhọn đó có thể thúc đẩy hoạt động khác nhau ở các vùng não hoạt động hiệu quả. Các mẫu của hoạt động đồng bộ được đọc ra như thế nào? Làm thế nào để các tín hiệu đến tương tác với hoạt động đang diễn ra xuất hiện thông qua kết nối nội bộ, liên tục? Liệu chúng ta có thể phân biệt sự đóng góp độc đáo của các đầu vào từ vùng não này vào hoạt động ở vùng não khác để tìm ra quy luật truyền khớp thần kinh tại bất kỳ khớp thần kinh nào trong các mạch nhớ trung tâm này.