Kommunikációs kód és memóriazavar
Az emlékek felidézése az agysejtek közötti kapcsolatok, az úgynevezett szinapszisok erősségének változásán alapul. Bár ez az elmélet már csaknem ötven éve ismert, egészen mostanáig nem sikerült közvetlenül megfigyelni ezeket a szinaptikus változásokat élő rágcsálómodellben. A Columbia Egyetem Zuckerman Intézetének, a Rózsa Balázs által vezetett BrainVisionCenternek, valamint a HUN-REN Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetnek (HUN-REN KOKI) a közös kutatása forradalmi eredményt hozott. A magyar fejlesztésű 3D lézerpásztázó mikroszkóp segítségével elsőként sikerült élő állatban a másodperc töredéke alatt, az emberi hajszálnál százszor vékonyabb struktúrákban megfigyelni az emlékek megszületését. A tanulmány a rangos Nature folyóiratban jelent meg.
Piramissejt térbeli rekonstrukciója az egér hippokampusz CA1 régiójában. A sejt dendritfája pirossal jelölve, a sárga pontok pedig a dendritekre érkező serkentő szinaptikus kapcsolatokat jelölik. Egyetlen sejt több mint 10 000 serkentő szinapszist kap. (Kép: Daniel Iascone/Polleux lab)A kutatócsoport számára az egyik legnagyobb meglepetés az volt, hogy a megfigyelt hippokampális neuronok (ezek az agy temporális lebenyében helyezkednek el, a tanulásban, a memóriában és a térbeli tájékozódásban játszanak kulcsszerepet) szinapszisai nem viselkedtek egyformán az idegsejtek faágszerűen szétágazó nyúlványai, az úgynevezett dendritek mentén. A piramis alakú sejtek csúcsa közelében lévő ágak szinapszisainak aktivitása és erőssége változott a kísérletek során, míg a sejtek bázisa közelében levőké nem. A kutatók szerint az eredmények megnyitják az utat további kísérletekhez, amelyekben megpróbálják megérteni, hogy ha a szinapszis erőssége megváltozik, melyek azok a molekuláris, biokémiai, genetikai változások, amelyek ezt az erősséget megtartják, illetve a sejtszinten stabilizálják.
A HUN-REN KOKI kutatóinak másik csoportja azt fejtette meg, miként tudnak az idegsejtek egységes jeleket küldeni egymásnak. Az axonok különböző átmérőjű szakaszain vizsgálták az akciós potenciálokat, és ennek során kiderült, hogy ezek valódi digitális jelként biztosítják az idegsejtek közötti kommunikációt. Az axonok apró mérete miatt eddig nem volt lehetséges ilyen részletes méréseket végezni.
Kép: HUN-RENA kutatók Szabadics János – a Celluláris Neurofarmakológiai Kutatócsoport vezetője – irányításával modern technológiákkal vizsgálták meg az akciós potenciálok viselkedését az axon különböző átmérőjű szakaszain. Elsőként a hippokampusz nevű agyi terület moharost axonjait tanulmányozták. Kiderült, hogy az akciós potenciál alakjának állandóságáért bizonyos ioncsatornák egyenlőtlen eloszlása felelős. A kutatók megvizsgálták az akciós potenciálokat olyan más típusú további axonokban is, amelyek nem rendelkeznek különlegesen nagy struktúrákkal, de az átmérőjük ezeknek is változatos, hasonlóan a legtöbb ismert idegsejt axonnyúlványához. Megállapították, hogy míg az akciós potenciál alakja a különböző axontípusok között eltérő lehet, egy adott axontípuson belül az átmérő nem befolyásolja a jel alakját. A Plos Biology folyóiratban közzétett eredmény új megvilágításba helyezi az idegsejtek működését.•
Címlapkép: HUN-REN
