Miért fontos az agy jutalmazási rendszerének megismerése?

2022. szeptember 13, kedd
Címkék: Hírek

Ahhoz, hogy megértsük, mi történik az agyban viselkedési zavarok során, szükség van az agy jutalmazási rendszerének pontos megismerésére. Ehhez járul hozzá új adatokkal és megközelítési móddal Mátyás Ferenc és Babiczky Ákos cikke, mely az eLife-ban jelent meg.

 

Kevesen lehetnek, akik sosem figyelték érdeklődéssel és sokszor elbűvölve is, hogyan nevelik kutyák, macskák, vagy akár madarak is kicsinyeiket. És ki nem nevetett már azon, mikor az engedetlen apróságot az épp nevelési-tanítási feladatot végző szülő néha korántsem gyöngéden móresre tanítja, a kicsi pedig láthatóan meglepődik a váratlan, őt ért „támadáson”? Ki ne tudná, mekkora szerepe van a jutalmazásnak abban, hogy egy állatot rávegyünk, megtanítsunk valami olyanra, mely leginkább számunkra fontos? 

A nevelés fontosságát ugyan nem mi, emberek fedeztük fel, de csak mi folytatunk parttalan vitákat ebben a témában is. Tesszük ezt gyakorlatilag azóta, mióta a társadalmi együttélési szabályok kialakultak, és egyáltalán nem véletlen, hogy a francia felvilágosodás egyik legnagyobb alakjának, Jean-Jacques Rousseau-nak egyik meghatározó, és legalább címe szerint ismert műve az „Emil, avagy a nevelésről”. 

De a „jutalmazás” és „büntetés” szerepének fontosságát nem a pedagógiai csatározások mutatják leghívebben, hanem az a tény, hogy agyunknak saját jutalmazási rendszere van.

Meglepő lehet, hogy az agy jutalmazási rendszerének tanulmányozása már régóta az idegtudomány egyik intenzíven kutatott területe, bizonyos anatómiai részleteit, genetikai tulajdonságait a mai napig sem sikerült teljes mértékben tisztázni. Pontos anatómiai alapok nélkül pedig a többi, akár a legmodernebb technika által kapott eredmények felhasználhatósága is meglehetősen korlátozott.

Amit eddig is tudtunk, hogy a dopamin – az agyi „jutalommolekula” – két ősi agyi régiót, a striátumot és a tegmentumot összekötő pályán keresztül áramlik és szabályozza a különböző jutalmazással összefüggő folyamatokat.

Mátyás Ferenc, a KOKI Hálózat és viselkedés neurobiológia kutatócsoportjának vezetője, és PhD hallgatója, Babiczky Ákos, ennek a két agyi régiónak, és az úgynevezett mediális prefrontális kéregnek (mPFC) a kapcsolatát vizsgálta kísérleti egerekben. 

A kérdésekre a kísérleti munka első szerzője, Babiczky Ákos válaszol. 

- Hogyan és miért kezdődött ez a sikeres kutatási projekt?

- Kutatócsoportunk különböző idegsejt-hálózatok viselkedésre gyakorolt hatását kutatja. Ennek a munkának alapfeltétele, hogy a hálózatok elemeit azonosítsuk, és a köztük lévő kapcsolatokat pontosan feltárjuk. Az elmúlt időszakban ugyan csak érintőlegesen foglalkoztunk a jutalmazási rendszerrel, de engem személy szerint mindig is érdekelt a téma, és kutatócsoportunk vezetőjétől, Mátyás Ferenctől sem áll messze, hiszen ebből írta PhD disszertációját is. Dolgozatának egy kis része a rendszert felépítő agyterületek, a striátum, a tegmentum és a prefrontális kéreg közötti kapcsolat vizsgálata volt. Az azonban, hogy az agykéregnek pontosan mely területei, rétegei vagy sejtcsoportjai kapcsolódnak a striátum és a tegmentum idegsejtjeivel, a disszertáció témáján messze túlmutatott, és a szakirodalmi adatok is erősen hiányosak voltak.

- Mások nem vizsgálták eddig ezeket a pályákat? 

- Természetesen mások is foglalkoztak ezekkel a területekkel, már évtizedekkel ezelőtt is. A probléma inkább az volt, hogy kevesen törődtek ilyen mértékben az anatómiai precizitással. De Magyarországon nagy hagyományai vannak a neuroanatómiának, és mi is igyekszünk ehhez tartani magunkat! Tesszük ezt nem csak a hagyományok miatt, hanem mert precíz anatómiai alapok nélkül nagyon nehéz értelmezni hálózati szinten a funkcionális vizsgálatok eredményeit, bármilyen agyterületet vizsgálunk is. 

A korábbi vizsgálatok esetében más volt a megközelítés. Sok tanulmányban például egyáltalán nem volt világos, hogy a mediális prefrontális kéreg egyes alrégióit milyen elv alapján választják el egymástól. Szerintünk az nem elégséges, hogy egy anatómiai atlasz vonalait megpróbáljuk ”ráhúzni” a mintákra. Ennél biológiailag relevánsabb megoldásra van szükség. Úgy gondolom, hogy sok ellentmondásos eredmény éppen az ilyen anatómiai pontatlanságból ered.

- Aki egy kicsit is járatos azokban a technikákban, melyeket alkalmaztatok, nagyon jól tudja, milyen rengeteget kellett dolgoznod az eredményekért. Meddig tartott?

- Eredetileg egy kisebb, az Új Nemzeti Kiválóság Program által támogatott „miniprojekt” lett volna, és az volt a terv, hogy pár hónapon belül be is küldjük a kéziratot. Időközben azonban rengeteg érdekes új eredmény született és új kérdés merült fel, amiket aztán beépítettünk a végső cikkbe. Az eredeti tervből pedig szinte pontosan négy év lett. Azt hiszem azonban, sok laborban előfordul hasonló. 

- Hogyan dolgoztatok együtt, és mi volt a Te „legnagyobb ötleted”?

- Menet közben rengeteget törtük a fejünket együtt, és mindkettőnkben sorra merültek fel kérdések, új ötletek. Nehezen tudnék kiemelni egy dolgot, ami „tisztán” az én ötletem volt, de talán az nekem jutott először eszembe, hogy nézzük meg, egy mediális prefrontális kérgi sejt vetít-e egyszerre a striátumba és a tegmentumba. Az eredmények szerint egyébként nem, a két területet beidegző sejtek nagyrészt elkülönülnek egymástól.

-  Hogyan jött módszeretek ötlete? 

- A cikkben bemutatott anatómiai módszerekkel régóta dolgozunk laborunkban. Azt hiszem, magam is ezekhez értek a legjobban, ezért kézenfekvő volt, hogy ezeket használjuk. De nem is maguk a módszerek jelentik a nagy újdonságot, hiszen ezek rengeteg laborban elérhetők világszerte, hanem az, ahogy ezeket egymással kombinálva, szisztematikusan, az anatómiai precizitásra nagy hangsúlyt fektetve alkalmaztuk. Ezt a megközelítést egyébként mások is tudnák alkalmazni, sőt, a cikkben kifejezetten javasoljuk is ezt a tudományos közösségnek, hiszen gyakorlatilag bármilyen idegsejt-hálózatban használható lenne – akár élettani és viselkedéses kísérletekben is.

- Mit gondolsz, mi lesz az első ilyen kísérlet?

- Mi egyelőre nem tervezünk élettani és viselkedéskísérleteket ebben a témában, de ha rajtam múlna, biztosan megvizsgálnám, hogy néhány klasszikus jutalmazással és függőséggel összefüggő tesztben hogyan használhatók az általunk bemutatott, genetikailag módosított egértörzsek. Érdekes lenne megnézni, hogy a különböző sejttípusok serkentése vagy gátlása különböző hatást fejt-e ki ugyanabban a viselkedési szituációban. Ez persze rengeteg munkát, és talán nem is egy cikkre elegendő eredményt-anyagot jelent.

- Miért épp az eLife folyóiratot választottátok munkátok közlésére? 

- Az eLife egy viszonylag fiatal, épphogy tíz éves folyóirat, ennek ellenére ma már széleskörűen ismert és elismert az élettudományos újságok között. Szerintem ennek az egyik oka, hogy a szerkesztők azt a progresszív filozófiát követik, amely a tudomány érdekeit fontosabbnak tartja, mint a profitszerzést. A folyóirat ennek megfelelően nonprofit alapon működik, a kutatók pedig, ha anyagi forrásaik ezt nem teszik lehetővé, kérelmezhetik, hogy a publikációval járó költségeket ne kelljen megfizetniük. Ez nagy segítség lehet kisebb laborok és fiatalabb kutatók számára is.

Más előremutató gyakorlataik is vannak, melyek kiemelik őket a többi tudományos folyóirat közül. Ilyen például, hogy a cikkekhez gyakran kapcsolódik egy közérthető összefoglaló, vagy az, hogy tudományos podcast adást is üzemeltetnek a BBC Radio-val együttműködésben, ami szintén a laikus közönségnek szól. Ezek számomra nagyon szimpatikus kezdeményezések, ezért különösen örülök, hogy itt jelent meg a cikkünk.

- PhD hallgató vagy, egy – remélhetőleg igen sikeres – kutatói pálya elején. Eddig azt kaptad, amire számítottál? 

- Már középiskolás korom óta tudományos pályára készülök, más igazán komoly tervem nem is volt. Eredetileg azonban nem az idegtudomány érdekelt, hanem az immunológia, de aztán valahogy ide sodródtam, amit így utólag egyáltalán nem bánok – sőt! 

Az alapképzés második évében csatlakoztam az Acsády László által vezetett Thalamusz kutatócsoporthoz, ahol már akkor is Mátyás Ferivel dolgoztam, és azóta is vele kutatok. Lassan kilenc éve dolgozom napi szinten laborban, így természetesen egyre jobban belelátok a dolgokba. Azokba is, ami a tudományos pálya nem tudományos részét illeti. 

Sok dolog van, ami számomra nem feltétlen vonzó. Például én kifejezetten nem vagyok versengő típus, és tudom, ez hátrány lehet. De ezek még nem vették el a kedvemet.

- Ezt igen jó hallani! Hogyan tovább? Van más terved is, mint a kutatás?

-  Egyelőre szeretném befejezni a doktori programomat – amihez ezzel a cikkel egy lépéssel közelebb kerültem – és utána továbblépni a posztdoktori életbe. 

A szűken értelmezett tudomány mellett azonban a tudomány-kommunikáció és a tudományos ismeretterjesztés is érdekel. Ha tehetem, szívesen tartok előadásokat, valamint cikkeket, interjúkat is szoktam írni a Tudás.hu nevű ismeretterjesztő magazinnak.  Az ELTE-n el is végeztem egy tudománykommunikációs képzést, illetve versenyeken is részt vettem, viszonylag sikeresen. Azt ugyan még nem tudom, hogy ezzel milyen szinten szeretnék foglalkozni a jövőben, de szerintem B-tervnek nem rossz.

 

<< Vissza

Miért fontos az agy jutalmazási rendszerének megismerése?

Ákos Babiczky, Ferenc Mátyás, eLife   https://doi.org/10.7554/eLife.78813

Axonok
Piramissejtek
Virálisan jelölt piramissejtek a mPFC-ben.