Agykéreg kutatócsoport

Nyiri Gábor vezetésével két alcsoport működik együtt: egy Nyiri Gábor által vezetett kísérleti agykutató laboratórium és egy Káli Szabolcs által vezetett modellező laboratórium.

Neuronális Reprezentáció Kutató Laboratórium (Nyiri Gabor)

Az emlékek és különösen a negatív emlékek kódolása, felidézése és szükség esetén hatékony elfelejtése elengedhetetlen a túléléshez. Ezeknek az emlékezeti folyamatoknak a hibás működése mentális problémákhoz, kognitív hiányosságokhoz vagy demenciához vezethet. Csoportunk munkája elsősorban arra irányul, hogy megkeressük és felfedezzük az eddig ismeretlen agykéreg alatti agyterületeket vagy azok ismeretlen sejtpopulációit, melyek ezeket a folyamatokat befolyásolják. Célunk megérteni ezeknek a kapcsolatoknak a viselkedésben betöltött szerepét, megfejteni, hogy mely ingerületátvivő anyagok és receptorok alakítják az egyes sejtek közötti kommunikációt.

Régóta ismert, hogy emlékeink rögzítéséhez érzékszerveinkből származó információs csomagok először feldolgozódnak az agyban majd feldolgozás után továbbítódnak több agykérgi területre, melyek a memóriafolyamatok központjaként rendszerezik és tárolják emlékeinket. Az emberi agy kifinomult kognitív működése pedig a központi idegrendszer sejtjeinek bonyolult kapcsolatrendszerén alapszik. Sokáig úgy gondolták, hogy az ősi agykéreg alatti agyterületek csupán lassú modulátoros és egyéb autonóm funkciókért felelősek. A legújabb felfedezéseink azonban arra utalnak, hogy az agytörzsben és a bazális előagyban lévő kulcsfontosságú, egymással összekapcsolt sejtpopulációk korábban fel nem ismert, mégis azonnali és döntő szerepet játszanak ezekben a magasabb rendű tanulási és memória folyamatokban.

Vizsgálatainkat szelektív vírusos pályajelölő technikák, opto- és chemogenetikai viselkedés vizsgálatok, in vivo elektrofiziológiai módszerek, in vivo kálcium-detektáló képalkotó miniscope technológia, viselkedés vizsgálatok, immunhisztokémiai módszerek és nagy felbontású fény- és elektronmikroszkópia alkalmazásával végezzük. Elsősorban azokat az agykéreg alatti struktúrákat vizsgáljuk melyek a kérgi, hippokampális és előagyi területek magasabb rendű feladatait képesek szabályozni valamint kiemelten vizsgáljuk a negatív élmények feldolgozásának folyamatát az agy egészséges és kóros állapotában egyaránt. 

Elméleti Idegtudományi Kutató Laboratórium (Káli Szabolcs)

Az agy egy komplex, nemlineáris rendszer, melynek működését alapvetően különböző tér- és időbeli skálákon kell megértenünk. Habár az idegrendszer működéséről számos különböző kísérletes módszer felhasználásával hatalmas mennyiségű adatot sikerült összegyűjteni, ezeknek az eredményeknek a megértése és különösen a különböző skálákon lejátszódó folyamatok közötti összefüggések megértése nem lehetséges csupán intuitív megközelítések és kvalitatív elméletek segítségével. Az elméleti idegtudomány (computational neuroscience) módszerei lehetővé teszik számunkra az adatok tömör és kvantitatív leírását, a hipotézisek tiszta és pontos megfogalmazását, valamint azt, hogy mechanisztikus modellek felhasználásával kapcsolatot teremtsünk a különböző tér- és időskálákon leírt jelenségek és az eltérő szerveződési szintek között. A modellek felépítéséhez a kísérleti adatok szolgáltatják az alapvető megkötéseket, míg a modellek jóslatainak ellenőrzésére kísérleti módszerek felhasználásával nyílik lehetőség.

Munkacsoportunk számos különböző matematikai és szimulációs módszer segítségével vizsgálja a hippokampusz idegsejtjeinek és hálózatainak dinamikáját és funkcióit, gyakran a csoport más tagjai által végzett kísérletes munkát kiegészítve.