A Magyar Tudományos Akadémia (MTA) Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetének vezetésével – francia és svájci kutatók közreműködésével – született felfedezésről a világ legrangosabb idegtudományi folyóiratában, a Nature Neuroscience márciusi számában jelent meg tanulmány.
Acsády László és kollégái az agy talamusz nevű területét vizsgálják – írta az MTI-hez hétfőn eljuttatott közleményében az Akadémia. A talamusz a nagyagy “előszobája”: ott zajlik a nagyagy felé bemenő összes információ előzetes feldolgozása. A talamuszon belül található az intralamináris mag, amelynek létezése régóta, működése és szerepe viszont csak kevéssé ismert. Ha ez a terület mindkét agyféltekében megsérül, teljes öntudatvesztés következik be. Ha csak az egyik oldalon sérül, az ellentétes testoldalon mozgási problémák lépnek fel, illetve olyan érzés keletkezik, mintha az agy nem érzékelné az ellenoldali világot.
Úgy tűnik tehát, hogy a talamusznak 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 jelentős gátló pálya idegzi be. Ennek eredési helyéről, részleteiről, funkciójáról azonban semmit nem lehetett tudni.
Meglepetés a gátló hatás
Acsády László és kollégái több éves kutatómunkával feltérképezték ezt a gátló pályát, és kiderült, hogy a pálya az agytörzsből ered. (Az agytörzs alapvető vegetatív funkciókat lát el, elemi mozgásszervezést hajt végre és biztosítja az egész agy éberségi szintjét.) Az eredmény azért volt megdöbbentő, mert az elmúlt 70 év adatai arról szóltak, hogy az agytörzs nem gátolja, hanem serkenti a talamuszt és a többi előagyi területet. A kutatók 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 talamuszt 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 más irányokat vett. E pályának az alapvető szerkezeti tulajdonságai mégis megdöbbentően hasonlóak a két fajban, ami arra utal, hogy a pálya valamilyen alapvető, ősi, közös, funkciót szolgál.
E funkció megismerésére Acsády László és munkatársai optogenetikai módszerrel szelektíven aktiválták a talamusz területén az agytörzsi eredetű gátlórostokat. “Már az első kísérlet is döbbenetes hatással volt az egér viselkedésére. 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” – idézte a közlemény Acsády Lászlót.
Azt további kutatásoknak kell kideríteniük, hogy miért áll erős gátlás alatt a talamusznak ez a fontos mozgás- és öntudatszervező területe. Lehetséges, hogy az agytörzsből érkezik egy stopszignál, amikor valamilyen viselkedést abba kell hagyni. “Ne felejtsük el, hogy a mozgásokat nemcsak elindítania kell az agynak, hanem be is kell fejeznie őket, például irányváltoztatásnál. Ha valóban van az idegrendszerben egy mozgás-stopszignál, akkor célszerű olyan helyre továbbítani, amely kulcspozícióban van a motoros rendszer szempontjából.”
Fontos bambulás
E magyarázat mellett szól az a megfigyelés, hogy amikor a kísérleti állat a pálya aktiválására megállt, az agykérgi aktivitása másodpercek alatt átváltott ébrenléti fázisból nyugalmiba. “Mindenki megáll időnként: ha már túl sokat pörgött az agyunk, néhány pillanatra kikapcsolunk, elbambulunk. Sok eredmény utal arra, hogy ez a bambulás fontos. Egyrészt pihenés az agynak, másrészt ekkor zajlik az addig beérkezett információk raktározása, feldolgozása és memóriává alakítása. Lehetséges tehát, hogy az a rendszer, amely segít megállítani a testet, abban a pillanatban segíti az agyat is, hogy átkerüljön egy lassú hullámú, feldolgozó állapotba” – fogalmazott Acsády László.
“A pálya leírásával a kezdeti lépéseket tettük meg, és bemutattuk egy lehetséges feladatát. Ám nagyon könnyen előfordulhat, hogy számos más funkció is köthető majd ehhez a pályához. Ami nagyon valószínű, hogy a fájdalomérzékelésben és bizonyos epileptikus aktivitás kialakításában is nagyon komoly szerepe van” – részletezte a kutató, hozzátéve, hogy a felfedezés remek példa arra, hogy az agy még alapvetően új titkokat tartogat.
