Újonnan felfedezett agyi idegpálya

Fotó: Profimedia

Az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet vezetésével született eredményt 2015. február 23-án közölte a világ legrangosabb idegtudományi folyóirata, a Nature Neuroscience. A cikk első szerzője: Giber Kristóf kutató.

„Már az első kísérlet is döbbenetes hatással volt az állat viselkedésére. Az egérke futott, futott, majd amikor bekapcsoltuk a lézerfényt, ami aktiválta az általunk vizsgált idegpályát, abban a pillanatban megállt. Nem esett össze, csak mozdulatlanná vált, a fejét ingatta egy kicsit, a tudatát nem veszítette el. Amint kikapcsoltuk a fényt, az állat tovább futott. A pálya aktiválása ugyanígy megszakította a többi viselkedést is, például az evést vagy a vakarózást. Egyértelmű volt, hogy egy nagyon komoly mozgásszervező központ működésébe szóltunk bele” – mondta az mta.hu-nak Acsády László, az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet professzora, a kutatócsoport vezetője.

Acsády László és kollégái – francia és svájci kutatók közreműködésével – olyan új idegpályát fedeztek föl az emberi és az egéragyban, amely alapvető fontosságú a mozgások és a tudat szabályozásában. Ez az idegpálya egy olyan agyi központba vetül, amelynek sérülése esetén nem vagyunk képesek önálló cselekvésre, és öntudatunkat is elveszíthetjük. Ennek a központnak komoly szerepe van a mozgásszervezésben és a teljes agyra kiterjedő nyugalmi hullámaktivitás kialakításában is. Az új idegpálya ezt a központot célozza meg, és döbbenetes hatékonysággal képes befolyásolni a működését. Gátló hatásával megállítja a mozgást, és az agyat rögtön nyugalmi aktivitásba állítja át. Ez a nyugalom, az alapjárat, ez a „bambulás” persze csak a felszín – eközben az agy gyakran ebben az állapotban raktározza el a korábban hallottakat. Nem biztos tehát, hogy az órán üveges szemekkel bámuló diák valóban halálosan unja a tananyagot, az is lehet, hogy az újonnan felfedezett idegpálya aktív, és a diák agya éppen „elmenti” az addig hallottakat.

Az eredmény azért volt megdöbbentő, mert az elmúlt 70 év adatai arról szóltak, hogy az agytörzs nem gátolja, hanem serkenti a thalamust és a többi előagyi területet. Ennek köszönhető például az is, hogy felébredünk: amint az agytörzs aktívvá válik, sok fölszálló pálya serkenti, aktiválja a thalamust és az agykérget, ami ébredéshez vezet. Elalvás esetén ezt a serkentést kapcsolja ki ez a nemrégen megtalált pálya, ami a hypothalamusban ered, és blokkolja az agytörzsi ébresztő központokat.

Az Acsády László és kollégái által felfedezett agytörzsi pálya azonban – gátló. További különlegessége, hogy – szerkezetéből adódóan – gátló hatása folyamatos működés során is erős marad (ellentétben más gátló pályákkal), tehát a thalamust stabil, hatékony kontroll alatt tartja.

Rendkívülinek mondható a pálya evolúciós stabilitása is. Az egérhez, illetve az emberhez vezető emlősvonalak legalább 70 millió éve elváltak, az agyfejlődés is más irányt vett, mégis ennek a pályának az alapvető szerkezeti tulajdonságai megdöbbentően hasonlóak a két fajban, ami arra utal, hogy a pálya valamilyen alapvető, ősi, közös funkciót szolgál.

Az agytörzs rengeteg pályája közül régebben nem lehetett ezt az egyet szelektíven aktiválni. Az optogenetika (fényérzékeny fehérjéken alapuló módszer) segítségével azonban ez megoldhatóvá vált: Acsády és kollégái optogenetikai módszerrel szelektíven aktiválták a thalamus területén az agytörzsi eredetű gátlórostokat. Annak kiderítéséhez, hogy miért áll erős gátlás alatt a thalamusnak ez a fontos mozgás- és öntudatszervező területe, további kutatásokra van szükség.

„Semmiképpen nem akarunk okosabbnak látszani, mint amilyenek vagyunk. A pálya leírásával a kezdeti lépéseket tettük meg, és bemutattuk egy lehetséges feladatát. Ám előfordulhat, hogy számos más funkció is köthető majd ehhez a pályához. Nagyon valószínű, hogy a fájdalomérzékelésben és bizonyos epileptikus aktivitás kialakításában is nagyon komoly szerepe van ” – mondta Acsády László.

Világszerte körülbelül 300 000 idegtudományi publikáció születik, ebből a rengeteg írásból a Nature Neuroscience havonta 10-15-öt fogad el. Acsády László és kollégáinak – Giber Kristóf, Plattner Viktor, Bokor Hajnalka, Hangya Balázs, Maglóczky Zsófia és Havas László, valamint a nemzetközi csapat többi tagjának (Marco A Diana, Viktor M Plattner, Guillaume P Dugué, Charly V Rousseau, Hendrik Wildner, Hanns Ulrich Zeilhofer, Stéphane Dieudonné) részvételével végzett kutatás eredményei olyan súlyúak voltak, hogy helyet kaptak a világ vezető idegtudományi lapjában.