Tudomány
Magyar idegtudósok közleménye a Science-ben
A Science folyóirat 2009. május 22-én megjelent számában az MTA Pszichológiai Kutatóintézet (PKI) Összehasonlító Pszichofiziológiai Kutatócsoportja (ÖPK), a Pázmány Péter Katolikus Egyetem Információs Technológiai Kara, az Országos Idegtudományi Intézet (OITI), a Harvard University Medical School, a University of California San Diego és a New York University School of Medicine kutatási együttműködésének eredményeit bemutató közlemény jelent meg.
Az Ulbert István, Sydney S. Cash és Eric Halgren által vezetett nemzetközi kutatócsoport a lassú hullámú alvás egyik legnagyobb amplitúdójú EEG hullámát, a K-komplexumot (KC) vizsgálta. A KC-t 1937-ben fedezték fel emberben és azóta is az egyik rejtélyes eleme az alvási EEG-nek. Évtizedek óta vitatják a KC alvásban betöltött jelentőségét, a kialakulásáért felelős idegi folyamatokat, de mind a mai napig nem alakult ki általános konszenzus a témában. Ulbert István és kutatócsoportja mikrofiziológiai módszerekkel vizsgálta az OITI-ben műtétre kerülő, Erőss Loránd idegsebész főorvos által operált epilepsziás betegeken a KC kérgi generátorainak tér és időbeli eloszlását. Kimutatták, hogy az emberi KC-k nagyméretű kérgi régiókra terjednek ki, és az idegsejtek csúcsi dendritikus nyúlványain keletkeznek az agykéreg felső rétegeiben. Kimutatták továbbá, hogy a KC alatt az agyhullámok teljesítménye nagymértékben lecsökken és ezzel szinkronban az egyes agysejtek aktivitása is a minimumra esik. Hipotézisük szerint az emberi KC nem más, mint az úgynevezett „down-state”, vagy „inaktív állapot” ami egy az állatkísérletekben már leírt, alapvető, alvás során bekövetkező agyi működési mód. A „down-state” alatt az agykéreg kiterjedt területei szinte kikapcsolt, inaktív állapotba kerülnek, az agysejtek tevékenysége drasztikusan lecsökken, egy rövid „agyi áramszünetet” létrehozva.
Mivel a KC-k véletlenül előforduló hangingerek hatására is kiválthatók emberben, a kutatók úgy gondolják, hogy az így indukált KC-knek fontos szerepe lehet az alvás védelmében, mint ahogy arra Halász Péter professzor – a dolgozat egyik társszerzője – korábbi munkáiban rámutatott. A jelen tanulmány egy könnyen megfigyelhető, nem kóros, univerzálisan előforduló emberi EEG-jelenséget köt össze a sejtmembrán áramok és az agysejt aktivitás megfigyelésén keresztül a már ismert állatkísérletes mechanizmusokkal. A dolgozat további jelentőségét adja, hogy eredményeit felhasználva az alvási EEG-jelenségek, mechanisztikus idegrendszeri modellekben széleskörűen értelmezhetővé válhatnak.
A kutatócsoportok együttműködése közel tíz évvel ezelőtt kezdődött, amikor Eric Halgren meghívta a Karmos György csoportjában tevékenykedő doktoranduszt, Ulbert Istvánt a Stanford Egyetem Idegsebészeti Klinikájára, majd később a Harvard Egyetem Radiológiai Intézetébe. Az elmúlt időszakban számos közös dolgozatot publikáltak az együttműködő partnerek az emberi epilepsziás jelenségek kutatásával, valamint az emberi észlelési és gondolkodási folyamatok feltárásával kapcsolatban.
Kutatásaikhoz a Budapesten, a PKI-ban kidolgozott, és makákó majmokon kipróbált multielektródos elvezető rendszert használják. A sokcsatornás mikroelektródákat epilepsziás páciensek agykérgébe ültetik be amerikai kórházakban és az OITI-ben. A PKI ÖPK majomkísérletes eredményeit, melyet nemzetközi együttműködésben Lakatos Péterrel és Charles E. Schroederrel értek el, szintén a Science közölte az elmúlt évben (Lakatos et al. Science. 2008;320(5872):110-3).
A jelen publikáció adatai: The human K-complex represents an isolated cortical down-state. Cash SS, Halgren E, Dehghani N, Rossetti AO, Thesen T, Wang C, Devinsky O, Kuzniecky R, Doyle W, Madsen JR, Bromfield E, Erőss L, Halász P, Karmos G, Csercsa R, Wittner L, Ulbert I. Science. 2009;324(5930):1084-7.
