Műtét közben „láthatóvá” vált az agy működése – magyar kutatók áttörése új korszakot nyithat

Először sikerült valós időben mérni az élő, mozgó agy idegsejtjeinek elektromos aktivitását. A magyar fejlesztés akár az agyműtétek és neurológiai diagnosztika jövőjét is átírhatja.

Rangos nemzetközi folyóiratban, a Neuron márciusi számában jelent meg egy olyan kutatás, amely mérföldkő lehet az idegtudományban. A tanulmányt Dr. Rózsa Balázs és Dr. Losonczy Attila vezette kutatócsoport jegyzi, a BrainVisionCenter, a Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet és az amerikai UT Southwestern Medical Center együttműködésében.

A publikáció egy olyan új képalkotó eljárást mutat be, amely képes valós időben, három dimenzióban követni az idegsejtek és azok nyúlványainak működését – még akkor is, amikor az agy folyamatosan mozog.

Miért volt eddig ez lehetetlen?

Az élő agy nem statikus: a légzés, a szívverés és az agyszövet saját mozgása folyamatos „zajt” visz a mérésekbe. Ez eddig komoly akadályt jelentett, különösen akkor, ha az idegsejtek elektromos működését akarták nagy pontossággal vizsgálni.

A most bemutatott technológia ezt a problémát egy rendkívül gyors, háromdimenziós mozgáskorrekciós rendszerrel oldja meg, amely akár 100 nanométeres pontossággal képes követni a szövet elmozdulását – ez egy hajszál vastagságának ezredrésze. Ennek köszönhetően stabil, zajmentes képet kapnak a kutatók még „lüktető” agy esetén is.

Mit sikerült most először megfigyelni?

A fejlesztés legnagyobb jelentősége, hogy nemcsak az idegsejtek aktivitását, hanem azok finom nyúlványainak – a dendriteknek – működését is lehetővé teszi élő állapotban. Ez azért fontos, mert az agyi információfeldolgozás jelentős része nem a sejttestekben, hanem ezekben az elágazó struktúrákban történik.

A kutatók azt is kimutatták, hogy egyes dendritikus ágak részben önálló „számítási egységként” működhetnek, mintha külön kis processzorok lennének az idegsejten belül. Ez alapjaiban árnyalhatja az agyműködésről alkotott eddigi képünket.

Pontosabb kép az agy elektromos működéséről

A korábbi módszerek többnyire kalciumjelzéseket mértek, amelyek csak közvetetten utalnak az idegsejtek elektromos aktivitására. Az új technológia viszont genetikai alapú feszültségérzékelő szenzorokat is használ, amelyek közvetlenül mutatják az elektromos változásokat, akár tízezred másodperces pontossággal. Ez jelentősen pontosabb és gyorsabb betekintést ad az idegsejtek működésébe.

Mit jelenthet ez a gyakorlatban?

A technológia hosszabb távon az orvosi gyakorlatban is áttörést hozhat. A kutatók szerint akár műtét közben is lehetővé válhat az agyi aktivitás valós idejű mérése, ami új diagnosztikai és terápiás lehetőségeket nyithat meg. Jelenleg még fejlesztés alatt állnak azok a szenzorok, amelyekkel mindez biztonságosan alkalmazható lesz emberben is.

Egy magyar siker a high-tech élvonalban

A fejlesztés mögött álló technológia már most is széles körben jelen van a világ vezető egyetemein – többek között a Stanfordon, a Harvardon és az MIT-n is használják. A mostani publikáció a 25. olyan kiemelt tudományos közlemény, amely ehhez a magyar fejlesztéshez kapcsolódik, ami nemzetközi szinten is figyelemre méltó teljesítmény.