Mindenki megtapasztalta már, milyen az, amikor „kiélesednek az érzékei". Egy sötét erdőben sétálva elég egyetlen nesz, és máris ilyen „felfokozott idegállapotba" kerülünk. Az éberségnek ez a fokozódása agyunk állapotának hirtelen megváltozása. Számos olyan állapota van az agynak, amelyek meghatározzák, hogyan viszonyulunk a dolgokhoz – izgatottan, motiváltan, türelmetlenül, vagy éppen unottan, kókadtan, álmosan. De mi állítja be az agy éberségi, „érdeklődési" szintjét? Létezik erre egy külön rendszer az agyban?
Magyar kutatók most bejelentett felfedezése szerint igen. Acsády László, Mátyás Ferenc (MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet, illetve MTA Természettudományi Kutatóközpont) és munkatársaik egy olyan idegsejthálózatot fedeztek fel, amely éppen erre szolgál, sőt szerepe van az alvás és ébrenlét szabályozásában is - közölte az agykutatás.hu.
Az újonnan felfedezett hálózat az agy talamusz nevű területén található. A talamusz ismerős lehet a középiskolai biológiaórákról, de aki esetleg elfelejtette: ez egy olyan agyterület, ahol az agy legfelső központjai felé tartó információk átkapcsolása és előzetes feldolgozása zajlik. Ezek az információk a testből, továbbá az agy ősibb, mélyebb területeiről érkeznek a talamuszba, úgynevezett felszálló idegpályákon.
A magyar kutatók által felfedezett idegsejthálózat azért különleges, mert információkat kap az összes ilyen felszálló idegpályától.
A hálózat az így begyűjtött jeleket összegzi, majd információkat küld az agy legfejlettebb része, az előagy legkülönbözőbb területeire: az agykéregbe, a függőségek központjaként elhíresült törzsdúcterületre (nucleus accumbens), vagy éppen a félelem, a büntetés központjának tartott amigdalába.
Ez a hálózat azonban csak annyit üzen az előagynak, hogy „itt jön valami szokatlan, érdemes figyelni". Vagyis az agy éberségét fokozza, az agy állapotát változtatja meg. Annak megítélése, hogy milyen változásról van szó, például ellenállhatatlan svédasztalról vagy valami rémületes helyzetről, már más agyterületek dolga.
Ez a hálózat igen érzékenyen reagál mindenre, ami eltér a megszokottól.
Bármire, ami szokatlan, ami reagálásra késztet, legyen a reakció akár pozitív, akár negatív. Ez pedig a biológusok tágabb értelmezésében maga a stressz.
Az MTA kutatói megvizsgálták az újonnan felfedezett hálózat működését az alvás-ébrenlét összefüggésében is, egereken végzett ébresztéses kísérletekkel. A hálózat aktiválásával sikerült is felébreszteni a kísérleti állatokat. Az ébredés mértéke attól függött, hogy milyen hosszan aktiválták a hálózatot. Ha csak rövid ideig (1 másodpercig), akkor úgynevezett mikroébredés következett be – ez egy éjszaka során velünk is sokszor előfordul: ilyenkor átfordulunk a másik oldalunkra, tovább alszunk, de nem emlékszünk semmire az egészből. Ha viszont hosszabb ideig (10 másodpercig) aktiválták a sejteket, az egér rendesen felébredt, éppúgy, ahogy magától tenné – és ébren is maradt.
E rendszer felfedezése új megvilágításba helyezi azt a régi tapasztalatot, hogy az alvászavarok jelentős része a stressz miatt alakul ki. Hiszen most már rá lehet mutatni az agy egy jól körülhatárolható idegsejthálózatára, melynek legfontosabb feladata, hogy reagáljon a stresszhatásokra, emellett pedig részt vesz az alvás és az ébredés szabályozásában.
Elképzelhető , hogy a folyamatos stressz ezen a hálózaton keresztül hat az alvásunkra.
Így ha valamiképpen befolyásolni lehetne a hálózat működését, talán kezelhetővé válnának az alvászavarok, és a természetes alvás jellegzetességeit jobban visszaadó, újfajta altatókat fejleszthetnének ki.
A kutatócsoport a következő lépésben éppen ezt szeretné vizsgálni: optogenetikai módszerrel gátolják majd a hálózat működését, és megfigyelik, hogy ezzel kezelhetővé válik-e az egerek stressz okozta alvászavara. Ha a válasz igen, a gyógyszerkutatókon a sor, hogy rájöjjenek, hogyan lehetne ezt a gátlást egy gyógyszerhatóanyaggal is elérni.
A Nature Neuroscience-ben most megjelent cikk két vezető szerzője, Acsády László és Mátyás Ferenc már évek óta dolgoznak együtt ezen a témán a Nemzeti Agykutatási Program (NAP) támogatásával. Acsády Lászlót 2017-től az Európai Kutatási Tanács (ERC) támogatja munkájában. Mátyás Ferenc (aki éppen a NAP támogatásával alapította meg saját kutatócsoportját az MTA TTK-ban) az egerek agyszövetének anatómiai vizsgálatát végezte, és kísérletesen vizsgálta az ezekből a sejtekből kiinduló axonok elágazásait és szinkronaktivitását. Mátyás kollégájával, Kocsis Kingával mérte a hálózat aktivitását a szabadon alvó egér agyában. Acsády László nevéhez köthetők az optogenetikai kísérletek – melyben legfőbb segítsége Komlósi Gergely volt –, és az emberi szövetminták vizsgálata, amit Dávid Csaba végzett.