Fejlett mikrochip az agyban

Human brain, computer artwork.

Az emberre jellemző agyi tulajdonságok alakíthatják ki az intelligenciánkat, és agyunk Achilles-sarkaként felelősek lehetnek az agyi betegségek kialakulásáért is – szegedi kutatók új eredményei.

Az agy kérgi (neocortex) része – a magasabb kognitív funkciókért, mint például a nyelvhasználatért felelős terület – nagyon hasonló mikroszerkezetű az emberben és a kísérleti állatként használt fajokban. A Szegedi Tudományegyetemen dolgozó Tamás Gábor és Karri Lamsa vezette két kutatócsoport friss eredményei szerint az emberi neocorticalis hálózat egyedülálló jellemzőkkel bír.

Az emberre jellemző tulajdonság

Tamás Gábor kutatócsoportja Nusser Zoltánnal (MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet) együttműködve publikált az eLife folyóiratban egy tanulmányt, amely az emberi agykéregben lévő, a serkentő és gátló idegsejtek közötti kapcsolatok egyedi tulajdonságát írja le. Ezek a kapcsolatok annyira hatékonyak, hogy egyetlen idegsejt egyetlen akciós potenciálja képes kiváltani számos más idegsejt aktivitását.

Forrás: AFP

A szerzők szerint ez az emberi neocortexre jellemző tulajdonság talán az evolúció során a hatékonyabb információfeldolgozás miatt alakulhatott ki. A Tamás Gábor és munkatársai által jegyzett publikáció bemutatja, hogy ezekben a rendkívül hatékony idegi kapcsolatokban több szinaptikus vezikulum ürül idegi aktivitás hatására. Hasonló mechanizmus más fajok neocortexében nem ismert, ezért lehetséges, hogy csak az emberben alakult ki ez a tulajdonság.

Plaszticitás

A Szegedi Viktor, Karri Lamsa és a Szegedi Tudományegyetem Élettani, Szervezettani és Idegtudományi Tanszékének munkatársai által jegyzett, a Plos Biology folyóiratban megjelent publikáció szorosan kapcsolódik ehhez a témához.

A cikk megmutatja, hogy ezek a nagyon hatékony kapcsolatok rendkívül könnyen változhatnak, plasztikusak, tehát a hatékonyságuk sokkal könnyebben változtatható, mint az összehasonlításként vizsgált patkány idegi kapcsolatai. Ezek az erős idegi kapcsolatok tanulás hatására könnyen változhatnak, így más idegsejthálózatot képesek aktiválni az emberi neocortexben. Ezek az eredmények azért is fontosak, mert a neocorticalis idegsejthálózat-aktivitás szabályozása elengedhetetlen az összetett agyi folyamatok során fellépő tanulásnál.

Az emberi agymintákon végzett idegélettani kísérletek egyre inkább előtérbe kerülnek. A legújabb eredmények azt sugallják, hogy az emberi evolúció során nem csak az agyméret és a neocortex aránya növekedett, hanem csak az emberre jellemző idegi tulajdonságok is kialakultak. Az ember, és talán egyéb emberszabású majmok is olyan „fejlett mikrochipet" hordoznak az agyukban, mely lehetővé teszi a kiemelkedő értelmi képességek létrejöttét. A szegedi kutatócsoportok szerint ez egyszerűen az evolúció során szelekciós nyomás hatására alakult ki.

Forrás: Origo

Az agyméret és a neocortex redőzöttsége talán elérte a lehetséges élettani határait, így egyéb megoldások alakultak ki az agyi kapacitás növelésére. Az emberre jellemző agyi tulajdonságok azonban veszélyeket is hordozhatnak, és elképzelhető, hogy bizonyos neurológiai és pszichiátriai betegségek e kapcsolatok kóros működése miatt alakulnak ki. További kutatások remélhetőleg fényt derítenek arra, hogy a Szegeden felfedezett idegi tulajdonságok milyen szerepet játszanak a tipikusan emberre jellemző agyi betegségek kialakulásában.

A két szegedi kutatócsoport munkáját a Nemzeti Agykutatási Program (NAP) is támogatta. Szegedi Viktor és munkatársai publikációjához a Plos Biology szerkesztője írt összefoglalót.

Nemzeti Agykutatási Program

Kizárólag felfedező kutatásokon alapuló, új diagnosztikai, terápiás és megelőzési eljárásokkal csökkenthető érdemben az agyi rendellenességek hatalmas társadalmi és gazdasági terhe. E felismerés jegyében indult 2014-ben a Kutatási Technológiai és Innovációs Alap 12 milliárd forintos támogatásával a Nemzeti Agykutatási Program.

A NAP elnöke Freund Tamás, az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet igazgatója, aki a NAP Irányító Testületét is vezeti. A NAP öt tematikus pillérre fókuszál az alábbi kutatók vezetésével: Felfedező kutatások – Tamás Gábor, Nusser Zoltán; Klinikai idegtudományi kutatások – Dóczi Tamás, Bitter István, Vécsei László; Gyógyszerfejlesztéshez kapcsolódó kutatások – Keserű György, Greiner István; Bionikai és infobionikai kutatások – Ulbert István, Erőss Loránd; Társadalmi kihívások – Oberfrank Ferenc, Csiba László.

A NAP két alprogramból áll. A 6,4 milliárd forinttal gazdálkodó „A" alprogram célja a nemzetközi élvonalba tartozó kutatóhelyek megerősítése. Az 5,6 milliárd forint összköltségű „B" alprogram fő célja az agyelszívás mérséklése új kutatócsoportok indításával.