Lendületes kutatók egy speciálisan összekapcsolt mikrohálózatot azonosítottak az agy félelemközpontjában

Agyunkban számos idegsejttípus található, amelyek egymással összekapcsolódva bonyolult hálózatokat alkotnak. Hájos Norbert, az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet Lendület Hálózat-Idegélettani Kutatócsoport tudományos tanácsadója és munkatársai kutatásaik során a félelmi memórianyomok kialakításáért felelős agyi régióban azonosítottak egy speciálisan összekapcsolt mikrohálózatot, amely képes lehet hatékonyan szabályozni a vészhelyzetekhez társult emlékek rögzülését.

2017. május 31. Hájos Norbert és Veres Judit

Forrás: Veres Judit

Félelmeinket szabályozó idegsejthálózatok

A félelem az egyik legalapvetőbb ősi ösztönünk, mely egy nagyon hasznos evolúciós találmány, hiszen azáltal segíti a túlélésünket, hogy a veszélyt jelentő helyzetek felismerését elősegíti, és azok elkerülésére sarkall. Félelmeink kétfélék lehetnek: öröklöttek vagy tanultak. Az előbbiek a sejtjeinkben hordozott genetikai vagy epigenetikai információk által kódoltak. Az utóbbiakat az ember az élete során aktív tanulással szerzi meg, azaz félelmi memórianyomok alakulnak ki az agyunkban, amelyek segítenek naprakész válaszokat adni a környezetből érkező esetleges fenyegető ingerekre. Ez a tanulási képesség azonban egy nagyon finomszintű szabályozást igényel, hiszen ha a rendszer nem működik tökéletesen, akkor teljesen ártalmatlan ingerekre is - feleslegesen - félelemmel reagálnánk. Számos mentális kórkép, például a poszttraumatikus stressz szindróma (PTSD), a szorongás és a pánikbetegség esetében is úgy sejtjük, hogy ebben a finoman szabályozott tanulási rendszerben keletkezik zavar. Ahhoz, hogy megértsük milyen patológiás változások állnak az említett betegségek hátterében, fontos először megismernünk a félelmi memórianyomok létrehozásában részt vevő idegsejthálózatok alapvető felépítését és működését.

A kísérletes vizsgálatok alapján a tanult félelmi reakciók kialakításában kiemelten fontos szerepet játszik az emberben és kísérleti állatfajokban is a temporális lebenyben elhelyezkedő mandulamag. A mandulamagban található idegi hálózatot alkotó serkentő- és gátlósejtek közötti kapcsolatok működéséről ez idáig csak kevés információ állt rendelkezésre. Az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetben dolgozó, Dr. Hájos Norbert által vezetett Lendület Hálózat-Idegélettani Kutatócsoport azonban most egereket vizsgálva számos alapvető fontosságú tulajdonságát és működési elvét tárta fel ezt az agyi központot létrehozó idegsejthálózatnak. Az eLife folyóiratban publikált eredményeik arra világítottak rá, hogy más kérgi régiókhoz hasonlóan a mandulamagban is kétféle gátlósejt (ún. kosársejt) specializálódott a serkentő idegsejtek sejttestének beidegzésére. A sejttest mellett mindkét gátlósejttípus számos kapcsolatot létesít a serkentősejtek dendritfáján is, de a serkentősejtek kimeneti aktivitásának szabályozásában ezek a kapcsolatok nem vesznek részt. A tanulmány fontos felismerése, hogy a két kosársejttípus ugyanolyan hatékonysággal képes befolyásolni a serkentősejtek működését, és ezáltal szabályozni a mandulamag kimenetét.

Mi szükség lehet két ugyanolyan hatékony gátlást biztosító kosársejttípus meglétére egy idegi hálózatban? A kutatócsoport a PLOS Biology folyóiratban most megjelent tanulmányában vizsgálta ezt a kérdést. Kutatási eredményeik először tisztázták, hogy noha a két gátlósejttípus „kimenete” ugyanolyan tulajdonságokkal bír, serkentő bemeneteik és kapcsolataik a szomszédos gátlósejtekkel alapvetően különböznek. A két kosársejttípus kölcsönösen nem idegzi be egymást, így párhuzamos gátlósejthálózatokat alkotnak. Mivel ennek a két párhuzamos kosársejthálózatnak eltérő a serkenthetősége, így más szerepük lehet a mandulamag működése során. Az eredmények azt mutatták, hogy míg az egyik kosársejthálózat különösen érzékeny a tanulási folyamatok során is végbemenő serkentő kapcsolatok erősségének változására, addig a másik típus a tanulási folyamatoktól függetlenül lehet képes szabályozni a hálózatban található serkentősejtek aktivitását. Ezek az eredmények arra utalnak, hogy a két párhuzamos gátlósejthálózatnak más-más szerepe van a mandulamagban, és ezáltal eltérően járulnak hozzá a félelmi memórianyomok kialakításához. A további kutatások célja fényt deríteni arra, hogy pontosan milyen sejt- és hálózatszintű folyamatok játszódnak le a mandulamagban a félelemi tanulás során és milyen szabályozó mechanizmusok működnek rosszul a különböző mentális betegségek során. Ez utóbbi kutatás kulcsfontosságú annak a tisztázásában, hogy hogyan tudnánk eredményesen beavatkozni a hálózat működésébe a gyógyítás érdekében.

A kutatócsoport munkáját a Lendület program támogatta.

eLife cikk itt olvasható
Plos Biology itt olvasható