Mi történik a memóriaközpontban ijesztő ingerek hatására?

Varga Viktor vezette azt a kutatócsoportot, amely a memória kialakulásában szerepet játszó hippokampusz CA1 régiójában található serkentő idegsejtek kellemetlen ingerre adott válaszát vizsgálta egerekben. A vizsgálat eredményeiről a Nature Communications című folyóiratban számoltak be a kutatók. A közlemény Barth Albert és Jelitai Márta megosztott elsőszerzőségével jelent meg.

Mivel a hippokampusz fősejtjeinek, más néven piramissejtjeinek 30-50 százaléka helyfüggő aktivitást mutat, azaz "helysejt", ahogy azt a 2014-ben Nobel-díjjal jutalmazott John O'Keefe Jonathan Dostrovskyval ötven évvel ezelőtt publikált felfedezése leírja, a kísérletekben a helyfüggést el kellett választani a kellemetlen ingerre adott választól. A kutatók ezért az averzív ingerként alkalmazott levegőlöketet több pozícióban adták az egérnek, és eközben egyszerre több tucat, esetenként több mint száz neuron aktivitását monitorozták.

A kutatók már a nyers, feldolgozatlan felvételek alapján felfedezték, hogy egyes piramissejtek aktivitása a kellemetlen inger adását követően néhány századmásodperccel drámaian megnövekedett, a nullához közeli értékről akár 50 impulzus/másodpercre. Ezeknek a neuronoknak egy része nemcsak a kellemetlen inger hatására mutatott aktivitást, de követte is az ingert, az állat pozíciójára azonban nem volt érzékeny. A kellemetlen ingerrel megegyező helyen aktív helysejtek azonban csökkentették aktivitásukat, illetve helymezőjük "elvándorolt", más helyhez kapcsolódóan kezdtek tüzelni.

Magyarázatuk szerint az agyban a neuronok nem egyenként, egymástól függetlenül, hanem egymással összehangoltan kódolják az információt. Hasonlóan történik ez a kellemetlen ingerek kódolásakor is. Az erre érzékeny neuronok hajlamosak voltak együtt aktiválódni, meglepő módon már az első kellemetlen inger megjelenése előtt. Ez utóbbi arra utal, hogy a hippokampusz egyes neuronjai olyan együttes ingerekre, például intenzív hang- és fényhatásra érzékenyek, amelyek valamilyen fenyegető esemény bekövetkeztét jelzik.

A hippokampusz helysejtjeinek összehangolt aktivitásából dekódolható az állat pozíciója. Arra keresve a választ, hogy vajon hogyan torzul el a helykód az averzív inger hatására, a kutatók ennek a több neuron együttes aktivitásából kialakuló kódnak a változását is megvizsgálták, és, mint írták, ez hozta a legváratlanabb felfedezést. A félelemkeltő esemény hatására a kód eltorzul, többé nem a kellemetlen inger megjelenésének aktuális helyét, hanem a jutalom helyét reprezentálja. Antropomorf hasonlattal élve, mintha az állat a rossz élmény során valami kellemesre próbálna gondolni.

A felfedezések több olyan kérdést is felvetnek, amelyek megválaszolása a klinikumban is hasznosulhat. Ezek között szerepel, hogy vajon a félelmetes eseményeket kódoló neuronok tulajdonságait, kapcsolatait megismerve lehetséges-e befolyásolni működésüket, illetve, hogy mi történik, ha megakadályozzák az aktiválódásukat. A vizsgálat nyomán az a kérdés is felvetődik, hogy vajon képesek lehetünk-e a negatív emléknyomok elraktározását befolyásolni, esetleg megakadályozni, illetve, hogy meg lehet-e így előzni a traumatikus eseményeket követően előforduló mentális zavarok kialakulását, és vajon felülírhatók-e a már kialakult kóros állapotok.