GPS az agyban
Nobel-díj a helyzetérzékelő idegsejtekért
Bevezetőnek egy kis részlet a szívvel kapcsolatos “felfedezésről.
A Biblia, az ókori tudományok és a szentimentális irodalom is a szívhez társította a bölcsességet, az értelmet vagy az érzelmeket is. A modern kutatások során a tudósok felfedezték, hogy szívünk valóban jóval több, mint egy izompumpa. Létezik benne ugyanis egy 40 ezer neuronból álló „miniagy”, amely saját intelligenciával rendelkezik. Egyes tudósok szerint az intuitív megérzések és gondolatok mögött rejlő intelligens erő a szívben rejtőzik, és nem biológiai agyunkban.
http://adogaras.blogspot.hu/search/label/sz%C3%ADv%C3%BCnk%20intelligenci%C3%A1ja
Honnan tudjuk, hogy hol vagyunk, és merre kell menni? A filozófusokat és kutatókat évszázadokon át foglalkoztató kérdésre talált választ a három, Nobel-díjjal kitüntetett tudós. Agyunk működésének és a téri tájékozódásban elengedhetetlen belső térképnek a megismeréséhez vezető úton John O’Keefe, Edvard és May-Britt Moser kísérletei olyan mérföldkőnek számítanak, melyek sokak számára jelentenek ma is egyszerre útirányt és inspirációt.
Az idei orvosi Nobel-díj odaítélése nemcsak a díjazottakat, hanem a tudós társadalomnak azt a részét is meglepte, akik a kutatók publikációs adatainak analizálása alapján próbálták megjósolni, mely lehetséges tudományterületek vezető felfedezői között válogat majd a stockholmi bizottság. Idén nem a legesélyesebbnek tartott, a genetika és a fájdalomérzékelés területén tevékenykedő tudósok részesülnek kitüntetésben a decemberi díjátadó ünnepségen. A Londonban élő John O’Keefe és a norvég Moser házaspár tudományos érdeklődésének középpontjában a tanulás és az emlékezés agyi mechanizmusainak megértése áll.
Az ír felmenőkkel büszkélkedő huszonhét éves O’Keefe, miután 1967-ben befejezte egyetemi tanulmányait az Egyesült Államokban, a londoni University College-ba érkezett, ahol mind a mai napig dolgozik. 1971-ben munkatársával, Jonathan Dostrovskyval kísérleti patkányokon a tanulási- és memóriafolyamatokban kitüntetett szerepet játszó agyterületet vizsgálta. Ez az agy halántéklebenyében található, egy középkori orvos, Arantius által a tengeri csikó görög megfelelőjével hippokampusznak nevezett terület. Dostrovsky és O’Keefe az állatok hippokampuszába olyan elektródákat ültetett, amelyekkel képesek voltak egyetlen idegsejt aktivitását rögzíteni. Ezt követően a kísérleti állatot egy négyszögletű dobozba, úgynevezett „kísérleti arénába” tették, ahol szabadon mozoghatott. Amikor a patkány agyában megfigyelt sejt az aktivitás jeleit mutatta, az állat mindig a doboznak ugyanazon a pontján haladt át. Ha az elektródát úgy állították be, hogy egy másik idegsejt működését mutassa, a sejt aktivitása akkor látszott, amikor az állat az aréna egy másik pontján tartózkodott. Az idegsejteket, amelyek mindig a tér egy adott helyén váltak aktívvá, helyérzékelő sejteknek nevezték el.
Az eredmény annyira meglepő volt, hogy a tudományos közösség nehezen fogadta el, azzal érvelve, hogy a kutatók biztosan hibát követtek el a kísérletek során. A munkát tovább folytatva azonban kiderült, hogy a helyzetérzékelő sejtek a hippokampusz más sejtjeivel nagyon precíz módon összehangolva működnek, ami által az állat az őt körülvevő környezetről egy GPS-hez hasonló belső térképet hoz létre agyában, lehetővé téve a tájékozódást.
Egységben az erő
A Moser család már két kisgyermekkel tért vissza Norvégiába John O’Keefe londoni laboratóriumából 1996-ban, amikor is a trondheimi Norvég Tudomány és Technológia Egyetemen ajánlottak állást a házaspárnak. Edvard és May-Britt Moser, akik egyetemista koruk óta rajongtak az idegrendszerért, a Kilimandzsáró tetején történő eljegyzésük után lefektették közös életük alapjait. Ebben a korai gyermekvállalás és a külföldi ösztöndíj után egy önálló, közösen vezetett laboratórium szerepelt. Bár a világ nagy tudományos központjaival összehasonlítva a kisváros egyeteme nem sok vonzerővel bírt, mégis úgy érezték, egyedülálló lehetőséget kaptak azáltal, hogy ugyanazon a helyen és ugyanazon a tudományos témán együtt dolgozhatnak.
Miután felépítették alagsori kis laboratóriumukat, a helyzetérzékelő sejtek tanulmányozásához fogtak. Úgy gondolták, olyan idegsejteknek is kell lennie az agyban, amelyek a helyzetérzékelő sejteket irányítják. Egy O’Keefehez hasonló kísérletben a hippokampusz melletti agykéregbe ültettek elektródát, hogy az állat mozgása során egyetlen idegsejt aktivitását rögzítsék. Az eredmény annyira meglepő volt, hogy Edvard egyenként leellenőrizte a műszereket, nem hibásodtak-e meg, és amit látnak, az tényleg a valóság-e. Az agykérgi idegsejt ugyanis az állat mozgása során a „kísérleti arénának” nemcsak egy helyén, hanem annak több pontján is aktiválódott. Ráadásul ezek a pontok szabályosan egymástól azonos távolságra voltak, lépesmézhez hasonló rácsos mintázatot adva, ami után az idegsejteket rácssejteknek nevezték el. A rácssejteket tartalmazó agykéreg tehát egy különleges hatszögletű elrendezésben „alkot” belső térképet azáltal, hogy a környezetből érkező különböző információkat integrálja.
Az ötvenes éveinek elején járó Moser házaspár célja annak kiderítése, hogy pontosan miképp keletkezik környezetünkről egy belső térkép az agyban a rácssejtek, a helyzetérzékelő sejtek és más, a téri tájékozódásban szerepet játszó sejtek segítségével.
Annyi bizonyos, hogy a különleges sejteket tartalmazó agyterület pontosan az, ahol a memória és a téri tájékozódási képesség elvesztésével járó Alzheimer-kórban az idegsejtek jelentős mértékben vesznek el. Mivel hasonló sejtek az emberi agyban is vannak, a kísérleti állatok belső térképéről nyert információk egyszer majd idegrendszeri betegségek gyógyításának az alapját képezhetik.
http://www.hetek.hu/hatter/201410/gps_az_agyban
Ábrahám Hajnalka 2014. 10. 17. (XVIII/42)