Az emberi aggyal kapcsolatos egyik legizgalmasabb kérdés egyben az agykutatók számára a legnehezebb is: mi teszi annyira egyedülállóvá legfontosabb szervünket az élővilágban? Ennek a megválaszolásához jutott közelebb egy amerikai és magyar kutatók együttműködésével született új publikáció, amely az egyik legrangosabb tudományos lapcsalád oszlopos tagjában, a Nature Neuroscience című szakfolyóiratban látott napvilágot.
A tudomány még mindig nincs teljesen tisztában azzal, hogy mi teszi annyira különlegessé az emberi agyat
– kezdi Edl Lein, az Allen Agytudományi Intézet munkatársa – „ha a sejtek és az agyi hálózat szintjén vizsgáljuk a kérdést, az már jó kiindulópont, és ehhez ráadásul új eszközök is a rendelkezésünkre állnak.”
Lein és kollégái a Szegedi Tudományegyetem biológusával, Tamás Gáborral együttműködve találtak egy olyan új típusú idegsejtet, amit eddig sem az egerekben, sem más laboratóriumi kísérletekben használt állatokban nem figyeltek meg.
Még nem értik, mit csinál, de valószínűleg csak bennünk van jelen
Tamás és a Szegedi Tudományegyetem egyik doktorandusza, Boldog Eszter „csipkebogyó neuronoknak" keresztelte el az új sejteket – a kutatók elmondása alapján a névadást az inspirálta, hogy az egyes agysejtek axonjai (az idegsejtek sajátos szerkezetű leghosszabb nyúlványai) sűrű kötegekben rendeződnek a sejt központi része köré, így az leginkább a vadrózsa áltermésére emlékeztet.
A csipkebogyó neuron digitális rekonstrukciója FORRÁS: TAMAS LAB, UNIVERSITY OF SZEGED
Az újonnan talált sejtek az idegsejtek egy speciális osztályába, az úgynevezett gátló neuronok közé tartoznak, amelyek feladatukat tekintve más agysejtek működését korlátozzák.
A most közölt tanulmány természetesen nem állítja biztosra, hogy az újonnan talált agysejtek kizárólag az emberre jellemzőek, de
mivel hasonló neuronok nincsenek jelen a rágcsálók agyában, és emellett a specializálódott idegsejtek szűk csoportjába tartoznak, nagyon valószínűvé teszi, hogy csupán nálunk vagy a főemlősöknél is meglévő sejttípusról beszélhetünk.
„A kutatók egyelőre nem igazán értik, hogy ezek a különleges sejtek mit is csinálnak az emberi agyban, az viszont, hogy az egerek agyában nincsenek jelen, nagyon jól mutatja, miért rendkívül nehéz lemodellezni a különféle emberi agybetegségeket laboratóriumi állatok esetében” – magyarázta Tamás.
A kutatócsoport munkájának egyik következő állomása az lesz, hogy megvizsgálják bizonyos neuropszichiátriai betegségekkel diagnosztizált halottak agyszöveteit, hátha a csipkebogyó neuronok esetleges elváltozásai választ adhatnak egyes agybetegségek kialakulásának okára.
Emberi idegsejt illusztrációja FORRÁS: SCIENCE PHOTO LIBRARY / PIXOLOGICSTUDIO / SCIENCE PHOTO LIBRARY / PIXOLOGICSTUDIO / SCIENCE PHOTO LI
Két eltérő megközelítés is ugyanahhoz a felfedezéshez vezetett
Az amerikai kutatók két olyan ötvenes éveiben meghalt páciens agyszöveteit használták fel a vizsgálatok során, akik önként ajánlották fel a testüket a tudomány számára. A mintákat az agykéregből, vagyis az agy lebenyeinek külső rétegéből, annak is a legfelsőbb szekciójából nyerték. Ez a régió felel az olyan magasabb rendű funkciókért, mint például a tudat vagy számos olyan képesség, amely csak fajunkra jellemző. Az említett agyterület testméretünkhöz viszonyítva jóval nagyobb, mint más állatoknál.
Ez az agy legkomplexebb része, általánosságba véve a természet legbonyolultabb struktúrájának tekintjük
– mondta Lein.
A Szegedi Tudományegyetem laboratóriumában Tamás és kollégái az idegtudomány klasszikus megközelítését alkalmazva a sejtek alakját és elektromos tulajdonságait vizsgálják. Ezzel párhuzamosan az Allen Agytudományi Intézetben azt a génkészletet keresik, aminek tagjai a különböző humán agysejteket differenciálják, és alapvetően megkülönböztethetővé teszik például az egerek agysejtjeitől.
Néhány évvel ezelőtt Tamás az Egyesült Államokba utazott, hogy az ott dolgozó szakmabelieknek bemutassa a specializált emberi agysejtekkel kapcsolatos eredményeit.
A vizit során derült csak ki, hogy mind a magyar kutatók, mind Lein csoportja ugyanazt a sejttípust találták meg, csupán a felfedezéshez vezető technikák tértek el drasztikusabban egymástól.
A két kutatócsoport végül úgy döntött, kooperál egymással.
Az amerikai kutatók azt találták, hogy a csipkebogyó sejtek olyan különleges géncsoportot aktivizálnak, amelyet még nem láttak az egéragy tanulmányozása során. A szegedi tudósok pedig megfigyelték, hogy a speciális neuronok szinaptikus kapcsolatokat létesítenek az agykéreg másik részén található idegsejtekkel, az úgynevezett piramissejtekkel.
Piramissejtek illusztrációja FORRÁS: SCIENCE PHOTO LIBRARY / JUAN GAERTNER / SCIENCE PHOTO LIBRARY / JUAN GAERTNER / SCIENCE PHOTO LIBR
Ez az első olyan tanulmány, amely az agykéreg kutatásának két, gyökeresen különböző módszerét kombinálja a sejttípusok vizsgálatához
– mondta Rebecca Hodge, az Allen Agytudományi Intézet vezető kutatója, a publikáció egyik szerzője – „önmagába véve is hatékony a két technika, de külön-külön nem adnak teljes képet arról, mit is csinálhatnak a sejtek. Együtt alkalmazva őket viszont olyan információkat közölhetnek egy sejtről, amik összességében elárulhatják, miként működik az az agyban.”
Nem egy hétköznapi autóban ülünk
Ami különösen egyedi a csipkebogyó neuronban, hogy a sejtpartnerének egy specifikus részéhez kapcsolódik, ez pedig arra utal, hogy együtt nagyon specializált módon koordinálják az információáramlást.
„Ha a gépjárművekben található fékként gondolunk a gátló idegsejtekre, a csipkebogyó neuronok lehetővé teszik, hogy az autónk bizonyos megállóknál lassítson" – szemléltette a sejtek működését Tamás – „példának okáért ezek (a csipkebogyó neuronok- a szerk.) olyan fékek, amik csak az élelmiszerbolt előtt lépnek működésbe, ilyennel pedig nem minden kocsi (vagy állati agy) rendelkezik."
Vagyis a rágcsálók olyan „autóban ülnek”, ami nem tud a bolt előtt leparkolni.
Hogyan tovább?
A kutatás egyik következő lépcsőfoka az lesz, hogy megnézik, vannak-e az agy más részein is csipkebogyó neuronok, emellett azt is vizsgálni fogják, milyen szerepet játszanak a különféle agyi rendellenességek megjelenésében. Habár nem tudni, csak és kizárólag az emberekben fordul-e elő, annyi bizonyos, hogy a továbbiakban nem tekinthetjük az egereket tökéletes modellállatoknak az agyi betegségek – különösképp a neurológiai zavarok - kutatása során.
Agyunk nem egy szokatlanul nagyra nőtt egéragy
– figyelmeztetett Trygve Bakken, a publikáció elkészítésében résztvevő egyik kutató – „az elmúlt években ezt már sokan megjegyezték, de a mostani tanulmány számos szemszögből is körüljárta az állítást."
FORRÁS: SCIENCE PHOTO LIBRARY / JOHAN SWANEPOEL / SCIENCE PHOTO LIBRARY / JOHAN SWANEPOEL / SCIENCE PHOTO
„Több szervünk funkcionálása is modellezhető állatok segítségével. Azonban ami leginkább megkülönböztet minket az állatvilágtól, az agyunk teljesítménye. E tulajdonság tesz minket emberré.
Összességébe véve az ember működését nagyon nehéz leutánozni egy állati rendszerben
– foglalta össze a kutatás főbb megállapításait Tamás Gábor.
0 Megjegyzések