„Bolyaisok” – Mátyás Ferenc neurobiológus
Jelentősen módosíthatják az általános információfeldolgozásról kialakított és széleskörben elfogadott nézeteket azok a tudományos eredmények, amelyeket Mátyás Ferenc, a Természettudományi Kutatóközpont (MTA Kiváló Kutatóhely) és az Állatorvosi Egyetem Anatómiai és Szövettani tanszék tudományos főmunkatársa és kutatótársai értek el. Munkájuk ismertetésével folytatjuk sorozatunkat, amelynek keretében olyan Bolyai-ösztöndíjasokat mutatunk be, akik e támogatásnak is köszönhetően folytatták, illetve folytatják tudományos tevékenységüket – a Kuratórium munkáját segítő 11 szakértői kollégium szerint kiválóan.
A környezeti ingerekre adott, megfelelő viselkedési válaszreakciók kialakításához szükségesek a külvilági és a belső állapotot jelző (éberségi) ingerek egyidejű feldolgozása és összehangolása. Mátyás Ferenc és kutatótársai korábban már igazolták, hogy az érzelmi töltéssel rendelkező válaszreakciók irányításának kulcsfontosságú helye, az amigdala számára a központi idegrendszerben az éberségi információkat egy genetikailag jól elkülöníthető, mediális talamikus sejtpopuláció (MT) szolgáltatja (Mátyás, Komlósi és mtsai, 2018).
Mátyás Ferenc Fotó: mta.hu / Szigeti TamásA talamusz ugyanakkor a környezeti ingerek forrása is. Ezzel kapcsolatban idén áprilisban publikáltak a kutatók egy tanulmányt. Ebben anatómiai, élettani és viselkedés-módszertani eszközökkel azonosítottak egy laterális talamikus (LT) pályát, amely elsősorban az amigdala laterális (LA) részével áll szinaptikus kapcsolatban. „A korábbi elképzelést valamelyest cáfolva igazoltuk, hogy ez a laterális talamoamygdaláris pálya (LTA) nem egy egyszerű relé funkciót tölt be, vagyis nem tiszta auditoros információt szállít egy auditoros félelmi kondicionálás során. Többszörös agytörzsi és középagyi bemeneteket integrálva az LT sejtek képesek a semleges („feltételes”) hang inger és a feltétlen (affektív, fájdalmi) inger gyors társítására, és ezeket egy komplex információs csomagként, asszociált jel formájában az amigdalába közvetíteni. Vagyis megállapíthattuk, hogy a hang-fájdalom asszociációja nem az amigdalában történik” – mondta Mátyás Ferenc. Ezzel az eredményükkel azt a több évtizedes teóriát pontosították, amely szerint az asszociáció az LA-ban történik.
Ugyanebben a tanulmányban azonosítottak egy eddig ismeretlen gátló, GABAerg sejtcsoportot, amelynek az LT eredetű asszociált szignál közvetítésében jelentős szerepe van. „Ez a dorzális interkaláris sejtcsoport gyors és erős előremutató (feed-forward) gátlás révén szabályozza az LA működését. Ez a megállapításunk ugyancsak jelentősen módosíthatja az általános információfeldolgozásról kialakított és széleskörben elfogadott nézetet, miszerint a környezeti információ feldolgozás serkentő pályák révén valósul meg, az amigdala szintjén is. Így összességében az amigdala két különböző talamikus sejtcsoport révén megkapja azokat az információkat, amelyek a környezet változásai által kiváltott gyors válaszreakciók kiváltásához szükségesek” – mondta Mátyás Ferenc.
Az MTA Bolyai János Kutatói Ösztöndíját tavaly immár másodszor elnyert kutató további célja a program keretében, hogy megvizsgálja, miként történik e két bemenet összehangolása. Mint fogalmazott, eddigi kísérleteik váratlan eredményeket hoztak: úgy találták, hogy az LT mellett az MT is szinaptikus kapcsolatban áll az interkaláris sejtekkel. „Vagyis mindkét talamikus bemenet egy erős gátló jelátvitel révén képes az amigdalát szabályozni, és ezáltal a kísérleti egyén érzelmi válaszreakcióját befolyásolni. A továbbiakban ennek a talamikus konvergencia anatómiai és élettani sajátosságait vizsgáljuk. Ezáltal pontosabb képet kaphatunk az LA-ból kiinduló, belső amigdaláris hálózatok felépítéséről és azok funkciójáról.”
Mátyás Ferenc szerint az anyagi és erkölcsi támogatást egyszerre nyújtó Bolyai-ösztöndíj azért különösen fontos a számára, mert három évre biztosítja a bizonytalan pályázati források mellett jövedelme egy részét, mindemellett hozzásegítheti kutatói állása véglegesítéséhez. Reményei szerint az akadémiai ösztöndíj segítségével az MTA nagydoktori cím megszerzése is elérhető közelségbe kerül.
Referencia:
Mátyás F*#, Komlósi G*, Babiczky Á, Kocsis K, Barthó P, Barsy B, Dávid C, Kanti V, Porrero C, Magyar A, Szűcs I, Clasca F, Acsády L#.
A highly collateralized thalamic cell type with arousal-predicting activity serves as a key hub for graded state transitions in the forebrain.
Nat Neurosci. 2018 Nov;21(11):1551-1562.
Barsy B*, Kocsis K*, Magyar A, Babiczky Á, Szabó M, Veres JM, Hillier D, Ulbert I, Yizhar O, Mátyás F#. Associative and plastic thalamic signaling to the lateral amygdala controls fear behavior.
Nat Neurosci. 2020 May;23(5):625-637.
