A gátlósejtek és a hálózatok aktivitásának modulálása

2024. szeptember 2. hétfő

Aki átugrotta az előző bejegyzést, melyben alaposan cikornyáztuk az idegsejtek jelfeldolgozását annak legyen annyi elég, hogy a sejthártyában, az alapvető jeltovábbító és jelintegráló feladatokat ellátó alap Na+, K+, Cl- és Ca2+ csatornákon kívül számtalan, sejttípusokra jellemző, finomabb működést lehetővé tevő csatorna található, melyeket különböző állapotokba kapcsolva megváltoznak a sejtek jelfeldolgozó tulajdonságai és ezáltal a sejtekből alkotott hálózatok számos feldolgozási módba kapcsolhatnak.

Négy felszálló moduláló pályarendszer agyi pályáinak lefutása. Az ábra nem részletezi azt a tényt, hogy az agykéreg egyes területein más mennyiségben adnak kapcsolatot az egyes pályák, illetve, hogy az egyes területeken más receptorokon hatnak az egyes moduláló átvivőanyagok. Az utóbbi miatt akár ellentes hatást is kfejthenek az egyes területeken.

 

Az elmúlt évtized legfontosabb felismerése az volt, hogy az agyterületek megfelelő kölcsönhatásához az egyes területeket pontos időzítéssel kell a megfelelő működési állapotba kapcsolni. Az agy felépítésének bemutatásánál az agyat evolúciós története és felépítése alapján agykéregre és kéreg alatti területekre vágtuk. A kéreg alatti területekről felszálló moduláló (hangoló) pályák alapvető szerepet játszanak az agykérgi területek működésének hangolásában és összehangolásában, az állat viselkedési állapotának függvényében. A kéreg alatti területek a szervezet belső állapotáról, az állat motivációjáró, érzelmi állapotáról gyűjtenek információt, és ennek megfelelően kapcsolják az agykérgi területeket hatékonyan együttműködő feldolgozási állapotokba.
A jobb oldalon elhelyezedő axon végződésből felszabaduló átvivőanyag hathat szinaptikusan egy adott célsejtre vagy elszivároghat a sejtek közé és közvetve, lassan hathat a sejtek műküdésére.A felszálló szerotonint, hisztamint, dopamint, noradrenalint, acetil-kolint és GABAt felszabadító pályák változatos módokon hatnak az agykéreg serkentő és gátló sejtjeire. A pályakövető és mikroszkópos vizsgálatok megállapították, hogy ezekből a rendszerekből az átvivőanyagok felszabadulhatnak szinapszisok nélkül, nem célzottan, a sejtek közötti térbe, lassan hatva a sejtekre. De célzottan is felszabadulhatnak szinapszisok útján, eltérő típusú sejtekre hatva, jelentősen gyorsabban. A vizsgálatok szerint számos rendszer kiválogatja magának a gátlósejteket, azokon belül is különböző típusú gátlásokat létrehozó alcsoportjaikat és ezek működésének modulációja útján képes igen hatékonyan a serkentő sejtek jelintegrációját befolyásolni.
A serkentő sejtek jelfeldolgozását a moduláló rendszerek tehát két úton befolyásolják. Egyrészt szinaptikus vagy nem szinaptikus módon a serkentő sejtek felszínén elhelyezkedő ionotróp és metabotróp receptorokra hatva megváltoztatják bizonyos ioncsatornák működését és ezáltal a sejtek jelintegrációs tulajdonságait. Másrészt eltérő gátlósejt csoportokat megcélozva, hasonlóan módosítják azok jelintegrációját, melynek eredményeként megváltozik a serkentő sejtekre érkező gátlás. A két hatás befolyásolja a jelek összegzését, a szinaptikus súly megváltozását vagy a sejt küszöbének rövidebb-hosszabb idejű megváltozását.


A mediális szeptumból eredő GABA tartalmúrostok (fekete) körbefonják a hippokampuszban a kosársejteket (barna), ezáltal hatékonyan modulálják azok működését és közetve a serkentő sejtek nagy csoportjainak aktivitását.Intézetünk kutatói, köztük jómagam eredményei szerint például a mediális szeptumból eredő GABA tartalmú rostok válogatás nélkül az összes agykérgi gátlósejt csoport aktivitását csökkentik és ezért közvetve növelik a serkentő sejtek aktivitását. Ez a pálya fontos lehet abban, hogy amikor az állat felderíti a környezetét, a hippokampusz nevű agyterület felváltva tudjon tervező és információ gyűjtő állapotok között átkapcsolni. Míg egy másik, a szintén általunk vizsgált, szerotonint tartalmazó mediális raphe mag idegsejtjeiből induló pályarendszer az agykéregben csak a dendriteket beidegző gátlósejteken végződik, és feltételezhetőleg a sejtek tanulási rendszerét kapcsolja be vagy ki, a megfelelő magatartási állapotban, amikor tanulásra van szükség.


A különböző éberségi állapotoban megfigyelhető EEG jelek más jellemző frekvenciával rendelkeznek.Ezek a gátlósejteken keresztül történő hangoló hatások felelősek azért, hogy az agykéreg egyes területei finoman összehangolt időzítéssel különböző EEG hullámokat mutató aktivitási módok között kapcsolgassanak. A figyelemhez társuló gamma, a pihenés alatt megjelenő alfa vagy az alvásra jellemző delta, theta aktivitások mindegyikében más moduláló ingerületátvivő közegben úszik az agy, amelyek hatására a serkentő és gátlósejtek jelintegrációs tulajdonságai az adott feladat elvégzésére alkalmas állapotba kerülnek.

 

Szerző: Gulyás Attila

Korábbi hozzászólások
Még nincsenek hozzászólások
Új hozzászólás
A hozzászólások moderáltak, csak az Admin jóváhagyása után jelennek meg!