Okos vírusokkal derítik fel az agykéreg működését

Minden, amit látunk, formáknak, színeknek, kontrasztnak és különböző irányba történő mozgásnak a kombinációja. Ezeket az információkat a retinában dolgozzuk fel, majd az agy, elsősorban a látókéreg felé továbbítjuk őket. Bár az már a múlt század ötvenes évei óta ismert, hogy a primer látókéreg sejtjei specifikusan válaszolnak bizonyos környezeti paraméterekre – mint amilyen például a mozgás iránya vagy orientációja –, a kutatók nem tudták pontosan megmagyarázni ennek az egyértelmű szelektivitásnak a mechanizmusát. A rejtélyt most a Roska Botond irányításával dolgozó (Friedrich Miescher Institute, Bázel) kutatócsoport munkatársainak sikerült megfejtenie, akik az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet Két-foton Képalkotó Központjában Rózsa Balázs vezetésével dolgozó kutatók közreműködésével folytatták vizsgálataikat, és publikálták eredményeiket a Science-ben - adta hírül az MTA honlapjának cikke.

Az általuk kifejlesztett genetikai és vírusjelölési módszer nemcsak azt teszi lehetővé, hogy megjelöljenek egy kiválasztott idegsejtet és a hozzá preszinaptikusan kapcsolódó további több mint száz idegsejtet, hanem mérni is tudják e sejtek aktivitását. A jelöléshez olyan vírust használtak, amelyet egy sejtből, egy élő állat látókérgéből lehet elindítani. A vírus az indítás után „átugrik" azokhoz a sejtekhez, amelyek közvetlenül a „kiinduló‟ sejthez kapcsolódnak. A vírus olyan fehérjét termel, amely zöld színben fluoreszkál, és a neuron aktivitásának a függvényében változtatja az intenzitását. Az új genetikai módszer a Rózsa Balázsék által korábban kifejlesztett 3D mikroszkóppal kombinálva biztosítja, hogy a sejtek aktivitását, komplex információkódolását egyszerre tudják kiolvasni a megjelölt körülbelül száz sejtből.

Munkájukat nagymértékben segítette az a mérési módszer, amelyet a Bázelben dolgozó Hillier Dániel és az MTA KOKI Két-foton Képalkotó Központ munkatársa, Szalay Gergely dolgozott ki. Roska Botond kutatócsoportja kimutatta, hogy az egy kortikális rétegbe tartozó sejtek hasonló mozgásirány-szelektivitást mutatnak, rétegenként egyfajta funkcionális egységet képeznek. Ugyanakkor az egymás feletti rétegek között a mozgásirány-preferencia akár különbözhet is. Az új módszer olyan új eszközt jelent az agykutatók számára, amely neuronhálózatok működésének feltérképezését teszi lehetővé.

(A képen egy kortikális sejthez (magenta) tartozó neuronhálózat (zöld) részlete, amelyből a kutatók aktivitásmintázatokat mértek. Forrás: MTA.hu)