Kérdések és válaszok

2021. január 14.

Az amerikai David J. Gross, H. David Politzer és Frank Wilczek 1973-ban előálltak egy elmélettel az atommagot összetartó erős kölcsönhatással kapcsolatban. Az atommagokat, ahogy már száz éve is tanították, protonok és neutronok alkotják, őket viszont - ezt évtizedekkel később bizonyították csak - apró, kvarkoknak elnevezett részecskék. Annak, hogy ezeket a kvarkokat csak jóval később fedezték fel, épp a protonokat és neutronokat összetartó erős kölcsönhatás volt az oka, ugyanis emiatt nem tudtak kiszabadulni. A három fizikus viszont azt mondta, hogyha az erős kölcsönhatás következtében a kvarkok nagyon közel kerülnek egymáshoz, a vonzóerő csökken, és szabad részecskeként viselkednek. Ez nevezték el aszimptotikus szabadságnak, és ezért kaptak 2004-ben mindhárman fizikai Nobel-díjat.
Ennek a bámulatos, és előbb felettébb egyszerűsített formában ismertetett elméletnek természetesen semmi köze nincs ahhoz, hogy az intézetben 2020 Legjobb fiatal kutatójának Pósfai Balázst és Ujfalussy Balázst választották, de annak, amit az egyik Nobel-díjas, Frank Wilczek egy interjú során mondott, igen. A tizenéves Frank Wilczek még úgy hitte, az életben az a dolga, hogy megtalálja a kérdésekre a válaszokat, és kész. Mára azonban úgy tapasztalja, a jó válaszok csak jobb kérdésekhez vezetnek, és ennek a folyamatnak soha nincs vége.
Ezzel a kijelentéssel pedig nemcsak minden kutató, de talán mindenki más is egyetérthet, még azok is, akik a szabadságot, mint olyat eltérően értelmezik, a kvarkokról és aszimptotikus szabadságukról pedig most hallottak először.
Legyen szabad hát a két fiatal kutató közül a fiatalabbal, Pósfai Balázzsal kezdeni!

Pósfai Balázs és Cserép Csaba közös nagy sikeréről, az Európai Mikroszkópos Társaság 2019-es, élettudományban elért eredményekért odaítélt „Outstanding Paper Award” –jának elnyeréséről az elmúlt év nyarán olvashattak azok, akik érdeklődnek az intézetünkben folyó kutatások iránt. Lehet, még olyanok is vannak, akik emlékeznek rá, hogy az előző év őszén Balázs a Belgrádban rendezett „MCM2019” mikroszkópos nemzetközi konferencia legjobb poszter díját is elhozta. Nem túlzás kijelenteni, hogy fiatal munkatársunk pályája igen csak sikeres szakaszában van!

- Valóban, az elmúlt bő másfél évem kifejezetten sikeresen alakult publikációk, és ennek hatására díjak szempontjából is, hiszen munkámmal 4 ez időszakban megjelent tudományos cikkhez is hozzá tudtam járulni. Van köztük olyan is, amely még az egyetemi éveim alatt végzett munka gyümölcse, a legbüszkébb azonban egyértelműen arra a Cserép Csabival közösen elsőszerzőként jegyzett publikációra vagyok, amely az agyi immunsejtek, vagyis a mikroglia fiziológiás szerepét boncolgatja, és amely kiemelkedő érdeklődést váltott ki a területen, számomra megdöbbentő idézettséget érve el már a megjelenés utáni első évben.
- Mióta dolgozol az adott témában, és mit érzel a leginkább sajátodnak az elért eredmények közül?
- PhD tanulmányaim megkezdésekor, 2017 szeptemberében váltottam csoportot és ezzel témát is. Azóta foglalkozom mikrogliával. Szerencsés vagyok, mert a kutatócsoportban hatalmas tudásmennyiség és sok ötlet várt, így eleinte főleg a kísérletes részekben voltam csak valódi segítség, bár közben igyekeztem minél több szakirodalmi tudást is magamba szívni. Az idő előrehaladtával már többször tudtam csapásirányt is javasolni, és a cikkekben vannak olyan részek, melyek ennek köszönhetők. Leginkább sajátomnak azonban az eredmények kiértékelésének új módszereit érzem. Igazság szerint számomra a legélvezetesebb a kutatásban a „problémák” megoldása.
- Tapasztalatod alapján mennyire van szerepe a szerencsének abban, ki milyen csoportba kerül? Meddig lehet váltani és kockáztatni egy új kezdést?
- Ez egy nagyon nehéz kérdés. Nyilván nem mondok újat azzal, hogy egészen más szájízzel dolgozik valaki jó hangulatú és támogató légkörben, számára érdekes és izgalmas témákon, az adott szakterület legjobbjaival. Valamilyen szinten ezt ugyan fel lehet mérni kívülről is a csoportokról, de a puding próbája az evés. Végtelenül szerencsésnek érzem magam a Neuroimmunológia csoport tagjaival és (Dénes) Ádámmal. Váltani szerintem sosem késő, mindig érdemes, ha valaki nem érzi jól magát aktuális helyzetében és nem ijed meg a változástól.
- Csabával együtt szívesen tartotok előadást, bemutatót, részt vettetek a Kutatók éjszakája rendezvényen is. Mennyire és miért tartod fontosnak, hogy a tudomány és eredményei közelebb kerüljenek a nem kutatókhoz, a nagyközönséghez?
- Sajnos a legtöbb ember információ és forrás hiányában nem tud eleget sem a tudomány világáról, sem a felfedezési folyamat működéséről, sem a legfrissebb eredményekről. Fontosnak tartanám a felfedezések kommunikációját a szélesebb közönség felé is, érthető, emészthető formában, hiszen a legtöbben kíváncsiak a világra, rá is csodálkoznak annak szépségére, de gyakran csak akkor, amikor készen eléjük tárjak. Azt gondolom, mindkét oldal profitálna abból, ha lennének a tudományos életnek is ismert és elismert „szóvivői”, akik mindenki számára érthetően osztják meg a legújabb eredményeket, és a társadalom nagy része is elfogadja őket hiteles információforrásnak.

Ujfalussy Balázs már posztdoktorként került 2015-ben az intézetbe, Makara Judit korábban alakult Lendület munkacsoportjába. Azóta számos kiváló munkában szerepelt, közülük nem is egyben első szerzőként. Ezeknek is köszönhető az intézet vezetői által neki ítélt díj, és egy másik, ennél is fontosabb dolog, az, hogy mostantól saját munkacsoportot vezethet.
Kezdjük a most elnyert kitüntető elismeréssel.

- Szerinted melyik új eredményed volt az, amiért a díjat kiérdemelted?
- Azt hiszem, hogy a Nature Communications-ben tavasszal megjelent cikkemet díjazhatta a vezetőség. Modellek segítségével vizsgáltuk, mekkora lehet a dendritek szerepe abban, hogy egy idegsejt milyen ingerekre hogyan fog válaszolni.
- El tudnád magyarázni, mit is csináltatok?
- Kicsit viccesen azt szoktuk azt mondani, hogy a dendritfa adja az idegsejt személyiségét. A hasonlatot tovább szőve, feltettük a kérdést, vajon a sejt személyisége mennyire tudja befolyásolni viselkedését a sejtet érő különböző hatások mellett? Tud-e a sejt csendben maradni akkor is, amikor körülötte mindenki hangosan kiabál a fülébe, és dönthet-e úgy, hogy megszólal, amikor a többség csendben van?
- Ilyesmi megtörténhet?
- Igen. Matematikailag elképzelhető lenne, hogy az idegsejtek „szeretnek különcködni”, azaz nem követik a bemeneteik többségét, hanem saját maguk döntik el, hogy melyik bemenetre reagáljanak, és melyikre ne. Ez egy nagyon izgalmas lehetőség, hiszen jelentősen megnövelné a sejtek számítási kapacitását. Sejtettük azonban, hogy a biofizika törvényei valamennyire behatárolják, pl. egy átlagos CA1 piramissejt mennyire lehet flexibilis. Kidolgoztunk egy eljárást, aminek segítségével ez megbecsülhető, és azt találtuk, hogy van egy kis lehetőség a különcködésre, „önállóskodásra”, de azért az általunk vizsgált sejttípus válaszát javarészt többségi bemenetei határozzák meg.
Megvizsgáltuk azt a másik érdekes kérdést is, hogy az adott sejttípus dendritjeinek tulajdonságait figyelembe véve milyen kapcsolatrendszer kedvez a különcködésnek. Azt eddig is tudtuk, hogy a piramissejtekben ahhoz, egy kisebbség befolyásos legyen, össze kell fogniuk egymással, és összpontosítaniuk kell egy-egy területre, dendritágra. Ezt nevezik klaszterezett bemeneteknek. Megjegyzendő, hogy a „túlzott összefogás”, a túl nagy klaszterméret sem jó, mert a hatás mérete maximálva van. Mi azt mutattuk meg, hogy ezeken a sejteken a 10-20 bemenetből álló klaszterek a leghatékonyabbak.
- Bár nagy a kísértés, hogy bizonyos szociális kapcsolatokkal próbáljak meg párhuzamot keresni, inkább azt kérdezem, mióta dolgoztok ebben a témakörben, és mi az, amit leginkább sajátodnak érzel?
- A munka 2017-ben indult, és kezdettől nagyon érdekes volt. (Magó) Ádám és (Makara) Judit akkoriban azon dolgoztak, hogy megmérjék, legalább hány bemenetet (szinapszist) kell egyidejűleg aktiválniuk egy CA1 piramissejt dendritjén, hogy szinaptikus plaszticitást, azaz a szinapszisok megerősödését idézzék elő.
Ahogy a legtöbb hasonló kísérlet esetében is, a kísérletet agyszeleten végezték. Azon kezdtünk el gondolkodni, vajon azok a mintázatok, amelyeket az ingerlés során az adott szeletben aktiválnak, milyen gyakran fordulhatnak elő a viselkedő állatban. Láttuk, nagyon kicsi annak az esélye, hogy a véletlenül egymás mellé kerülő szinapszisok közül egyszerre sokan legyenek aktívak. Úgy is mondhatjuk, hogy aktív szervező erők nélkül, "csak úgy magától", nem jön létre nagy összefogás, nagy szinkronitás. Ezzel szemben korábban mindenki azt gondolta, hogy a szinkronitás és az általa előidézett nagy lokális hatás szükséges a plaszticitás kiváltásához, az összefogás elindításához. Tipikus tyúk vagy tojás probléma!
Judit csoportjának kísérletei azonban megmutatták, hogy kellő térbeli közelség esetén már egészen kicsi szinkronitás esetén is el tud indulni az erősödés!

Én két dolgot mutattam meg. Egyrészt azt, hogy ez a kis szinkronitás spontán, magától is létrejöhet, természetes aktivitás mintázatok során. Másrészt azt, hogy ez a nagyon érzékeny, Juditék által leírt különleges plaszticitási mechanizmus szükséges ahhoz, hogy nagyobb szinkronitás alakuljon ki, és ennek eredményeképpen a dendritfának jelentős hatása legyen a sejt válaszaira.
Azt hiszem, ez tipikus példája annak, hogyan tudja a kísérleti és az elméleti munka segíteni egymást a kutatás során.
- Úgy tűnik, a megfelelő csoportba kerültél! Mit gondolsz, mennyire van szerepe a szerencsének abban, ki milyen csoportba kerül, és mikor érdemes egy új kezdést kockáztatni?
- Azt gondolom, egy diák nem kerül egy csoportba, hanem választ magának csoportot vagy témavezetőt. Ha azt látja, hogy érdekes dolgokat csinálhat, a csoporttagok lelkesek és a témavezető tudja motiválni, akkor rossz helyen nem lehet. Ha viszont ez nincs meg, akkor érdemes tovább keresgélnie.
- Végezetül még egy kérdés. Mit gondolsz, a nagyközönség megfelelően van tájékoztatva a tudományos eredményekről és magának a kutatási munkának a természetéről?
- A mostani járvány is megmutatta, mennyire fontos volna, hogy az embereknek a tudományos módszerekbe és eredményekbe vetett bizalma megerősödjön. Nem is annyira a legfrissebb tudományos eredményekről való tájékoztatásra gondolok, inkább arra a hozzáállásra, hogy létezik objektív igazság, amit a jelenlegi tökéletlen módszereinkkel megpróbálunk megismerni. Ha nem is mindig gondoljuk ugyanarról a dologról ugyanazt, azért még nem vagyunk egymás ellenségei, és pont a különbség - különbözőség az, ami előre tud hajtani bennünket. Ha egy kutató téved, az nem baj, nem a gyengeség jele! Ez a munka természete miatt teljesen rendben van, hiszen azok a problémák, melyekkel valóban érdemes behatóbban foglalkozni (és nem csak a természettudományokra gondolok!) általában bonyolultak, és ezért nincsenek rájuk egyszerű válaszok. Az a fontos, hogy keressük a jó válaszokat, mert ezen múlhat az emberiség jövője.
Ezt a szemléletet már a középiskolában is erősebben lehetne hangsúlyozni!