Szegedi neurobiológus szenzációs felfedezése

Utolsó frissítés:

Az emberi gondolkodás megértésében mérföldkő lehet Tamás Gábornak és társainak a napokban a Science magazinban publikált felfedezése, amelyről a kutató elsőként a HVG-nek nyilatkozott. A kandelábersejtek - amiket a világ két, Nobel-díjra is jelölt magyar tudós kutatásaiból ismer - másként működnek, mint eddig gondolták.

Tamás Gábor tanítványaitól ka-
pott védősisakban.
Kobakkopogtatás
© Dudás Szabolcs
A Szegedi Tudományegyetem kopott épületének negyedik emeletén, a folyosó végén van egy laborszoba. Itt egy szekrénykében őrzik a világ egyik egyedülálló "idegsejtkönyvtárát". "Munkatársaimmal - magyarázza Tamás Gábor, az összehasonlító élettani tanszék docense - 1997 óta minden munkanap reggelén elkészítünk két patkányagyszelet-preparátumot, aztán azokban két, egymással kapcsolatban álló idegsejthez tapasztunk egy 2-3 mikrométer vékony hegyű üvegpipettát, amivel mintegy tíz órán át, amíg a sejtek élnek, mérni tudjuk, sőt parányi elektromos impulzust küldve nekik, befolyásolni is képesek vagyunk az aktivitásukat. Mindezzel a köztük lévő kommunikációt tanulmányozzuk." A metszeteket egy fiókban, a sejtek egymás közti kapcsolatának intenzitásának adatait pedig számítógépen tárolják, így például egy-egy ritka vagy rendhagyó jelenséget produkáló sejtet utólag is könnyedén be lehet azonosítani.

Két évvel ezelőtt - egy napsütéses januári reggel -, amikor Tamás Gábor nekilátott, hogy megfejtse, miért viselkedett olyan különösen az akkorra már 2800 darabból álló gyűjteményben nyolc sejtpár, "a metszeteket megvizsgálva megdöbbenve tapasztaltam, hogy a renegát párok közt minden esetben a meglehetősen ritka kandelábersejt, más néven axo-axonikus sejt volt a ludas a monitoron látható, a neuronkommunikációt megjelenítő szokatlan mintázatért. Először a munkatársaim sem értették a hihetetlen izgalmat, ami úrrá lett rajtam, de a következő órában sikerült meggyőznöm őket, hogy a felfedezés, ha a hipotézist bebizonyítjuk, rendkívüli jelentőségű."

A dolog megértéséhez tudni kell, hogy az agyban található mintegy 14 milliárd idegsejt számos típusát a tudósok - az éppen száz évvel ezelőtt Nobel-díjjal jutalmazott spanyol Ramón Y Cajal munkáját követve - két alapvető csoportra osztják: a serkentőkre és a gátlókra. A tudomány mai állása szerint előbbiek jelküldő nyúlványaikkal (az úgynevezett axonokkal) olyan kémiai anyagot továbbítanak a szomszédos sejtek jelfogójának (a dendritnek), amely fokozott aktivitásra serkenti őket, például arra, hogy ők is küldjenek jelet más idegsejteknek. A gátlósejtek értelemszerűen éppen fordítva működnek. A mostani szegedi kutatásból kiderül, hogy a tudósok által három évtizede ismert kandelábersejt nem gátló - ahogy máig gondolták és tanították -, hanem serkentő típusú idegsejt, méghozzá a mai ismeretek szerint a legerősebb serkentő hatású sejt.

"A kandelábersejtek hatása - magyarázza a témában járatlanok agyát igencsak próbára tevő felfedezését Tamás - egy nagyságrenddel erősebb, mint a másik két ismert serkentő sejttípusé. Ez teszi őket képessé arra, hogy a velük kapcsolatban álló idegsejtek működését szinkronba hozzák." Márpedig az emberi gondolkodás lényegét képező fogalomalkotáshoz éppen az idegsejtek szinkronizált együttműködése szükséges.

Egyelőre senki sem tudja, hogy az agyműködés magasabb rendű funkciói, az emlékezés, a gondolkodás, a tanulás központjaként számon tartott, szürkeállományként közismert agykéregben az idegsejtek hogyan kódolják a gondolatokat. Az eddigi elképzelés szerint az emberi tanulás során az agykéreg idegsejtjei megtanulnak együttműködni, valahogy úgy, ahogyan egy dzsesszegyüttes tagjai is összeszoknak az évek alatt. Tamás Gábor most azt feltételezi, hogy a kandelábersejtek az "idegsejtmuzsikusok" karmestereiként működnek.

Agyszelet (Oldaltörés)

A világ egyik legelismertebb természettudományi folyóirata, az amerikai Science a napokban hozta le Tamás Gábor kutatócsoportjának erről szóló szakcikkét. "Dr. Tamás felfedezése az elmúlt évek legjelentősebb áttörése az idegtudományban", mely "tökéletesen felforgatja a szakterületet" - válaszolta kérdésünkre Rafael Yuste, a New York-i Columbia Egyetem biológiaprofesszora. Yuste elektronikus válaszlevelében a bemutatott kísérleti módszereket is "rendkívül elegánsnak" minősítette, s kitért annak jelentőségére is, hogy Tamás Gábor magyar, miképp azok a világhírű tudósok is, akik kutatása tárgyában az eddigi jelentősebb felfedezéseket tették. A kandelábersejtet ugyanis az egykor Nobel-díjra is jelölt Szentágothai János fedezte fel 1974-ben, s ő adott neki nevet is különös alakjáról. Három évvel később tanítványa - az azóta is Oxfordban kutató, egykor maga is Nobel-aspiráns Somogyi Péter - kimutatta, hogy a kandelábersejtek különös tulajdonságokkal bírnak. Egyrészt csak az agykéregben találhatók meg, másrészt a többi sejthez nem azok jelfogójánál, hanem rendhagyó módon az axonjuk, vagyis a jelküldő nyúlványuk tövénél kapcsolódnak (innen másik elnevezésük, az axo-axonikus).

A kutatást a HVG-nek nyilatkozva Somogyi Péter is igen nagy lépésnek minősítette, "mely megváltoztathatja az agykéreg működéséről való elképzeléseinket", mivel e váratlan felfedezés teljesen ellentétes az eddigi neurológiai gondolkodással, "beleértve az én eddigi 28 évnyi munkámat". Az oxfordi tudós azonban óvatosságra int: szerinte "mint minden váratlan és nagy felfedezés, ez is megismétlésre vár, és mivel a kísérletek in vitro, kimetszett, de túlélő agyszeletben történtek, meg kell majd vizsgálni, érvényesek-e az eredmények élő állatoknál is".

Az viszont - egy szerencsés véletlennek köszönhetően - nem kérdés, hogy vajon emberi agyra is áll-e mindaz, amit a szegedi kutatócsoport eredetileg patkányagyszeletekkel kísérletezve felfedezett. A szegedi kutató felesége ugyanis az egyetemi klinika orvosa, s egy idegsebész kollégája - Tamás eredményeiről értesülve - lehetővé tette, hogy a kutatócsoport tumorműtétek során kinyert emberi agysejteken (a betegek tudtával és engedélyével) ellenőrizze az eredményeket, melyekről aztán már e kontrollvizsgálatokkal kiegészítve számolhattak be a Science magazinban.

A patinás folyóiratban egyébként nem először olvasható Tamás Gábor neve: a kutató és kollégái 2003-ban már publikáltak a Science-ben egy tanulmányt a Ramón Y Cajal által egy évszázada felfedezett, neurogliaform nevű idegsejt gátló tulajdonságáról. Kutatási lehetőség persze maradt még bőven; mint a szegedi agykutató elmondta, az agysejtek közti kommunikáció vizsgálati módszerei az elmúlt években, sőt hónapokban is hallatlanul nagyot fejlődtek. "Egy nemzetközi kutatási alapítvány félmillió dolláros támogatásával, úgy tűnik, hamarosan lehetőségünk lesz, hogy az eddigi sejtpárok helyett egyszerre több száz sejt kapcsolatrendszerét vizsgálhassuk. Vagyis az agyban képződő információcsomagok áramlását kutassuk, ami végső soron az emberi gondolkodás megértéséhez vezethet el."

SCHWEITZER ANDRÁS