Részletes keresés

Alaposan bemutattuk az agykéreg szerkezetét, rétegeit, információ áramlását, illetve, hogy miért van szükség a gátlósejtekre. Többször szerepelt a visszacsatolás kifejezés: „az agykérgi rétegek és sejtek kölcsönös, visszacsatolt kapcsolatokat alkotnak”, „a serkentő sejtek visszacsatolt kapcsolatai miatt a hálózatok túlaktiválódhatnak és az epilepszia elkerülésére aktivitásuk szabályozására az agykéregben számos gátlósejt csoport jelent meg”, „a visszacsatolt gátlás hatékonyan tartja szinten az idegsejthálózatok aktivitását”, stb. Ez egy annyira fontos hálózati elem, hogy ebben a bejegyzésben alaposan körüljárjuk. Egy nagyon fontos hálózati tulajdonság, a magasabb rendű idegrendszerek működéséhez szükséges egyik alapelem.

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.

Az előző bejegyzésben bemutatott új szereplők, a további ioncsatornák, a jelterjedésre két ellentétes irányban hathatnak. Amennyiben a serkentés (depolarizáció) hatására további Ca2+ és Na+ csatornák nyílnak meg, akkor ezek felerősítik a serkentés hatását. A beérkező jelek a terjedés során felerősödnek, hatékonyabban aktiválják a sejtet.

Rossz hírem van. Eljutottunk arra a szintre, ahol a továbbiakhoz a leegyszerűsített idegsejt modell már elégtelen. Egy valós idegsejt összetettsége úgy viszonyul az eddig bemutatottakhoz, mint egy bicikli egy önvezető autóhoz. Az alapelveket a bicikli szépen bemutatja; hogyan kell elindulni, kanyarodni megállni, azaz hasznos jószág, de nem tud egy családot messzire, gyorsan, magától elvinni. Aki fáradtnak érzi magát átugorhatja ezt a részt, nem feltétlenül szükséges, bár jól jön, a továbbiak megértéséhez.

A gátlás másik változója, hogy a gátlósejt axonfelhője (az axon végtalpak és az általuk alkotott szinapszisok) a célsejtek (az esetek 90%-ban serkentő sejtek) mely részeit fedi le, azaz a jelintegráció melyik lépésébe szól bele a gátlás. Kezdjük a jeláramlás irányának elején, a dendriteken.

Túl egy nyári pihenésen és egy halott számítógépen és az ezt követő újra-telepítés gyötrelmein, folytatjuk az #agysétát, az agykérgi működés stabilitásának beállításába fontos gátlósejtek viselt dolgainak bemutatásával.Az első funkcionálisan fontos szempont, ami szerint a gátlásokat csoportosítjuk, az, hogy honnan érkezik a gátlósejtektre a bemenet.  Egy másik hálózatból vagy a helyi hálózatból, ezek szerint a gátlás lehet előrecsatolt vagy visszacsatolt. Az agyban nem minden területen van szükség kifinomult előre és visszacsatolt gátlásokra, ugyanis számos agyi területen (főleg a kéreg alatti területeken) csak előrecsatolt serkentő (esetleg gátló vagy moduláló) kapcsolatok vannak, hiányoznak a visszacsatolt serkentő körök, melyekben veszélyes szintre emelkedhetne az aktivitás. Emiatt, gátlás nélkül is megbízható ezen területek működése. Az agykéreg működéséhez azonban elengedhetetlenek a masszív serkentő-serkentő sejt kapcsolatrendszerek, hiszen ezekben a kapcsolatokban tárolódik a memória, és a körkörös kapcsolatok eredménye a feldolgozás, a gondolkodás.

Annak bemutatásához, hogy milyen módokon szabályozzák a gátlósejtek a serkentő sejtek működését, és ezáltal az agykérgi hálózatok stabilitását, ismételjük át gyorsan hogyan is történik az idegsejteken a jelintegráció (alapjaiban ez minden sejttípuson hasonló), azaz, hogyan lesz a sejtekre érkező serkentő és gátló szinaptikus áramok kölcsönhatásából (bemenő jelekből) akciós potenciál (kimenő jel).

Eddig főleg a serkentő kapcsolatrendszerekről volt szó, hiszen a serkentő sejtek aktivitásmintázata kódolja az információt, kapcsolataikban tárolódik a memória. Egy kicsit meg kell világosítani miért van szükség gátlósejtekre, mi a szerepük.   Említettem fentebb, hogy egy csak serkentő elemekből álló, ráadásul erősen visszacsatolt rendszer egy igen veszélyes rendszer. Nehéz olyan aktivitási szintet beállítani, hogy az aktivitás a visszacsatolás hatására ne nőljön exponenciálisan a végtelenségig.

Az információ áramlás fent részletesett irányaiból, az ősibb kéregterületek (archikortex: hippokampusz) szerkezetéből és a kérgi rétegek everzióval való fejlődésének tényéből, ki lehet bogarászni hogyan bonyolódott az evolúció során az agykéreg. Itt megint egy figyelmeztetéssek kell hogy éljek: egy kicsit spekulatív rész következik, de ha ezt észben tartjuk a spekuláció megengedhető.

Az egyes rétegek külső kapcsolatrendszere után nézzük meg hogyan is áramlanak a jelek egy agykérgi modulban, ezzel egy kicsit az agykéregfejlődés evolúciós lépéseit is visszajátszhatjuk.