Az agytörzs is segít emlékezni

2023. június 29. csütörtök
Címkék: Hírek

Míg az agykutatás iránt érdeklődők többsége tud a hippokampusz szerepéről a tanulásban és a memória kialakulásában, az evolúciósan ősinek tekintett agytörzs fontos szerepéről negatív emlékeink tárolásában valószínűleg egyikőjük sem. De ezzel a legtöbb kutató is így volt, egészen mostanáig, Nyiri Gábor csoportjának a Plos Biology nevű folyóiratban megjelent publikációjáig.

 

Az élethosszig tartó tanulás fontosságát annyiszor emlegették, hogy már mindenki megunta, pedig ez olyannyira igaz, hogy hozzátartozik egy egészséges agy működéséhez. Abban az esetben, ha valaki kutató, természetesen ez kiemelten így van. Dr. Zichó Krisztián esetében az is teljesen nyilvánvaló, hogy a tanulás fontosságával már egyetemista kora előtt tisztában volt. Summa cum laude minősítéssel ugyanis, különösen nem tanulás nélkül, az orvosinál jóval könnyebbnek mondott egyetemeken sem lehet diplomát szerezni, és neki ez a Semmelweis Egyetemen sikerült. De nem csak ez. Intézetünkben, Nyiri Gábor tudományos diákkörös hallgatójaként lett 2019-ben az egyik legnagyobb nevű tudományos folyóirat, a Science által elfogadott közleményük egyik első szerzője. Ahogy az már matematikai úton is bizonyítást nyert, egyik siker hozza a másikat. Krisztián ösztöndíjait és rangos elismeréseit pedig nem kell irigyelni, hanem inkább példáját követni, hiszen az út mások előtt is nyitott. Intézetünk tárt kapukkal várja a hozzá hasonlóan lelkes, szorgalmas és tehetséges diákok, egyetemisták jelentkezését!

Most Nyiri Gábor csoportjának újabb jelentős eredménye, a Plos Biology-ban megjelent cikk kapcsán beszélgetünk, melyben Krisztián az első szerző. De kezdjük azzal, mi történt 2019 óta? 

 

 - 2020-ban megkaptam orvosi diplomámat a Semmelweis Egyetemen, és azóta doktori (PhD) hallgatóként folytatom a kutatói munkát. Azt is mondhatom, hogy egy új világ nyílt meg számomra, hiszen az idő már nem korlátozott. Egyre jobban elmélyülhettem a tudományos munkában, szakirodalmi ismereteim bővítésétől az ötleteléseken át a kísérletek kivitelezéséig. Ebben csoportunk valamennyi tagja és témavezetőm is segített, amiért hálás is vagyok. Mindennek első nagyobb eredménye lett most ez a publikáció.

- Mostani felfedezéseteket mi kapcsolja a Science-cikkhez? 

- 2019 egy kivételes év volt, mikor a Nyiri-csoportnak két Science cikke is megjelent. Mostani felfedezésünk az első témájának tovább gondolása. Abban Szőnyi Andrisék kimutatták, hogy az agytörzsben található nucleus incertus mennyire gyorsan és pontosan képes befolyásolni az emléknyomok rögzülését a hippokampális interneuronokon keresztül. Feltételeztük, hogy ennek az agytörzsi pályának ezen kívül még több szerepe is lehet, ezért tovább vizsgáltuk. 

Kimutattuk, hogy a nucleus incertus neuronjai által beidegzett, dendriteket célzó hippokampális szomatosztatin-pozitív sejtek populációs szintű tüzelési mintázatai képesek lehetnek félelmi emlékek rögzítésére és előhívására. Ez azt jelenti, hogy azzal, a nucleus incertus beidegzi ezeket a hippokampális sejteket, segíti a félelmi emlékek felidézését. Ehhez még azt is hozzá kell tennünk, hogy ezek az agytörzsi incertális neuronok pedig a memóriafunkciókban is szerepet játszó, magasabb szintű agykérgi területek erőteljes vezérlése alatt állnak! Ez is segíti az emlékezést.

-Mindezt röviden, nem szakértők számára hogyan tudnád összegezni?

- Sikerült feltárnunk egy olyan, eddig ismeretlen neuronális útvonalat, mely az agykéregből indulva, a nucleus incertus közreműködésével segíti a félelmi emléknyomok rögzítését és előhívását a hippokampuszban.

- Egy útvonal, méghozzá egy fontos útvonal feltárása nagy jelentőségű felfedezés, gratulálok mindannyiótoknak! Úgy tűnik, a félelem kutatása számodra eddig csupa „jót” hozott!

 - Alapvetően nem mindig a félelemre fókuszálunk. Mióta a csoportban dolgozom, a kéreg alatti, főként agytörzsből eredő pályák működését és a magasabb rendű funkciókban (emlékezés, memória, érzelmek) betöltött szerepét vizsgáljuk. Eddigi eredményeink azt mutatják, hogy az általunk vizsgált agytörzsi pályák egyfajta érzelmi-hangulati komponenst kódolnak. Mivel ez egyaránt lehet negatív vagy pozitív, így adódik, hogy egy erőteljesen negatív élmény által kiváltott viselkedést vizsgáljunk. A memóriafolyamatokat is gyakran kondicionált félelmi viselkedéstesztekkel vizsgálják. Ezek magyarázzák, hogy jelen tanulmányunk témája is a félelem lett.

- Alkalmaztatok-e mostani vizsgálataitokban olyan kísérleteket, technikát, állatmodellt, melyet eddigi kísérleteitek során még nem? 

- A tudomány mindenkori velejárója a már meglévő technikák fejlesztése, finomítása, ahogy az is, hogy újakat próbáljunk. Nem volt ez másképp most sem. Számos új vírust próbáltam ki, viselkedéskísérleti technikákat sajátítottam el, és ezeket tökéletesítve egyre több kísérletet végeztünk. Ezekben nagy segítségemre volt Sós Kata és Papp Peti, valamint TDK hallgatóink, Orosz Áron és Sebestény Réka. A kísérletezés során sikerült megismerkednem olyan technikákkal is, melyek neuronok aktiválódásáról adnak információt. Barth Albert és Misák Erik segítségével sikerült in vivo elektrofiziológiai kísérletekkel igazolnunk a vizsgált pályák működését, Mayer Marci elemzése pedig egy c-Fos neuronaktivitásjelző kísérletben nagyobb számú idegsejtpopuláció aktiválódását igazolta félelmi emlék felidézése során. 

 - Ezzel minden hozzáértőt meggyőztél arról, hogy a kérdést alaposan és sokoldalúan vizsgáltátok, a hozzá nem értők számára pedig lenyűgöző lehet a számukra ismeretlen eljárások, technikák nevének csak a felsorolása is. 

Mivel lehetne mindkét tábort meggyőzni arról, hogy szükség van ennek az útvonalnak részletes megismerésére?

- Kevés olyan neuronpopuláció ismert az agyban, mely a kéreg alatt található, és onnan a talamuszt kikerülve, közvetlenül idegezi be az agykérget. Olyanból talán még kevesebb van, mely bizonyos agykérgi régiókat szelektíven, és azokon belüli is csak bizonyos neuronokat idegez be. Az egyik ilyen, általunk feltárt idegsejtpopuláció az agytörzsi nucleus incertusban található. Ezekről az incertus sejtekről igazoltuk, hogy magasabb rendű agykérgi területek (például a mediális prefrontális kéreg, anterior cinguláris kéreg, illetve a retroszpleniális kéreg) idegzik be őket.

Az ilyen jellegű agykéreg-agytörzs-agykéreg kapcsolat ténylegesen ritkaságnak számít az emlős idegrendszerben. Ráadásul funkcionális kísérleteink igazolták, hogy e pályáknak fontos szerepe van az emlékek formálódásában és visszahívásában. Feltehetőleg az evolúció azért őrizte meg ezt a pályarendszert, hogy az élőlények minél gyorsabban és hatékonyabban rögzítsenek egy veszélyforrást jelentő ingert, illetve minél gyorsabban informálódjanak egy esetleges veszélyhelyzet közeledtéről.

- Mennyire lehet az emberre vonatkoztatni azt, amit találtatok? 

- Főemlősökben már nem csak azt igazolták, hogy az agytörzsi nucleus incertus beidegzi a hippokampuszt, de azt is, hogy ugyanazokat a régiókat, mint egérben. Emberben is leírták már a nucleus incertus neuronjainak, valamint jellemző peptidreceptorának létezését. Úgy tűnik, anatómiailag és kémiailag is egy konzervált pályáról van szó, így feltételezhető, hogy a funkciója is hasonló lehet emberben, mint egerekben.

- Az első és az utolsó szerző minden közleményben kiemelt szerepet kell játsszon egy munka létrejöttében. Mi volt a Te leglényegeseb hozzájárulásod ehhez az eredményhez a rengeteg kísérleti munkán kívül?

- Azok az ötletek, melyek számos memóriával kapcsolatos szakirodalmi cikk elolvasása, összegzése és Gáborral, valamint a csoport tagjaival való tovább gondolás után, végül jó eredménnyel zárult kísérletben végződtek!

- Az, hogy élvezed a kutatómunkát, nyilvánvaló. Mit szeretsz benne a legjobban?

- Az egészet. A legújabb tudományos eredmények, szakcikkek elolvasásától kezdve a kísérletek kiértékeléséig mindent. Szeretek új tudományos eredményekről olvasni, ezeket megosztani másokkal, ötletelni, ezek alapján új kísérleteket kitalálni, megtervezni, kivitelezni, és ha valami nem úgy sikerül, ahogy szerettük volna, akkor újra átgondolni. Szeretek megvitatni idegtudományi témákat témavezetőmmel, Gáborral, de munkatársaimmal vagy egy konferencián is, hasonló érdeklődésű emberekkel, mert úgy vélem, ezek a beszélgetések segítenek látókörünket szélesíteni.

-  Orvosként végeztél, a lehető legszebb diplomával, de úgy tűnik, nem leszel gyakorló orvos. . .

- Már úgy harmad-negyedéves hallgatóként tudtam, hogy nem fogok praktizálni, mert sokkal jobban vonzott a neurobiológiai alapkutatás, mint bármelyik klinikai orvosi szakma. Mivel TDK hallgatóként is nagyon sok pozitív megerősítés ért, egyértelművé vált, hogy a kutatói pályát választom.

 

Kittel Ágnes

<< Vissza

Az agytörzs is segít emlékezni

A hippokampuszban elágazódó, az agytörzsből érkező rostok (zöld) aktivitása szabályozza bizonyos interneuronok (piros) működését, amelyek így a memórianyom-képző fő sejtek szabályozásával képesek félelmi emlékeket felidézni.
Az agytörzs is segít emlékezni