A félelemérzet egy új agytörzsi központjának felfedezése

2019. november 27.

Ebben az évben is sok minden történt az intézetben, ami természetes, de az intézettel kapcsolatban is történtek változások, melyek bizonytalanságot, egyesekben talán félelmet is keltettek. A nyugtalanság többé-kevésbé elmúlt, amiben nagy szerepe lehetett annak is, hogy publikációkat tekintve a KOKI-nak valószínű még soha ilyen sikeres éve nem volt. Két Science cikkünk ugyanabban az évben egészen biztosan nem volt, az pedig, hogy ez a két kiemelkedő cikk ugyanattól a csoporttól származzon, még a világelsők közt számon tartott intézetekben is nagyon ritka.
Az már csak mosolyt keltő ráadás, hogy az újabb Science-ben megjelent cikk épp a félelemmel kapcsolatos.
A munka irányítója, a cikk levelező szerzője Dr. Nyiri Gábor, első szerzői Zichó Krisztián TDK hallgató a Semmelweis Egyetemről, és Dr. Szőnyi András, aki a májusban megjelent az első Science cikkben is első szerző, és június óta Baselben dolgozik.
A kérdésekre Dr. Nyiri Gábor és Zicho Krisztián válaszolnak.
Vágjunk is hát bátran bele!

- Gratulálok újabb felfedezésetekhez, mellyel ismét kiérdemeltétek, hogy munkátok az egyik legrangosabb tudományos folyóiratban jelenjen meg. Ma egyetlen felfedezést sem fogadnak el, ha nem bizonyítják többféleképp is. Sokszor magukat az alkalmazott eljárásokat, módszereket sem könnyű megérteni annak, aki nem alkalmazza őket. De a lényeg mégis csak maga a felfedezés!
Hogyan tudnád nem szakértők számára is összefoglalni a cikkben közölt munkát és eredményét?

Nyiri Gábor

- A negatív élmények által okozott félelem, szorongás és elkerülésük alapvető a túléléséhez. A habenula, a ventrális tegmentum vagy a szepto-hippokampális rendszerekről tudtuk, hogy feldolgozzák ezeket az élményeket, de azt nem, melyik agyterület hangolhatja össze ezek működését. A mediális raphe régióban /MRR/ találtunk egy új sejttípust. Kiderült, hogy ezek kellenek a negatív élmények normális megéléséhez, mert gátlásuk gátolta azokat, serkentésüket pedig az állatok akár agresszív viselkedéssel is, aktívan elkerülték. Tehát a MRR ezen sejtjei a negatív élmény feldolgozás egy új agytörzsi központját adhatják. Ennek akár gyógyászati jelentősége is lehet szorongás, PTSD és depresszió kezelésében. Most ezen a témán dolgozunk.

- Miért épp a félelem/averzió anatómiai hátterét kezdtétek vizsgálni?

- A medián raphéról régóta tudták, hogy köze van a hangulati élet szabályozásához. Korábban feltételezték, hogy ennek oka leginkább az, hogy ez egy szerotonerg mag. Mielőtt vizsgálni kezdtük a területet, megnéztük, hogy valójában hányféle idegsejt van itt és ismert-e mindegyik. Egyrészt kiderült, hogy az itteni neuronoknak csak alig néhány százaléka szerotonerg, másrészt, hogy legalább ötödük nem is azonosított. Kiderítettük, hogy ezek vezikuláris glutamát transporter 2 vGluT2 pozitív glutamaterg sejtek. Amikor láttuk, hogy ezek a sejtek a negatív élményekért felelős és az ezek megjegyzését segítő legfontosabb központokba vetítenek, akkor kezdtük el vizsgálni a negatív élmények feldolgozásának hátterét.

- A XXI. században fedezni fel egy új agytörzsi központot… szinte hihetetlen eredménynek tűnik. Feltételezhető, hogy lesznek még hasonló felfedezések?

- Valószínűleg igen! Klasszikusan az a leegyszerűsített modell volt használatban, hogy egy-egy funkcióról egy-egy agyterület gondoskodik. Valójában azonban a funkciót - főleg az agytörzsben - inkább sejttípusok populációjához érdemes kötni. (Persze már önmagában az is filozófiai kérdés hogy mi egy "funkció".) Tehát a sejtek kapcsolati rendszere a fontos, és nem az, hogy melyik magban találhatók. Az idegsejtek szelektív serkentését ill. gátlását lehetővé tevő opto- és kemogenetikai módszerek segíthetnek az ismertnek vélt agyterületek újra-vizsgálatában, ami szükséges ahhoz, hogy megérthessük, mi az egyes sejtpopulációk pontosabb feladata. Ami egy magon belül is lehet akár nagyon eltérő is. Az agytörzs megismerésére különösen hasznosak ezek a sejttípus specifikus technikák. Az agytörzsre néhol rákényszerített „mag” beosztások mögött ugyanis, a „mag-határokat” figyelmen kívül hagyó sejtpopulációk sokasága rejlik. Ezek még sok meglepetéssel szolgálhatnak a felsőbbrendűnek vélt funkciók irányításában. Továbbra is ilyen hipotézisek igazolásán dolgozunk.

- Miben látod felfedezésetek legnagyobb hasznát?

- Ezeket a vGluT2 sejteket csak a negatív élmények során láttuk aktívnak, a pozitív élmények során nem. A sejtek kapcsolatrendszere alapján ezt is vártuk. Ha ez valóban egy negatív élmény feldolgozó központ, akkor sejtspecifikus manipulálása nagy jelentőséggel bírhat a gyógyításban. Ennek kihasználására több vizsgálatsorozatot is indítottunk.

- Min dolgoztok most?

- Szeretnénk megérteni, hogy a negatív élmények emlékének kódolásához és visszaidézéséhez mely kéreg alatti agyterületek szükségesek és miképpen.

Zicho Krisztán most hatodéves a Semmelweis Egyetem Általános Orvostudományi Karán. Az egyetemen az eredményes tudományos diákköri munkát magasan értékelik, egy tudományos cikk szerzősége komoly előny rektori pályázatnál és a PhD iskolákba való jelentkezésnél is. Szőnyi Andristól úgy tudom, Krisztián az első TDK hallgató ezen a hatalmas egyetemen, aki egy Science - cikk első szerzője.

- Mikor kezdtél Gáboréknál dolgozni, és miért épp hozzá jelentkeztél?

- Gimnazista korom óta érdekelnek az idegtudományok, és már akkor is gondoltam arra, hogy egyszer majd a KOKI-ban szeretnék kutatni. De csak második egyetemi évem után, 2016 nyarán határoztam el, hogy jelentkezem diákkörös munkára az intézetben. A legszimpatikusabb csoport Gáborék munkacsoportja lett, ugyanis ők foglalkoztak olyan központi idegrendszeri hálózattérképezéssel, ami érdekelt, és rendkívül barátságosnak éreztem a légkört is.

- Ki foglalkozott veled a laborban, tanította meg a módszereket, kitől tanultál a legtöbbet?

- Eleinte gyakorlatilag mindenki segített nekem a csoportból a módszereket elsajátítani, és mindenkitől ellestem, tanultam valami hasznosat a sztereotaxiás műtétektől kezdve a viselkedés-kísérleteken és mikroszkópozáson át egészen az immunhisztokémiáig. Ha ki kell emeljek valakit, akitől mind gyakorlatban, mind elméletben a legtöbbet tanultam, az Szőnyi András, akire páratlan szakértelme és lelkesedése miatt Gábor után második mentoromként tekintek.

- A felsorolt, különböző készségeket is igénylő módszerek és technikák közül mit tanultál meg a legkönnyebben?

- A módszerek elsajátítása és tökéletesítése rengeteg időt vett igénybe, és hol gyorsabban, hol lassabban, hol könnyebben, hol nehezebben ment. Legszívesebben talán az anatómiai pályajelöléseket tanultam meg, vagyis az egerek sztereotaxiás műtését, aztán az immunhisztokémiai módszereket és azok mikroszkóppal való kiértékelését. Mindemellett folyamatosan olvastam szakirodalmat is.

- Mikortól kapcsolódtál be a most megjelent cikk témájába és mi volt a feladatod?

- Körülbelül fél év után kapcsolódtam be ebbe a projektbe, és első feladatom az volt, hogy sejteket számoljak. Ezt szívesen csináltam, mert úgy éreztem, hogy fontos feladattal bíztak meg, és a lehető legjobban szerettem volna elvégezni. Újabb fél év elteltével bekapcsolódtam a projekt anatómiai feltérképezéseibe és a viselkedéskísérletekbe is. Egy év folyamatos TDK munka után már lettek saját ötleteim is, melyet a csoportnak köszönhetően meg is valósíthattam.

- Milyen érzés volt, amikor rájöttetek, hogy egy felfedezés kapujában álltok?

- Már az elejétől kezdve láttuk, hogy valami új dolgot találtunk, és ahogy folyamatosan születtek az eredmények és jöttek az újabb ötletek, fokozatosan rajzolódott ki, hogy felfedezésünk akár komolyabb jelentőséggel is bírhat, mint azt először gondoltuk.

- Milyen érzés még egyetemistaként egy Science cikk – megosztott - első szerzőjének lenni?

- Nehéz szavakkal leírni, mit éreztem, mikor megtudtam, hogy elfogadták cikkünket a Science-nél. Egyszerre töltött el örömmel és izgatottsággal. Hihetetlenül szerencsésnek érzem magam, hogy egy ekkora felfedezés részese lehettem, és hálával és köszönettel tartozom a csoportomnak és társszerzőinknek, hogy segítségükkel megvalósulhattak a kísérletek.
Ez az eredmény is megerősít abban, hogy a sok éves kemény munkának (melyet az egyetemi tanulmányok csak tovább nehezítettek), meg lesz az eredménye, ha azt az ember kellő elhivatottsággal, lelkesedéssel, szakmaszeretettel és szenvedéllyel csinálja.
Már az első komolyabb eredményeket bemutathattam TDK konferenciákon, és mindig dobogós helyezést (I. II. hely) értem el, mind regionális, mind országos szinten. A helyezések hozzásegítettek ahhoz, hogy rangos ösztöndíjakat nyerjek el, és önbizalmat is adtak, ami tovább erősítette bennem, hogy mindenképpen a kutatói pályán szeretnék maradni.

- Mit tervezel a következő évekre?

- A csoportban jelenleg is több projekten dolgozunk, így az a tervem, hogy jövőre, az orvosi egyetem elvégzése után, PhD munkát kezdek Gábor csoportjában. Azt követően pedig itthon szeretném erősíteni a magyar tudományos életet, természetesen, mint agykutató.

A cikkről az MTA honlapján is olvashatnak.