Osztályülések előadásai
Preklinikai “csúcsmodellek" a kognitív idegtudományban: régi kihívások új lehetőségekkel
Hernádi István PhD (Pécsi Tudományegyetem, TTK Biológiai Intézet, Neurobiológiai Tanszék)
Elhangzott a 2025. június 10-i osztályülésen
A nem humán főemlősök (NHP-k) felbecsülhetetlen értékűek az idegtudományi kutatásokban, mivel evolúciós szempontból szoros kapcsolatban állnak az emberrel, és más állatoknál sokkal fejlettebb idegi architektúrájuk és viselkedési komplexitásuk révén az emberi kognitív folyamatok pontos modellezését teszik lehetővé, és így releváns információval szolgálhatnak a sajátos főemlős viselkedési mintázatok idegrendszeri alapjainak megismeréséhez. Különösen igaz ez a magasabb rendű agyi funkciók, például a figyelem az emlékezet vagy a döntéshozatal tekintetében. Laboratóriumunkban az elmúlt 10 éven az NHP-k kogníciójának tanulmányozása az egyedi tesztektől fokozatosan haladt olyan komplex tesztcsomagok irányába, amelyek a memóriát, a problémamegoldást vagy a prospektív intelligenciát vizsgálják. Ennek ellenére továbbra is jelentős kihívásokkal szembesülünk az eredmények humán klinikai gyakorlatba való átültetésében, vagy éppen a fordított folyamatban, a klinikai vizsgálatok laboratóriumi modellezésében. Az előadásban bemutatott kutatási program célul tűzte ki az NHP-k kognitív tesztjeinek finomhangolását azért, hogy azokkal nagyobb transzlációs hatékonyságot és nagyobb mérési áteresztőképességet érhessünk el. Hét különböző viselkedési tesztet ismertetünk, melyeket összesen több mint 30 makákó esetében alkalmaztunk a feladatok nehézségi szintjének beállításával, farmakológiai kezelésekkel vagy neuromodulációval. A majmok sikeresen elsajátították a feladatokat, és akár 4 különböző tesztet is képesek voltak váltva megoldani egy ülés alatt, emellett, több esetben az átlagos emberi kognitív teljesítményt is felülmúlták. További vizsgálataink a makákók jövőorientált viselkedését tárták fel egy kétüléses operáns táplálékfelvételi tesztben, megmutatva, hogy az állatok az emberhez hasonló módon képesek csökkenteni az aktuális táplálékfelvételüket egy órákkal későbbi ízletesebb jutalom reményében. Összefoglalva: a makákók absztrakciós képessége és ökológiailag releváns kognitív időhorizontja az emberekkel közvetlen módon összemérhető, új lehetőségeket nyitva meg a transzlációs orvosbiológiai kutatásokban.
Hogyan segítheti a magökológia az élőhelyek helyreállítását?
Valkó Orsolya, az MTA doktora (HUN-REN Ökológiai Kutatóközpont)
Elhangzott a 2025. április 8-i osztályülésen
Felismerve azt, hogy a sérült ökoszisztémák helyreállítása egy az egész emberiség számára fontos és egyre sürgetőbb feladat, az ENSZ ökoszisztéma helyreállítás évtizede keretében világszerte lendületet kaptak az élőhelyrestaurációs programok. A magökológia restaurációban betöltött szerepének megértése nagyban hozzájárulhat a kitűzött restaurációs célokhoz, mivel a magok fontos szerepet játszanak a vegetáció dinamikájában és az ökoszisztémák működésében, lehetővé téve a populációk fennmaradását és a növények terjedését. Az előadásban kutatócsoportunk eredményeit bemutatva a következő kérdéseket járom körül: Támaszkodhatunk-e a természetes regenerációs és magterjedési folyamatokra az élőhelyhelyreállítás során, és ha igen, akkor hogyan segíthetjük elő a folyamatok még hatékonyabb érvényesülését? Mikor és hogyan szükséges a magok aktív bevitelét alkalmazó módszerekkel támogatnunk a növényközösségek fejlődését, és hogyan segíthetjük elő a bevitt magok megtelepedését? Emellett bemutatom, hogy hogyan hozható közelebb a városi emberekhez a természetvédelem, és a magok segítségével hogyan vonhatók be a társadalom széles rétegei az élőhelyek helyreállításába.
Extremofil prokarióták taxonómiai és metabolikus diverzitása biogeokémiai nézőpontból
Borsodi Andrea, az MTA doktora (Eötvös Loránd Tudományegyetem, Természettudományi Kar, Biológiai Intézet, Mikrobiológiai Tanszék)
Elhangzott a 2025. március 11-i osztályülésen
Az extremofilek az emberiség számára szélsőségesnek tekintett fizikai és/vagy kémiai körülményekhez alkalmazkodott szervezetek, melyek teljes életciklusukat képesek extrém körülmények között leélni. Kutatásuk az elmúlt évtizedekben főként a technológiai és módszertani fejlesztéseknek köszönhetően jelentősen felgyorsult. Az extremofilek a környezetükkel és egymással kialakított változatos és sokoldalú interakciójuk, valamint egyedi anyagcsere képességeik révén nélkülözhetetlenen szerepet játszanak a biogeokémiai ciklusokban. Magyarországon viszonylag ritkák az extremofileknek kedvező természetes élőhelyek. Ilyennek tekinthetők a Kiskunsági, a Hortobágyi és a Fertő-Hansági Nemzeti Parkjaink területén található sekély szikes tavak és szikes talajok. A területeket jellemző lúgos kémhatáshoz és viszonylag magas sókoncentrációkhoz alkalofil és halofil mikroorganizmusok alkalmazkodtak. Ezekben a sajátos ökoszisztémákban a szélsőségesen változó időjárási körülmények egyedülálló, időszakos, lokális anyagforgalmi ciklusokon alapuló baktériumközösségek kialakulását eredményezik. Emellett a hazai termál és gyógyfürdőket ellátó, valamint az energiafelhasználáshoz meleg és/vagy forró vizet biztosító természetes források és termálkutak kolonizációs helyszínként szolgálnak a termofil és a hipertermofil prokarióták számára. Ezek a szervezetek a stabilan extrém környezeti feltételek között szerkezetükben komplex, működésükben összehangolt, speciális biofilm közösségekké szerveződnek. Az afotikus, tápanyagokban szegény és radioaktív hipogén karsztbarlangokban, például a Budai Termálkarsztban, többszörösen szélsőséges körülményekhez alkalmazkodott, ún. poliextremofilek fordulnak elő. Ezek a baktériumok specifikus metabolikus aktivitásuk révén aktív szerepet játszanak a karsztosodási folyamatokban és a különleges biogeokémiai kiválások létrejöttében. Az extrém környezetek a vizsgálati módszerek robbanásszerű fejlődése és a kutatások intenzifikálódása ellenére is ma még nagyrészt ismeretlen, rejtőzködő mikrobiális diverzitással rendelkeznek.
Mit tanult és mit tanít nekünk a mesterséges intelligencia a fehérjeszerkezetekről?
Gáspári Zoltán PhD (Pázmány Péter Katolikus Egyetem, Információs Technológiai és Bionikai Kar)
Elhangzott a 2025. február 11-i osztályülésen
2024-ben két, lényegében bioinformatikai eredményt ismertek el kémiai Nobel-díjjal: egyrészt a fehérjeszerkezetek szekvenciából történő becslésére alkalmas AlphaFold eljárást, másrészt a számítógépes fehérjetervezés területén az elmúlt évtizedekben elért eredményeket. A két problémakör egymás tükörképének tekinthető, és mind elméleti hátterük, mind gyakorlati megvalósításuk szorosan összefonódik. És bár sikerükben kulcsszerepet játszik a hőskorát élő mesterséges intelligencia, a mögöttes megfontolások több évtizedes kutatómunka és módszertani fejlesztés eredményei. A fehérjék aminosavsorrendje és térszerkezete közötti összefüggés régóta ismert. Mégis, ez az alapvető kölcsönhatások szintjén jól értett kapcsolat a fehérjék összetettsége és lehetséges térbeli elrendeződéséinek nagy száma miatt a gyakorlatban sokáig kiaknázhatatlan volt. Azok a módszerek bizonyultak gyümölcsözőnek, amelyek egyszerre használják az adott fehérjék globális evolúciós hasonlóságait, illetve rövidebb szakaszaik lokális fizikai-kémiai leírásait. Ennek a megközelítésnek a fejlett gépi tanulással történő ötvözése jelenti a jelenleg is aktívan fejlesztett eljárások legnagyobb erősségét, ugyanakkor meghatározza azok teljesítőképességének és egyúttal a probléma kutatók általi megértésének korlátait is.
Archívum
Osztályülések előadásai 2024-ben
Osztályülések előadásai 2023-ban
Osztályülések előadásai 2022-ben
Osztályülések előadásai 2020-2021-ben
Osztályülések előadásai 2019-ben
Osztályülések előadásai 2018-ban
Osztályülések előadásai 2017-ben
Osztályülések előadásai 2016-ban
Osztályülések előadásai 2015-ben
Osztályülések előadásai 2014-ben
