A nagyagy előszobájában jártak

A robbanásszerű technikai fejlődés miatt napjaink agykutatása olyan, mint egy száguldó gyorsvonat, és aki nem száll fel, végleg lemarad. Ez a technikai fejlődés tette lehetővé annak az idegpályának a felfedezését, amely eddig nem ismert módon köti össze a mozgásért, a figyelemért és az öntudatért felelős agyközpontokat. Az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet vezetésével született eredményt február 23-án közölte a világ legrangosabb idegtudományi folyóirata, a Nature Neuroscience.

Már az első kísérlet is döbbenetes hatással volt az állat viselkedésére. Az egérke futott, futott, majd amikor bekapcsoltuk a lézerfényt, amely 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 és a vakarózást. Egyértelmű volt, hogy egy nagyon komoly mozgásszervező központ működésébe szóltunk bele - mondta az Acsády László, az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet professzora, a kutatócsoport vezetője.

Acsády László, a kutatócsoport vezetője körül állnak (balról jobbra): Plattner Viktor, Hádinger Nóra, Faradzs-zade Lejla, Komlósi Gergő és Mátyás Ferenc. Olyan új idegpályát írtak le az emberi és az egéragyban, amely alapvető fontosságú a mozgások és a tudat szabályozásában
Fotó: MTA / Szigeti Tamás

Acsády László és kollégái - francia és svájci kutatók közreműködésével - a Nature Neuroscience-ben mutatták be eredményeiket. Olyan új idegpályát írtak le az emberi és az egéragyban, amely alapvető fontosságú a mozgások és a tudat szabályozásában.

Az újonnan felfedezett 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 döbbenetesen hatékonyan képes befolyásolni a működését. Gátló hatásával megállítja a mozgások kivitelezését, és az agyat rögtön nyugalmi aktivitásba állítja át. Ez a nyugalom, ez 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.

A felfedezés remek példa arra, hogy az agy még alapvetően új titkokat tartogat. Lehetséges azonban, hogy a pálya valódi funkciója, orvostudományi jelentősége csak további, több évtizedes vizsgálat után tisztázódik. Az agy bonyolult - mondja Acsády László.

Az újonnan felfedezett idegpálya szerkezeti tulajdonságai megdöbbentően hasonlóak emberben és egérben, ami arra utal, hogy valamilyen alapvető, ősi, közös, funkciót szolgál.

A 2000-es évek első évtizedétől drámai fejlődés kezdődött az idegrendszer kutatásában. Számos agyi, idegi folyamatot eddig elképzelhetetlen részletességgel vizsgálhatunk, és jóval pontosabban megérthetünk, mint korábban. Napjaink agykutatását egy száguldó gyorsvonathoz hasonlítják. Aki fel tud szállni erre a vonatra, az benne marad a tudomány vérkeringésében, aki nem, attól nagyon gyorsan eltávolodnak az idegkutatás új irányai - vélekedik Acsády professzor.

A Nemzeti Agykutatási Program keretében a magyar kormány 40 millió eurónak megfelelő összeget különített el egy négyéves időszakra az alap-, klinikai és transzlációs kutatás részére az idegtudomány területén. A lakosság elöregedése, valamint az információk áradata jelentősen növeli a neurológiai és pszichiátriai megbetegedések előfordulását. Az idegtudomány Magyarország egyik legdinamikusabban fejlődő tudományága, és őszintén reméljük, hogy ez az óriási befektetés meghozza gyümölcsét. Olyan felfedezések előtt nyitja meg az utat, amelyek az agy betegségeinek hatékonyabb kezelését, továbbá prevenciós stratégiák kidolgozását teszi lehetővé - mondta Freund Tamás, az MTA alelnöke, az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet igazgatója.

A felfedezés részletei

A publikáció súlyának megértéséhez tudnunk kell, hogy évente körülbelül 300 000 idegtudományi publikáció születik világszerte, amelyből a világ vezető idegtudományi lapja, a Nature Neuroscience havonta 10-15-öt fogad el. 2015-ben ez már a második olyan közlemény, amelynek első és utolsó szerzője is magyar. A publikáció nemzetközi együttműködésben valósult meg. Számos kritikus élettani eredmény a párizsi École Normale Supérieure intézetében született, Marco Diana és Stéphane Dieudonné révén, a genetikailag módosított egérvonalakat pedig a Zürichi Egyetem állította elő, Hanns Ulrich Zeilhofer vezetésével.

Mit vizsgál a magyar kutatócsoport? Acsády László és kollégái az agy thalamus nevű területét vizsgálják. A thalamus a nagyagy előszobája : a thalamusban zajlik a nagyagy felé bemenő összes információ előzetes feldolgozása.

A thalamuson belül van egy kis terület (az úgynevezett intralamináris mag), amelynek létezéséről régóta tudnak, de a működése és szerepe még kevéssé tisztázott. Ha ez a terület mindkét agyféltekében megsérül, akkor teljes öntudatvesztés következik be. Ha csak az egyik oldalon sérül, akkor az ellentétes testoldalon mozgási problémák lépnek fel, illetve olyan érzés keletkezik, mintha az agy nem érzékelné az ellenoldali világot. A terület kulcsszerepére utal az is, hogy ha egy komoly agysérülés miatt öntudatlan vegetatív állapotba került beteg agyát ezen a területen ingerlik, akkor - szinte csodába illő módon - mozogni és beszélni kezd. Az ingerlés befejezése után azonban rövidesen visszasüllyed a vegetatív állapotba.

Mindezek alapján úgy tűnik, hogy a thalamusnak ez a területe olyan mozgásszervező, mozgásirányító, a tudat kialakulását befolyásoló központ, amely rendkívül fontos az egész szervezet működése szempontjából. Korábbi kutatások arra utaltak, hogy ezt a területet egy jelentős gátló pálya idegzi be. Ennek eredési helyéről, részleteiről, funkciójáról azonban semmit nem lehetett tudni.

Miért mondhatjuk, hogy forradalom zajlik az idegtudományokban? A 2000-es évek első évtizedétől drámai fejlődés kezdődött az idegrendszer kutatásában. Számos agyi, idegi folyamatot eddig elképzelhetetlen részletességgel vizsgálhatunk, és jóval pontosabban megérthetünk, mint korábban. Ezek alapján várhatóan sok tankönyvet kell majd újraírni. Az új eredményekre alapozva pedig gyorsabban és sikeresebben lehet majd gyógyítani az idegrendszer betegségeit.