Kiderült, mire szolgálnak az agyban keletkező új idegsejtek

A kutatók sokáig úgy vélték, hogy az agyunkban lévő idegsejtek születésünk után már nem osztódnak. Ez az elképzelés mára megdőlt, mert - legalábbis az agy egyes központjaiban - bizonyították az új idegsejtek létrejöttét. Ezeknek a célja azonban sok vitát váltott ki. Most egy nemzetközi kutatócsoport jelentős eredményeket ért el annak megválaszolásában, mire szolgálnak ezek az újonnan létrejövő neuronok. A Science-ben megjelent tanulmányukban azt mutatják be, hogyan segítik ezek a fiatal idegsejtek a környezetben való tájékozódást.

A neurogenezis, azaz az új idegsejtek létrejöttének legaktívabb helye az agy hippokampusz (hippocampus) nevű régiója. Ez a terület a halántéklebeny alatt, mélyen az agyban található, tengericsikóra emlékeztető alakú képlet. Ez dolgozza föl és küldi szét a megfelelő tárolóterületekre az emlékeket, miután előkészítette az információt a hatékony visszaidézésre. "Nap mint nap számos inger ér bennünket, többek közt az idővel, az érzelmekkel, a szaglással és rengeteg más dologgal kacsolatban. Valamennyi információ az agykéregből ékezik, és áthalad a hippokampuszon. Mielőtt visszakerülnének az agykéregbe tárolásra, a hippokampuszban ezek összecsomagolódnak" - mondja Fred H. Gage, a cikk vezető szerzője, a Salk Intézet genetikai laboratóriumának kutatója.

Korábbi tanulmányok (többek közt a Gage laboratóriumában folytatottak is) már kimutatták, hogy az új neuronok valamiképpen szerepet játszanak a hippokampusztól függő tanulásban és memóriában, de a pontos funkciójuk tisztázatlan maradt.

Az agykéregből érkező információ első "átjátszóállomása" a hippokampuszban lévő úgynevezett gyrus dentatus ("fogazott agytekervény"). Miközben áthaladnak ezen a részen, a bejövő jelek a korábbinál mintegy tízszer annyi sejt között osztódnak szét. Az agykutatók úgy gondolják, hogy ez a mintaszétválasztásnak nevezett folyamat segít elkülöníteni az agynak a beérkező emlékképekben keveredő egyedi eseményeket. "Mivel a neurogenezis éppen a gyrus dentatusban zajlik, korábban úgy gondoltuk, hogy az új neuronok hozzáadása segítheti ezt a mintaszétválasztást" - mondja Gage.

Ebből az elméletből kiindulva tervezte meg kísérleteit Claire Clelland végzős hallgató. Ezekben a kísérletekben egyes egereknek gátolta a neurogenezisét. Az első kísérletsorozatban az egereknek meg kellett tanulniuk, hol helyezkedik el a jutalom (ennivaló) egy nyolckarú sugaras labirintusban egy korábbi jutalomfalathoz viszonyítva. A neurogenezis nélküli egereknek nem okozott gondot az új hely megtalálása, amikor az elég távol volt az eredeti helytől, mondta Clelland, de képtelenek voltak megkülönböztetni a két helyet, amikor azok egymás mellett voltak.

A képen egy olyan tanulási feladat látható, ahol az egérnek egy adott tárgyat kell kiválasztania az érintőképernyőn a megfelelő helyen, hogy jutalmat kapjon. A neurogenezis nélküli felnőtt egereknek gondot okoz a feladat megoldása. A háttérben lévő ábrán pirossal láthatók a felnőtt korban újonnan képződött neuronok.

Az érintőképernyős kísérlet megerősítette, hogy a neurogenezis nélküli egerek képtelenek különbséget tenni az egymás szomszédságában lévő két hely között, de azt is föltárta, hogy az általános térbeli információk felidézése ezeknek az egereknek sem okoz gondot. "A neurogenezis segít a finom megkülönböztetésekben, és úgy tűnik, különleges szerepet játszik a térbeli emlékek kialakulásában" - vonta le a következtetést Clelland.

Az új neuronoknak azonban valószínűleg nem a mintaszétválasztás az egyetlen feladatuk a felnőtt agyban. A gyrus dentatus idegi áramköreinek számítógépes szimulációja arra utal, hogy az újonnan kialakuló neuronok kapcsolatot hoznak létre az időben közel előforduló események között. Ebből kiindulva Gage és csoportja most olyan kísérleteket tervez, amelyekkel megállapíthatják, vajon az új neuronok ugyanilyen fontos szerepet játszanak-e az időbeli vagy a kontextuális kapcsolatok esetén.

Forrás: Science/AAAS