Hogyan dolgozik az agy alvás közben?<br/>

A kutatók úgy vélik, rátaláltak az emlékek rögzítésének rég keresett mechanizmusára.

Az emlősök életük jelentős részét alvással töltik. Ezalatt nem csupán a test pihen meg, de a napközben szerzett emlékek is rögzülnek. Régóta ismerjük a tényt, hogy alvás közben agyunk dolgozik, a folyamat részletei azonban nagyrészt homályban maradtak. Nemrégiben azonban a New Yorki Rockefeller Egyetem egy kutatócsoportja nyilvánosságra hozta legújabb eredményeit: a kutatók úgy vélik, rátaláltak az emlékek rögzítésének rég keresett mechanizmusára. Ezek szerint az alvás legmélyebb szakaszában kimutatható egy olyan gén aktivitásának fokozódása, amely érintett az agy idegsejtjei közötti kapcsolatok, a szinapszisok módosításában.

Az emlősök alvásának van egy jellegzetes szakasza, a gyors szemmozgások fázisa, vagyis a REM (a közismert rövidítés az angol elnevezésből ered: rapid eye movement). A gyors szemmozgások az alvás legmélyebb szakaszában jelentkeznek, mi, emberek ekkor álmodunk. "Azt nem igazán tudjuk, álmodnak-e az állatok, annyi azonban bizonyos, hogy alvásuk közben van kimutatható REM-szakasz" - mondta az egyik kutató, Sidarta Ribeiro, aki munkatársaival ezúttal a patkányagy idegsejtjeiben követte figyelemmel a génaktiváció alakulását az alvás különböző szakaszaiban. A megfigyelés középpontjában a zif-268 nevet viselő gén állt, amelyet azért választottak, mert ez a gén arról ismert, hogy igen érzékeny az agyi idegsejtek elektromos állapotára. Az ilyen típusú kísérletek hagyományosan zavartalanul alvó és alvás közben megzavart állatok összehasonlításán alapulnak. "Az alvásukban megzavart patkányok nem feltétlenül jó alanyok arra, hogy segítségükkel megtudjuk, mi is zajlik az alvás ideje alatt" - mondta Ribeiro. "A korábban madarakkal folytatott kísérleteinkből is tanultunk, és arra a következtetésre jutottunk, hogy a természetes viselkedést kell megfigyelni." Most tehát a hasonló célú kísérletek többségétől, így saját korábbi módszereiktől is eltérő megközelítést alkalmaztak: kizárólag normális alvási mintázatot mutató állatokkal dolgoztak.

A vizsgálatoktól azt várták, hogy amikor a génműködés fokozódik, az idegsejtek is növekvő aktivitását mutatnak majd. A kísérlet kezdeti szakaszában azonban az eredmények nem igazolták a kutatók várakozását, sőt, éppen ellenkező összefüggést tapasztaltak, vagyis a REM alatt csökkent a génaktivitás. A továbblépésben segített néhány európai kutató korábbi javaslata, miszerint az alvás alatti kognitív működést érdemes lenne úgy megközelíteni, ahogy az emésztőszervrendszerrel tennénk. Ott ugyanis a folyamatok nagymértékben attól függenek, hogy mennyire "tápláljuk" a rendszert. Az alvási kísérletben résztvevő állatokat viszont olyan körülmények közt tartották, hogy lehetőleg az összes külső tényezőt kiküszöböljék, amelyek a génaktivitást befolyásolhatnák, közülük is elsősorban a stresszt. Éppen ez lehetett az oka annak, hogy a génaktivitás csökkenését tapasztalták - nem volt elég serkentő inger, amely indokolta volna az idegsejtek fokozódó aktivitását. A kérdést úgy döntötték el, hogy egy ismételt kísérletben "táplálták a rendszert": alvás előtt három órával a patkányok egy csoportját nagyon ingerdús környezetbe helyezték. A labirintusban a legkülönfélébb terepi viszonyokkal, játékokkal és ízekkel találkozhattak az állatok. Ezek az ingerek kellően stimulálták a patkányokat, így a zif-268 génre gyors és átmeneti indukciót gyakoroltak. Ahogy a későbbiek folyamán ezek az egyedek az alvás alatt beléptek a REM-fázisba, a génaktivitás az elvárásoknak megfelelően fokozódott is. Mivel a kontrollcsoport tagjainál a gén újbóli aktivációjára most sem utalt semmi, a módosított kísérlet igazolni látszik azt a feltevést, hogy az alvás REM-szakaszában megfigyelhető génaktivitás változásai, azaz az agy aktivitása függ attól, hogy az ébrenlét ideje alatt milyen élményeket élt át az állat.

Ribeiro és munkatársai szerint ez a génreaktiváció az idegsejtek fokozódó plaszticitásának azt a periódusát jelzi, amely alatt lehetőség van új idegi kapcsolatokat, szinapszisokat kialakítani. Ha figyelembe vesszük, hogy a hosszú távú memória lényege éppen a szinaptikus kapcsolatok kialakulása és azok módosulása, akkor azt sem nehéz elfogadni, hogy ennek a most kimutatott folyamatnak az emléknyomok rögzülésében óriási jelentősége van.

(Élet és Tudomány)

Ajánló:

Az eredeti sajtóanyag angol nyelven a New Yorki Rockefeller Egyetem honlapján.

Korábban:

1999. november 27. Olasz tudósok első ízben készítettek olyan felvételeket, amelyek láttatni engedik, mi történik az agyban a memória kialakulása során.