Egy magyar fejlesztésű, forradalmi mikroszkóptechnológia segítségével sikerült élő állatok agyában másodpercek töredéke alatt, az emberi hajszálnál százszor vékonyabb struktúrákban megfigyelni az emlékek keletkezését. Az áttörő felfedezés a New York-i Columbia Egyetem Zuckerman Intézete, a Magyar Kutatási Hálózat (HUN-REN) Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézete (KOKI), valamint a BrainVisionCenter (BVC) közös kutatásának eredménye. A tanulmány a Nature című tudományos folyóiratban jelent meg – számolt be a HUN-REN közleménye.
A memória születésének mikroszkopikus megfigyelése
A kutatás során alkalmazott 3D-lézerpásztázó mikroszkóp technológiáját a HUN-REN KOKI-ban, Rózsa Balázs vezetésével fejlesztették ki, és a BVC laboratóriumaiban alkalmazták. Ez az egyedülálló eszköz képes valós időben kompenzálni az élő állatok mozgását, miközben az agy elemi alkotórészeit, például a sejtnyúlványokat és a szinapszisokat vizsgálja. A kutatók ezzel a technológiával először figyelték meg élő rágcsálómodellek agyában a szinaptikus változásokat, amelyek a tanulási folyamatok és az emlékek rögzülésének alapjai.
„Az általunk fejlesztett femtoszekundumos lézerpásztázó eljárás valós időben és 3D-ben kompenzál a mozgásra” – magyarázta Rózsa Balázs, a BVC igazgatója. Az eszköz olyan gyors, hogy képes mérni a szinapszisok aktivitásának másodpercek töredéke alatt bekövetkező változásait is.
A szinaptikus plaszticitás szerepe
Az emlékek tárolása az agysejtek közötti kapcsolatok, az úgynevezett szinapszisok erősségének változásán alapul. Bár ez az elmélet már évtizedek óta ismert, most először sikerült élő állatban megfigyelni ezt a folyamatot. „A pontos genetikai és molekuláris célpontok meghatározásához mélyebb ismeretekre van szükség a memória kialakulásának mechanizmusairól” – hangsúlyozta Losonczy Attila, a Columbia Egyetem Zuckerman Intézetének vezető kutatója.
A kutatók meglepetésére a szinapszisok aktivitása nem egyformán változott az agy idegsejtjeinek dendritjein, vagyis faágszerű nyúlványain. „Még mindig nem világos, miért van ez így” – mondta Losonczy. A kutatás azonban rávilágít arra, hogy az emlékek akár sejten belüli szinten is szerveződhetnek, ami új utakat nyithat a memóriazavarok diagnosztikájában és kezelésében.
Az áttörés klinikai jelentősége
Az új technológia nemcsak az alapkutatások terén hozhat áttörést, hanem jelentős hatással lehet az időskori és neurológiai betegségek – például az Alzheimer-kór – kezelésére is. A szinapszisok erősségének valós idejű vizsgálata lehetővé teheti olyan terápiák kidolgozását, amelyek célzottan képesek helyreállítani a memória rögzülésének zavarait.
A kutatók következő lépései között szerepel, hogy az emlékek rögzülésének molekuláris és biokémiai alapjait is feltárják, amelyek kulcsfontosságúak lehetnek az új terápiás eljárások kidolgozásában. Az eddigi eredmények alapján a 3D-lézerpásztázó technológia más neurológiai betegségek – például a Parkinson-kór – kutatásában is alkalmazható lehet.
Forrás: MTI
Kapcsolódó cikk: Fejfájás: okok, típusok és hatékony otthoni megoldások
