hirdetés
2025. június. 07., szombat - Róbert.
hirdetés

 

Agymérnökök

Az idegkutatók, akik még ma is újfajta idegsejteket fedeznek fel, a nem túl távoli jövőben mesterséges szinapszisok létrehozásával gyógyítják majd az agyi sérülést vagy az epilepsziát.

Eddig úgy véltük, hogy az idegsejtek a következőképp működnek: dendritjeiken bejön az afferens információ, amit a sejttest feldolgoz, majd továbbad az axonokon keresztül (efferens információ); a folyamat közben az axonok kezdeti szegmensén jön létre az akciós potenciál. Német kutatók azonban felfedeztek egy újfajta neuron-morfológiát: olyan hippokampális piramissejteket találtak, amelyeknél az axonok nagy része nem a neuron sejttestéből ered, hanem egy-egy dendritből – az információ így kikerüli magát a sejttestet. Az axonhordozó dendriteknek a megszokott dendritekhez képest alacsonyabb az aktivációs küszöbe és jobban is ingerelhetők, azaz nagyobb valószínűséggel és nagyobb amplitudóval alakul ki rajtuk akciós potenciál.

A kutatóknak egyelőre sejtelmük sincs arról, mire jó a sejttestet elkerülő nagyobb akciós potenciálok lehetősége.

Az eredmények a Neuron című szaklap legutóbbi számában jelentek meg (Christian Thome és munkatársai, Axon-Carrying Dendrites Convey Privileged Synaptic Input in Hippocampal Neurons); a vizsgálatot az oktatásért és kutatásért felelős német szövetségi minisztérium finanszírozta, amely 2004 óta már több mint 180 millió euróval támogatta a komputációs idegtudomány nevű új tudományterületet, írja cikkében a kutatásról beszámoló Eurekalert.

 

Meglepett kutatók

A Heidelberg University és a University of Bonn idegkutatói speciális eljárással megfestették az axonok eredési helyét a hippokampusz piramissejtjeiben, majd legnagyobb meglepetésükre azt találták, hogy azok a memória kialakulásában közreműködő régiókban nem a várt helyen vannak. Ezt követően olyan speciális glutamát (serkentő neurotranszmitter) molekulákat injektáltak a kísérleti állatok (egerek) agyába, amelyet fény segítségével lehet aktiválni. Az aktiváló fényt közvetlenül egy-egy dendrithez lehet vezetni, ezáltal biztosítható, hogy csak a vizsgált dendrit kapjon excitátoros inputot. Mint a tanulmány egyik szerzője, Tony Kelly a sajtónak elmondta, ezáltal az is kimutathatóvá vált, hogy azok a dendritek, amelyekből axon ered, már kis ingerület hatására is aktiválják a neuront, különösen abban az esetben ha a sejttest gátló működése elnyomja a más dendritekből érkező információt. E speciális dendritek tehát a korábban már ismertekhez képest sokkal jobban befolyásolják a neuron működését.

 

Szintetikus agyi biológia

Az idegsejtek kapcsolódását kutató más tudósok mesterséges szinapszisok létrehozásával kísérleteznek, és azt remélik, hogy ezáltal újrahuzalozhatják a sérülést elszenvedett agyat, illetve gyógyíthatják az epilepsziát, netán közelebb kerülhetnek annak megfejtéséhez, hogy a speciális agyi kapcsolódási mintázatokból hogyan jön létre a tudatos élmény. Ahogy a kutatásról beszámoló New Scientist-cikk érzékelteti: az új módszerrel lehetőség nyílik arra, hogy egyes kábelek kihúzásával és mások üzembe helyezésével feltárjuk az agy elektromos áramköreit. Mint Douglas Heaven írja: ma már az optogenetika módszereivel egy-egy neuron működését közvetlenül is tudjuk tanulmányozni, azonban az egyes neuronok aktivitásán kívül azt is nagyon fontos tanulmányozni, hogy hogyan vannak összekötve az idegsejtek, illetve egyes agyi régiók, mivel a tudatosság nem egy speciális agyterületből származik, hanem a speciálisan összekötött agy egészéből. A vizsgálatok során a kutatók először feltárják, hogy hogyan vannak összekötve egyes agyterületek, majd megnézik, hogy az összeköttetések módosítása hogyan befolyásolja a kísérleti állatok agyműködését, illetve viselkedését.

A Cambridge-i molekuláris biológusok William Schafer vezetésével első lépésben a Caenorhabditis elegans nevű fonálféreggel kezdtek kísérletezni, mivel annak egyszerű idegrendszere – 302 neuronja és 7000 neuronális összeköttetése - már meglehetősen jól ismert, már 1986-ban feltárták konnektómáját. Mint a Nature Communications című szaklapban megjelent tanulmányukban (Rewiring neural circuits by the insertion of ectopic electrical synapses in transgenic C. elegans) írják, új elektromos szinapszisokat hoztak létre a kísérleti állatok egyébként nem kapcsolódó kemoszenzoros neuronjai között, aminek következtében az állatok só-koncentrációval kapcsolatos érzékenysége lecsökkent, illetve elektromos szinapszist hoztak létre a kísérleti állatok két olyan szaglóneuronja között, amelyek korábban csak kémiai szinapszisokkal voltak összekötve, ezáltal megakadályozták a szagérzékelést. A későbbiekben egerek agyán fogják tanulmányozni a szinapszisok tetszés szerinti nyitásának-zárásának lehetőségét, ami hozzásegíthet pl. az epilepszia gyógyításához (a túlterhelt elektromos szinapszisok váltják ki az epilepsziás rohamokat), illetve lehetővé teheti az agyi trauma terápiáját: a sérült agyterületek kikerülésével új útvonalak létrehozását.

 

A testmozgás és a konnektóma

Mielőtt azonban ez bekövetkezik, az agyi kapcsolódások vizsgálata az emberi fehérállomány esetében már több gyakorlati haszonnal is szolgál: a PNAS egy cikkében pl. arról számolnak be a University of Illinois kutatói (Physical Activity and Cardiorespiratory Fitness Are Beneficial for White Matter in Low-Fit Older Adults), hogy a fizikai aktivitás idős korban segít abban, hogy az agyi összeköttetések épek maradjanak, azaz a testmozgás ezzel a mechanizmussal is hozzájárul az egészséges idősödés fenntartásához.

Dr. Kazai Anita
a szerző cikkei

Olvasói vélemény: 0,0 / 10
Értékelés:
A cikk értékeléséhez, kérjük először jelentkezzen be!
hirdetés

Könyveink

  • learn more Recept nélkül kapható gyógyszerek

    Ez a könyv gyógyszerekhez nyújt segítséget, a recept nélkül kapható gyógyszerek a témája. A gyógyszerész ismeri a hatóanyagokat,...

  • learn more A szem fénytörése

    Az 1922-ben megjelent könyv már akkor is hiányt pótolt a szem fénytöréstanának összefoglalásában. A szemorvos a szemmel inkább mint szervvel szeretett...

  • learn more Inkretintengelyen ható terápia a diabetológiai gyakorlatban

    Az utóbbi mintegy két évtizedben a 2-es típusú diabetes került a figyelem középpontjába a...

  • learn more Az éghajlatváltozás hatásai az emberi szervezetre

    A klimatikus tényezők emberi szervezetre gyakorolt hatásainak eredményes vizsgálata komplex tevékenységet és...

  • learn more A gyógyszerkutatás kémiája

    A gyógyszerkutatás értékteremtő folyamat, amit a legkülönbözőbb kémiai, biológiai és orvosi szak- és részterületek sokaságának...

  • learn more Csoportdinamika

    Ez a könyv Rudas János harmadik műve a csoportokról. Aki korábban tanulta és gyakorolta az önismereti, személyiségfejlesztési, emberierőforrásfejlesztési...

  • learn more Rendhagyó szakácskönyv. Patikusok receptjei tápanyagtartalommal

    Különleges ötlettel jelent meg a gyógyszerészek szakácskönyvének  harmadik kötete,...

  • learn more Fül-orr-gégészet fej-nyak-sebészet

    A tankönyv összefoglalja a fül-orr-gégészetben és a szakma határterületein az utóbbi évtizedekben lezajlott diagnosztikus és...

  • learn more Bevezetés a tanulás lélektanába

    A két kiváló pszichológus a szomszédos tudományágakból - a neuropszichológiából, az agykutatásból, a kogníciós és a mesterséges...

  • learn more Kötözzük sebeinket

    A mindennapokban rengeteg alkalommal kerülünk kapcsolatba sebekkel. Akár háztartási balesetek kapcsán, akár orvosi beavatkozás eredményeként. A...

  • learn more The Avian Pineal Gland - a Model of the Biological Clock

    Although cyclicism of some biological events was evident for thousands of years, the importance of the fourth...

  • learn more Álláskeresők könyve

    Hányan keresnek ma állást Magyarországon? Hányan készülnek feladni, és ami rosszabb, hányan adták, adják fel? Hiánypótló könyv magyar szerzőtől az...

  • learn more Szalagsérülések

    A „Traumatológia Témakörök” sorozat 1993-ban indult az akkori Országos Traumatológiai Intézetben. A zsebkönyvek szerzői többnyire traumatológusok, akik a...

  • learn more Social dreaming

    Social dreaming – bizarr ötlet, hiszen csak egyes emberek álmodnak, és álmaikkal pszichoanalízisben „dolgoznak”. A social dreaming azonban más...

  • learn more Arcok és harcok. Interjúk és töprengők a LAM-ból

    A könyvben összegyűjtött interjúkban az orvosi hivatás, a gyógyítás, a kutatás és oktatás nagyjai vallanak...

  • learn more Pszichiátriai Lexikon

    Részlet Janka Zoltán Prof. előszavából  “A szerkesztő és szakavatott munkatársai a magyar pszichiátriai fogalomtár nagyméretű birodalmát...

  • learn more Gyermekszemészet

    A könyv összegzi mindazon tapasztalatokat, amelyek az utóbbi évtizedek során felhalmozódtak a gyermekkor szemészeti betegségeinek ellátásában. A szakemberek...

  • learn more Gyakorlati fájdalomcsillapítás

    A fájdalomcsillapítás minden gyakorló orvosnak feladata és kötelessége úgy, mint az elsősegélynyújtás vagy a reszuszcitáció. A...

  • learn more Reflective recovery

    In this book we invite the reader to take a few steps into the “multiverse” of 12-step fellowship recovery cultures. These fellowships exist in many different...

  • learn more ˝Lulu˝ - Bálint Lajos élete és munkássága

    Bálint Lajos, a művészvilágban Lulu, később Lulu bácsi, a huszadik századi magyar színházkultúra egyik formálója,...