Fejlett „mikrochip” az agyban

Az agy kérgi (neocortex) része – a magasabb kognitív funkciókért, mint pl. 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.

Tamás Gábor kutatócsoportja Nusser Zoltánnal (MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet) együttműködve publikált az eLife folyóiratban egy Az eLife folyóiratban megjelent publikációtanulmányt, 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. 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.

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 Plos Biology folyóiratban megjelent publikációA 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. 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 Tudomány és Parlament - a Nemzeti Agykutatási Program első eredményeiNemzeti Agykutatási Program (NAP) is támogatta. Szegedi Viktor és munkatársai publikációjához a Plos Biology szerkesztője írt összefoglalót.

A címlapi kép forrása: Flickr/Anders Sandberg.