Kép: Depositphotos/MarkoAliaksandr

A Nemzeti Agykutatási Program 2013-ban 12 milliárd forint támogatással indult, majd 2018-ban a NAP 2.0-nak 6,5 milliárddal folytatódott. Hogyan lett ebből akadémiai program?

– A Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hiva­tal (NKFIH) akkori vezetője, Pálinkás József hirdette meg a NAP-ot. Négy éven keresztül igen komoly összeg, összesen 12 milliárd forint szolgálta a hazai agykutatást. A NAP 2.0-nak az volt a célja, hogy folytatódjon a munka, folyamatosság legyen a rendszerben. Alapvetően az induló programban sikeresen szereplő csoportok dolgoztak a NAP 2.0-ban. A 2020-ban az MTA úgynevezett akadémiai nemzeti programokat indított, ennek lett része a 2022-ben elstartolt NAP 3.0. Freund Tamás elnök felkérésére én koordinálom a munkát.

A program keretében megvalósuló neurofarmakológiai vizsgálatok és az újonnan kidolgozott transzlációs állatmodellek új gyógykezelések felfedezését ígérik, melyek hosszú távon új humán terápiás lehetőségeket nyitnak meg.

A NAP 3.0-hoz tíz intézmény (HUN-REN KOKI, HUN-REN TTK, HUN-REN SZTAKI, HUN-REN SZBK, HUN-REN BLKI, ELTE, PTE, SZTE, PPKE, NYÍRŐ-OPAI) 38 kutatócsoportja csatlakozott. Mi jellemzi a NAP 3.0-t?

– Az új program célja, hogy támogatást nyújtson az ország legkiválóbb, nemzetközi élvonalba tartozó agykutatással foglalkozó kutatócsoportjainak. Nagy ívű programról beszélünk, amelynek kutatási témái az agykutatás lehető legszélesebb spektrumát fedik le az idegrendszert érintő alapkutatásoktól a humán klinikai kutatásokig. A kutatócsoportok fő céljai között szerepel az idegrendszer működése és a betegségek mechanizmusai eddig ismeretlen aspektusainak feltárása molekuláris, celluláris, hálózat- és viselkedés-neurobiológiai szinteken. A program keretében megvalósuló neurofarmakológiai vizsgálatok és az újonnan kidolgozott transzlációs állatmodellek új gyógykezelések felfedezését ígérik, melyek hosszú távon új humán terápiás lehetőségeket nyitnak meg.

A NAP indulásakor sokszor hallott megjegyzés volt, hogy az agykutatók dúskálnak a pénzben. A NAP 3.0 azonban már csak 4 milliárd forintból gazdálkodhat. Most is elhangzanak ilyen vélemények?

– Nem. A NAP 3.0-ból a csoportok átlagosan 25 millió forintot kapnak évente. Azt érdemes hangsúlyozni, hogy a program indulása óta eltelt tizenegy év alatt nomináli­san is harmadára esett a támogatás mértéke. Az indulás­kor elnyert forrás nagyon komoly kutatási támogatást jelentett, a mostani program messze nem biztosít olyan anyagi keretet, mint amilyet tizenegy évvel ezelőtt az akkori pályázat nyújtott. A NAP 3.0-ból a kutatócsoportok nem finanszírozhatnak teljes kutatási programokat, de egy-egy csoport például két kutató bérét, illetve a kísérle­tek költségeit biztosíthatja ebből a pénzből. A NAP 3.0-nak most alapvetően szakmai szempontból van rangja – a legkiválóbb magyar kutatók közösségének lett tagja a nyertes pályázó. Ez a program is bizonyítja, hogy Magyarországon a neurobiológiai kutatások nemcsak egy-egy szűk szakterületre korlátozódnak, hanem a tudomány­ág­nak szinte az összes területén jelen vagyunk a nemzet­közi élvonalban.

Csak kutatásra fordítható ez a forrás, vagy más célokra is felhasználható?

– A NAP 3.0 kutatócsoportok képviselői évente egyszer kétnapos konferencián mutatják be a már publikált vagy publikálásra váró eredményeiket. A szakmai találkozón pszichológusok, neurobiológusok, farmakológusok, viselkedéskutatók ismerkednek kollégáik eredményeivel. Celluláris neurobiológusként én is hihetetlenül sokat tanulok ezeken a konferenciákon.
A NAP 3.0 program, az MTA támogatásával, lehetőséget nyújt a fiatal kutatók számára nemzetközi konferenciákon való részvételre is. Vigyék el és mutassák be eredményeiket, s közben lássák meg, hogy hol tart a világ. Az előbbieken túl minden érintett intézmény kétmillió forintot kap tudománynépszerűsítő programok szervezésére. Tehát nemcsak élvonalbeli alap- vagy alkalmazott kutatást végzünk, hanem a tudománynépszerűsítés is vállalt feladatunk. A teljes költségvetés 95 százaléka azonban az eredeti célra megy.

A Nemzeti Agykutatási Program 3.0 konzorcium harmadik konferenciájának résztvevői idén májusban Bikalon. (Kép: HUN-REN KOKI)

Kérem, nevesítsen néhány, a NAP 3.0-hoz köthető eredményt!

– Rengeteg olyan eredmény született, amelyre nagyon büszkék vagyunk. A második kutatási év végéig a NAP 3.0 kutatócsoportjai összesen 137 D1-es publikációt jelentettek meg a világ vezető folyóirataiban. Csak néhány példát említenék a jelentős felfedezések közül. Dr. Dénes Ádám csoportjában leírták a Covid-19 agyi hatásait és összefüggéseit a mikrogliális diszfunkció kialakulásával és a gyulladt agyterületeken tapasztalható szinapszisvesztés és mielinsérülés folyamataival (Fekete et al., Nature Neuro­science, 2025). Dr. Hangya Balázs irányításával kimutatták, hogy a bazális előagy parvalbumin sejtjei averzív ingerek negatív társításán keresztül, az éber viselkedés során létfontosságú asszociatív tanulási funkciót szolgálnak (Hegedűs et al., Nature Commun., 2024). Dr. Bunford Nóra laboratóriumában serdülők körében vizsgálják a figyelemhiányos hiperaktivitás-zavar (ADHD) neurobioló­giai hátterét, melynek társadalmi jelentősége is óriási. Kutatásuk alapján az alvás alatt mért NREM lassúhullám-aktivitás serdülőknél differenciáltan kapcsolódik az ADHD-szintekhez, és gyógyszeres kezeléssel normalizálódik (Reicher et al., Int. Journal of Neuropsycho­pharmacology, 2024). Továbbá dr. Horváth Péter laborjában a mesterséges intelligencia alkalmazásával olyan módszereket fejlesztenek ki, amelyek innovatív módon teszik lehetővé szövettani képek elemzését, ezáltal a későbbiekben hozzájárulhatnak bizonyos betegségek korai diagnosztikájához is (Tasnadi et al., Cell Reports Methods, 2023). Tehát kétségem sincs afelől, hogy az egész program sikertörténet. Mondom ezt annak ismeretében, hogy a támogatási ciklusból van még másfél évünk.

Lesz-e NAP 4.0?

– A Magyar Tudományos Akadémia speciális programja a NAP 3.0. Azt látni kell, hogy az MTA jövőre új elnököt választ. Azt jelenleg senki sem tudja, hogy ki irányítja 2026-tól három éven keresztül a tudóstestületet. 

A mostani konferenciánkon egyértelműen megfogalmazódott, hogy a kutatók folytatni szeretnék a munkát.

Értelemszerűen azt sem tudhatjuk, hogy az új elnök milyen programmal vág neki az elnökségnek, hogy folytatódnak-e az akadémiai nemzeti programok. A mostani konferenciánkon azonban egyértelműen megfogalmazódott, hogy a kutatók folytatni szeretnék a munkát. Nyilván az lenne ideális, ha egy ilyen programra hosszú távon lehetne számítani. A tudományban a kiszámíthatóság ugyanis alapvető. Nem azt kell garantálni, hogy egy csoport mindig pénzhez jut, hanem azt, hogy ha valaki a nemzet­közi élvonalba tartozó kutatást végez, nyugodtan dolgozhat, mert a kiválóságát a pályázati források támo­gat­ják és elismerik.•

A továbbiakban néhány NAP 3.0 kutatócsoport eredményeit ismerhetik meg

Pécsi Tudományegyetem, Krónikus Fájdalom Kutatócsoport
Szerző: Prof. Helyes Zsuzsanna

A magyar lakosság több mint 20 százalékát érintő krónikus fájdalom kezelésére keres új gyógyszeres megoldásokat a Pécsi Tudományegyetemen (PTE) működő kutatócsoport Helyes Zsuzsanna professzor asszony vezetésével. A NAP 3.0 keretében zajló kutatások fókuszában a különösen nehezen kezelhető, súlyos egészségügyi és társadalmi problémát jelentő krónikus fájdalomállapotok állnak. A Fájdalomkutatás Nemzet­közi Szövetségének (International Association for the Study of Pain; IASP) definíciója szerint krónikus fájdalomról akkor beszélünk, ha három hónapnál tovább fennáll. Primer krónikus fájdalom esetén a kiváltó ok, a betegség háttere nem ismert, nincs gyulladás, anyagcserezavar vagy idegsérülés. Ilyen például a fibromialgia, amely egy gya­kori, főként nőket érintő betegség, melyet az egész testre kiterjedő, izom- és csontrendszert érintő fájdalom jel­lemez. Ebbe a kategóriába sorolható a Krónikus Regioná­lis Fájdalom Szindróma (CRPS) is, mely normál esetben gyorsan gyógyuló, végtagot érintő kisebb sérülés, pél­­dául rándulás, seb vagy műtét után kialakuló, hónapokon vagy akár éveken át fennmaradó aránytalanul erős gyulladást és fájdalmat jelent. A csoport az idegi eredetű (neuropátiás) és az ízületi gyulladásos fájdalom, valamint a migrén kórélettani mechanizmusait is vizsgálja.

A NAP 3.0 Krónikus Fájdalom Kutatócsoport tagjai, akik azon dolgoznak, hogy minél hatékonyabban lehessen csillapítani a krónikus fájdalmat. (Kép: PTE)

Mivel a jelenlegi gyógyszeres terápia ezekben az állapotokban sok esetben nem eredményez kielégítő fájdalomcsillapítást, nélkülözhetetlen a betegség pontosabb megértése, új gyógyszercélpontok azonosítása és fejlesztési projektek elindítása. A kutatócsoport komplex módszertani megközelítéssel vizsgálja e betegségek hátterét emberi vérminták analízise és számos modellrendszer segítségével, a sejtkultúráktól az etikailag szigorúan szabályozott állatmodellekig. Klasszikus funkcionális és képalkotó módszereket, valamint új, innovatív technológiákat, például „omikai” (transzkriptomikai, metabolomikai) elemzéseket is végeznek, amelyek révén azonosíthatóvá válnak azok a molekuláris hálózatok, amelyek a krónikus fájdalom kialakulásában és fennmaradásában szerepet játszhatnak. Fókuszban az idegsejtek és gliasejtek közötti kommunikációs mechanizmusok, útvonalak feltérképe­zése áll, különösen a gerincvelő hátsó szarvában és az agy fájdalomfeldolgozásban szerepet játszó központjaiban. Az eredmények olyan jelátvivő molekulák (például neuropeptidek, gyulladásos citokinek), receptorok, ioncsatornák és enzimek szerepét igazolták, amelyek kulcsfontosságúak a krónikus fájdalom kialakulásában és fenntartásában. 

Az egyik új célpont be­folyásolására irányulóan gyógyszerfejlesztési pro­jek­tet is elindítottak ipari partnerekkel és vegyészekkel együttműködve. Neuropátiás és gyulladá­­sos fájdalom kezelésére egy új, több támadáspontú in­no­vatív fájdalomcsillapító jelöltjük jelenleg klini­kai gyógy­szerfejlesztési fázisban van. Új hatóanya­­gok­ra vonat­kozó kutatás-fejlesztési tevékenysége mel­lett a csoport a gyógyszer repozícióban rejlő le­hető­sé­­ge­ket is aktívan kutatja, amely más indiká­ciókra törzs­­­könyvezett gyógyszerek krónikus fájdalomban történő alkalmazását jelenti. Alapkutatási eredmé­nyeik alapján Liverpoolban jelenleg CRPS-ben szen­vedő betegeken tesztelnek egy eredetileg autoimmun betegségek kezelésére fejlesztett vegyületet.

Állatkísérletes adatok segítségével igyekeznek megérteni, hogy molekuláris szinten mi zajlik a krónikus fájdalmak hátterében, és ezekbe a folyamatokba hogyan lehet beavatkozni. (Kép: PTE)

A csoport nemcsak tudományos eredményei­ben kiemelkedő, hanem a jövő kutatónemzedéké­nek képzésében is példaértékű. A munkában számos PhD és tudományos diákkörös egyetemi hall­gató, valamint középiskolás diák is aktívan részt vesz. A kutatócsoport tagjai között van orvos, gyógyszerész, biológus, biomérnök és biotechnológus, az ő közös munkájuk teszi lehetővé, hogy holisztikus mó­don vizsgálják a krónikus fájdalomban szerepet játszó mechanizmusokat, és eredményeikkel hozzá­járuljanak hatékony, biztonságos fájdalom­csilla­pí­­tók fejlesztéséhez.•

Nyírő Gyula Országos Pszichiátriai és Addiktológiai Intézet (OPAI) Neurokognitív Kutató Központ (NKK), Kollaborációs Kutatócsoport
Szerző: Prof. Kamondi Anita

Mesterséges intelligencia alapú mozgáselemzés a demencia korai felismerésében (NAP2022-I-9/2022, NAP3-KOLL-2023-1/2023) Nyírő-OPAI NKK, Kollaborációs Kutatócsoport

Kutatók: Prof. dr. Kamondi Anita, dr. Horváth And­rás, Pajkossy Péter, Bényei Gábor László, Albi Ádám, Novák Anett, Kőrösi Dóra, dr. Berente Dalida, Váraljai Christopher, dr. Racsmány Mihály

A demencia a mentális képességek időskori romlá­sát jelenti. A leggyakoribb, demenciával járó betegség az Alzheimer-kór. A betegek számára a legfonto­sabb kérdés, hogy mit lehet tenni a gondolkodási képességek megőrzése érdekében, illetve hogyan követhető nyomon az állapotuk. A kutatóközpontunk­ban folyó, NAP 3.0 által támogatott kutatásainkkal ezekre a kérdé­sekre keressük a választ. Vizsgálatainkban nemcsak idősek, hanem az egészséges középkorúak is részt vesznek, akiknél a szubjektív memóriapanaszok a korai kognitív károsodás lehetőségét felvetik.

A kéz finommozgás-mintázatai egyéni eltérések sokaságát hordozzák magukban. Kutatásunk során az egyénre jellemző mintázatokat írási és rajzolási feladatok alatt, nagy térbeli és időbeli felbontással regisztráljuk. Az adatokat mesterséges intelligencia használatával analizáljuk, többszörösen deriválva idősoradatok sokaságává bontva azokat. Egyedi fejlesztésű adatfeldolgozási módszereink­kel a mélyebb összefüggéseket is feltárjuk. Olyan adatokat határozunk meg, melyek lehetővé teszik, hogy az egyes személyekhez tartozó mozdulatsorokat nagy pontossággal azonosítsuk, illetve a személyek közötti eltéréseket azonosítsuk. Az adatpontokat egy sokdimenziós térben helyezzük el, ahol gépi tanulási módszereink a mintázatokat könnyen azonosítják. A betegek egyéb (például neuropszichológiai) vizsgálati eredményeit is figyelembe véve olyan mozgás­paramétereket határozunk meg, melyek a mozgástervezés és kivitelezés módján keresztül jól jellemzik az adott személy kognitív állapotát. Az általunk fejlesztett finommozgás-diagnosztikai rendszer kezdetben kiegészítője, a későbbi­ek­ben akár a kiváltója is lehet a jelenleg használt erőforrás­igényes neurokognitív diagnosztikai módszereknek.

A kéz finommotoros működésének, a szemmozgások és a pupilla változásának vizsgálata számítógép-alapú trail-making teszt segítségével. (Kép: Nyírő-OPAI NKK)

A NAP 3.0 kollaboráció keretében a mozgásanalízist pu­pillometriás vizsgálatokkal egészítettük ki. A látás se­gítségé­vel minden pillanatban aktívan keressük és mérjük fel környe­ze­tünket. Ismert, hogy vizuális figyelmünk és mentális erőfeszítésünk tükröződik a szemmozgás és a pupillaméret változásaiban. Központunkban figyel­mi és emlékezeti mentális feladatok során készítünk pupillaátmérő-felvételeket. Az adatokat speciális idősorelemzési technikák segítségével dolgozzuk fel. A pupilla­válaszokat az egyes vizsgálati személyek közti különb­ségek szintjén elemezzük, és a neuropszichológiai és képalkotó vizsgálatok eredményeivel korreláltatjuk. A pupillaméret változása betekintést nyújt a pillanatnyi fi­gyelmi és emlékezeti folyamatokba, mely módszer a kognitív hanyatlás előrejelzésében és követésében is fontos lehet.

Kutatásaink segítik olyan idő- és költséghatékony mód­szerek kifejlesztését, melyek széleskörűen elérhetőek lehetnek a szellemi hanyatlás korai felismerésére és progressziójának megítélésére. A kognitív hanyatlás korai felismerése új lehetőségeket nyithat a személyre szabott terápia felé. A kezelés mielőbbi bevezetése lassíthatja a betegség progresszióját, csökkentve így a demencia által okozott családi és társadalmi terhe­ket is.•

PTE Általános Orvostudományi Kar, Élettani Intézet, Magatartásélettan és Stressz Kutatócsoport
Szerző: Prof. Zelena Dóra

Autizmus, fiúk és a vazopresszin: egy hormon nyomában

Az autizmus spektrumzavar (ASD) világszerte egyre nagyobb figyelmet kap, hiszen nem csupán az érintettek életminőségére van jelentős hatással, hanem a családtagoknak, valamint az oktatási és egészségügyi rendszernek is kihívást jelent. Számos faktor közösen vezet neuronális fejlődési problémákhoz.

Fiú túlsúly, gyakoribb vizelési problémákkal

Érdekes megfigyelés, hogy az ASD sokkal gyakoribb fiúkban, mint lányokban – a nemi aránya akár 4 : 1 is lehet. A viselkedési tünetek mellett gyakran társulnak hozzá vegetatív zavarok is, köztük alvászavar, szorongás, illetve vizeletürítési problémák. Ez utóbbi irányította a kutatók figyelmét a vazopresszin felé, hiszen másik neve antidiuretikus hormon. Elsődlegesen a veséken keresztül szabályozza a szervezet vízháztartását, emellett szerepet játszik a vérnyomás szabályozásában és a stresszválaszban is. Ám az utóbbi években kimutatták, hogy az agyban is fontos neuromodulátorként működik – különösen az amygdala nevű érzelmi központban.

A hím állatok agyában a vazopresszinrendszer kifejezettebb, ami párhuzamba állítható az ASD fiúkban való gyakoribb előfordulásával. Ez felvetette a kérdést: vajon a vazopresszinrendszer zavarai hozzájárulnak-e az ASD kialakulásához?

Terápiás próbálkozások: orrcseppel az agyba?

Történtek már kísérletek orrba fújt vazopresszin adagolásával ASD-ben szenvedő gyerekeknél, remélve, hogy ez javítja a szociális funkciókat, amit csak részben sikerült igazolni. Ugyan az orron keresztüli adagolás előnye, hogy a hormon eljuthat közvetlenül az agyba, de rövid féléletideje miatt a vazopresszin hatása nem tartós, és a perifériás mellékhatásokkal (vízvisszatartás, érszűkítés) is számolni kell. Ezért a jelenlegi kutatások már a vazopresszin agyi receptorainak (elsősorban V1a) a szabályozására irányulnak. Egy másik lehetséges megközelítés, hogy agyterület-specifikus beavatkozást végzünk például az amygdala területén.

Célzott beavatkozás állatmodellekben

Az ASD patomechanizmusának tanulmányozására gyakran használják a valproátsavas (VPA, epilepszia-gyógyszer) állatmodellt, amely során vemhes patkányoknak a terhesség 13. napján adott injekcióval váltjuk ki az utódokban az autizmusra jellemző viselkedési és idegélettani eltéréseket.

A fiúkban erőteljesebben előforduló vazopresszin nevű hormon hozzájárulhat a bennük gyakoribb autizmus spektrumzavar előfordulásához, melyet – egyelőre állatmodellben – vírusvektor segítségével egy speciális agyterületre (amygdala) juttatott művi receptorral befolyásolhatunk. (Ábra: PTE ÁOK, Élettani Intézet)

Kutatásunk célja, hogy bizonyítsuk: a fiúk ASD-szerű tüneteinek hátterében a vazopresszinrendszer működészavara áll az amygdala szintjén. Ezt követően egy modern, úgynevezett kemogenetikai eljárással megpró­bál­juk helyreállítani a rendszer működését. Ehhez vírusvektorok segítségével olyan művi receptorokat juttatunk speciális patkányok agyába, amelyek kizárólag a vazopresszint termelő idegsejteken fognak kifejeződni. Ezek a receptorok külsőleg adott, agyba is eljutó liganddal aktiválhatók, így lehetővé válik a célzott, mellékhatásoktól mentes beavatkozás.

A vazopresszin hím állatokban tapasztalható nagyobb agyi előfordulása előrevetíti fokozottabb hatékonyságát ebben a nemben.

Klinikai távlatok

Bár a vírusvektoros génterápia ma még inkább kísérleti fázisban van, már több génterápiás készítményt engedélyeztek (lásd az SMA-s Zente nevű kisfiú Zolgensma-ke­zelése). Ígéretes irány, hogy léteznek olyan vektorok is, amelyek perifériás beadás után eljutnak az agyba, így nem lenne szükség közvetlen agyi beavatkozásra.

Reményeink szerint kutatásunk hozzájárulhat egy olyan terápiás megközelítés kidolgozásához, amely egyénre szabottan, nem-függő módon enyhítheti az autizmus spektrumzavar tüneteit – különösen azokban az esetekben, amikor a vazopresszinrendszer kóros működése is kimutatható.•

Semmelweis Egyetem Pszichiátriai és Pszichoterápiás Klinika, Bioelektromos és Multimodális Képalkotás Kutatócsoport
Szerzők: Dr. Czobor Pál, dr. Kakuszi Brigitta, Prof. dr. Bitter István

Pszichiátriai betegségek neurobiológiai alapjainak vizsgálata EEG-hiperszkenning módszerrel.

Kutatók: Dr. Czobor Pál (vezető kutató), dr. Kakuszi Brigitta, Prof. dr. Bitter István

Az emberi viselkedés fontos részét képezik az egyé­nek közötti szociális interakciók. Ennek ellenére keveset tudunk azokról az agyi folyamatokról, amelyek ezeknek az interakcióknak az alapjául szolgálnak, mivel a legtöbb korábbi kutatás az egyes egyéneket izoláltan vizsgálta. A közelmúlt „hiperszkenning” kutatásai igazolták, hogy két vagy több kölcsönös interakcióban álló személy agyi aktivitásának szimultán vizsgálatával mélyebb betekintést nyerhetünk a szociális interakciók idegi alapjaiba. A kutatócsoportunk által alkalmazott EEG-hiperszkenning egy olyan neurofiziológiai módszer, amellyel két személy agyi aktivitását mérjük egyszerre EEG (elektroenke­falográfia) segítségével, szociális interakciók közben (pél­dául együttműködés, versengés, közös döntéshozatal).

A NAP 3.0 projekt keretében célunk az agyban lezajló gyors idegi folyamatok részletes feltérképezése EEG-alapú bioelektromos forrásadatok felhasználásával. Olyan módszert dolgozunk ki, amely ötvözi az EEG kiváló időbeli felbontását a 128 csatornás, sűrű elvezetéses jelfeldolgozás révén elérhető pontos térbeli lokalizációval. Ezáltal lehetőség nyílik a hiperszkenning során párhuzamosan rögzített bioelektromos jelek nagy felbontású tér- és idő­beli elemzésére. A projekt klinikai-kutatási célkitűzése az EEG-alapú hiperszkenning módszertan pszichiátriai kontextusban történő alkalmazhatóságának vizsgálata. A nagy sűrűségű EEG és a háromdimenziós bioelektro­mos forráslokalizáció integrált használata lehetőséget teremt az interperszonális interakciók idegi mechanizmusaihoz köthető, potenciálisan releváns neurofiziológiai biomarkerek azonosítására és karakterizálására.

Ábra: Semmelweis Egyetem

A bemutatott ábra a kutatásainkban alkalmazott EEG-hiperszkenning vizsgálati elrendezés sematikus illusztrá­ciója. Fontosabb elemei: (A) a résztvevők számára számítógép segítségével bemutatott különféle feladathelyzetek (cselekvő/megfigyelő, kooperáció, kompetíció); (B) sűrű-érzékelős EEG-regisztráció; (C) a vizsgált személyek EEG-jeleinek nagy időbeli pontossággal történő fú­ziója; (D1) az EEG-jelek külön-külön személyenként tör­ténő feldolgozása és háromdimenziós agyi forrás­lo­ka­lizációja , valamint (D2) az egyes személyek EEG-aktivi­tása közötti kapcsolatok elemzése.

Eredményeink azt jelzik, hogy az általunk kifejlesztett bioelektromos forráslokalizációs és hiperszkennelési módszer alkalmas a szociális kontextusban, valós idejű interakciók során aktiválódó agyterületek milliszekundumos időfelbontású követésére. A módszerrel pontosan nyomon követhető egyebek között a szociális kogníció szempontjából meghatározó mediális prefrontális agyké­reg és a superior temporalis agyi régió, valamint a végre­hajtó működésekhez kapcsolódó cinguláris kéreg aktivitása. Kiemelendő, hogy mindez nem invazív módon, nagyfokú térbeli és időbeli felbontással valósítható meg.

A betegcsoportok között azonosított bioelektromos aktivitásbeli különbségek arra utalnak, hogy az általunk alkalmazott megközelítés ígéretes eszközzé válhat olyan pszichiátriai kórképek kutatásában, amelyekben a szo­ciá­lis interakciók zavara központi szerepet játszik – ilyen például a szkizofrénia, az ADHD, az autizmus spektrum­za­var. Ez a megközelítés hozzájárulhat nem csupán e  mentális zavarok neurokognitív alapjainak mélyebb meg­­értésé­hez, hanem olyan neuromarkerek azonosítá­sá­hoz is, amelyek szélesebb társadalmi és gyakorlati kontextusban (például oktatás, közösségi intervenciók) is alkalmazhatók.•

Pázmány Péter Katolikus Egyetem, Implantálható Mikrorendszerek Kutatócsoport
Hivatkozás: Z. Balogh-Lantos, R. Fiáth, Á. C. Horváth, Z. Fekete, High-density laminar recordings reveal cell type- and layer-specific responses to infrared neuromodulation in the rat neocortex, Scientific Reports; DOI: 10.1038/s41598-024-82980-w

Földünk ökoszisztémája folyamatosan változik. Az emberi tevékenység, beavatkozás következté­ben emelkedik a környezeti hőmérséklet, ami a lég­köri klí­ma mellett az élettani folyamatokat is jelentősen be­folyásolja. A többlethőterhelés a szervezetünkből meta­bolikus, illetve idegrendszeri válaszreakciókat vált ki, melyek számottevő hatással vannak például a táplálko­zási és alvási szokásainkra vagy akár az immunrendsze­rünkre. Az érzé­kenység sejtszinten van testünkben kó­dolva, melynek fel­térképezése, jelentőségének meg­ér­tése jelenleg is zajló kutatások tárgya. 

A Pázmány Péter Katolikus Egyetem (PPKE) Információs Technológiai és Bionikai Karán műkö­­dő Implantálható Mikrorendszerek Kutatócsoport egy egye­dülálló technikát alkalmazva járul hozzá a kap­csolódó tudásbázis gyarapításához. A Nemzeti Agykutatási Program által támogatott kutatási projektjük keretében direkt infravörös sugárzásnak tesznek ki egyedi idegsejteket, és vizsgálják azok potenciálválaszait a kialakult hőmérséklet-növekedés hatására. Mivel érdeklődésük fókuszában az agysejtek termikus ingerlése, manipulációja áll, ezért egy olyan eszközt fejlesztettek ki, mely az agyszövetbe helyezhető, és a hőmérséklet és az elektrofiziológiai paraméterek mérése mellett képes a melegítésre használt infravörös sugárzást célzottan, térben jól szabályozható módon, adott sejtcsoportokhoz eljuttatni. A kiváltott választ nagy térbeli felbontású, sok száz csatornás elektródrendszerekkel vezették el rágcsá­lók szomatoszenzoros kérgi területéről (A ábra). 

A) Agykérgi idegsejtek tüzelésigyakoriság-változásának normalizált ábrázolása – ún. hőtérképe – egy reprezentatív állatból, folytonos üzemű infravörös fényingerlés során. Minden sor egy-egy sejtet reprezentál, a sejtek az agykéreg mélysége szerint vannak sorba rendezve. A vízszintes sávok az alapvonalat, valamint az ingerlés be-, illetve kikapcsolt (On és Off) szakaszait jelölik (alapvonal: fekete; On: sötétszürke; Off: világosszürke). (SL: felszíni és bemeneti kérgi rétegek – 2/3/4. réteg; L5: 5. réteg; L6: 6. réteg.) (B) a serkentett, gátolt, illetve befolyásolatlan aktivitású sejtek aránya különböző ingerlési frekvenciák mellett. (CW: folytonos üzemű megvilágítás) (C) az agykérgi hőmérséklet (rózsaszín) és a relatív tüzelési gyakoriság (fekete) időbeli alakulása egy serkentett sejt esetében. (BL: alapvonal; On: fényingerlés aktív; Off: fényingerlés inaktív.) (D) az agykérgi hőmérséklet (rózsaszín) és a relatív tüzelési gyakoriság (fekete) változása egy gátolt sejt esetében. (Balogh-Lantos et al., 2024 alapján.)

A kutatócsoport több ezer egyedi idegsejt akciós poten­ciáljának elemzésével megállapította, hogy mind az impulzusszerű, mind a folytonos üzemű infravörös megvilágításra agykérgi rétegenként és sejttípusonként egyedi tüzelési mintáza­tok figyelhetők meg. Kapcsolódó tudományos közleményük­ben elsőként mutatták meg, hogy míg az impulzusszerű besugárzással jellemzően ingerlődnek a sejtek, addig foly­tonos üzemű besugárzás esetén többségében gátló hatás figyelhető meg (B ábra). Utóbbi esetén ráadásul a beavatkozásra érzékeny sejtek száma is lényegesen nagyobb. A számos egyetemi hallgató, doktorandusz és posztdok­tor bevonásával zajló munka sejttípusokra kiterjedő vizs­gálata ugyancsak megállapította, hogy a besugárzott területen a távolabbi területek felé kommunikáló kérgi piramissejtek tüzelési gyakorisága többségében növeke­dett, míg a jeltovábbító funkciót ellátó interneuronok akti­vitását inkább elnyomta a megnövekedett (3–5 °C nagyságrendbe eső) hőmérséklet (C és D ábra). Az infravörös idegi ingerlés ha­tásmechanizmusa továbbra sem teljesen tisztázott, ugyanakkor a napjainkban is intenzíven kutatott, testszerte változó sűrűségben és érzékenységgel kifejeződő hőmérséklet-érzékeny ioncsatornáknak fontos szerepet tulajdonítanak. 

A 2021-ben orvosi-élettani Nobel-díjjal elismert hőmérsékletfüggő receptorok felfedezése által inspirálva, a kutatócsoport a továbbiakban a kapcsolódó receptorok szerepének feltárásán is dolgozik, mely jól kiegészíti a feltáró munkájukhoz eddig alkalmazott elektrofiziológiai és képalkotó módszereket. A kutatómunka eredményei különösen jelentősek az idegtudomány számára, hiszen a hőmérséklet változása és a sejthálózatok működése közötti összefüggés megértésén keresztül idegrendszeri betegségek újszerű terápiája előtt nyílhat meg az út.•

Címlapkép: Depositphotos/MarkoAliaksandr