A Stanford Egyetem kutatói a legmodernebb technikák segítségével támasztottak alá egy egyébként széles körben elfogadott elképzelést: a jutalmazó rendszer egységeiben különböző sejtpopulációk köthetők a különböző jutalmakhoz.

Minden előlénynek vannak bizonyos szükségletei, melyek kielégítésére vágyakoznak, ezek a vágyak, vagy motivációk pedig a viselkedés legfőbb irányítói. Alapvető motivációk például az éhség, a szomjúság, vagy akár a szaporodás is. A motivált viselkedések céljait összefoglaló néven jutalmaknak nevezzük, így tehát jutalom lehet egy finom falat, víz, vagy a szaporodás lehetősége. A viselkedéssel foglalkozó tudományterületek régóta kutatják a motiváció jelenségét, ezzel kapcsolatban az egyik legizgalmasabb fejlemény a jutalmazó-rendszernek is nevezett agyi hálózat felfedezése volt. Úgy tűnik, hogy ez a rendszer felel a jutalmak idegrendszerre gyakorolt hatásaiért, a jutalmak azonosításáért, a megszerzésüket célzó erőfeszítésekért, sőt a jutalmakkal kapcsolatos döntések meghozásáért is. A különböző motivációk akár egyidejűleg is jelen lehetnek egy élőlényben és ilyenkor befolyásolhatják egymás kifejeződését. Például az éhség és valamiféle szociális nyomás egyidejű megléte mondjuk azt eredményezheti, hogy az étterem helyett a megbeszélésre megyünk, vagy azt, hogy egy falka alacsonyabb rangú tagja nem tömi tele magát a szerény zsákmányból.

A Stanford Egyetem kutatói ezen jelenségek gyökerét, vagyis a különböző motivációk kölcsönhatásait vizsgálták a kísérleti egerek agyában. A jutalmazó rendszer legmagasabb rangúnak tekinthető tagja a homloklebeny alulsó felszínén található orbitofrontális kéreg, feltehetőleg ez felel a jutalmakkal kapcsolatos viselkedések kezdeményezéséért. A kutatók kalcium-érzékeny fluoreszcens molekulák és fényérzékeny ioncsatornák génjeit juttatták vírusok segítségével az egerek orbitofrontális kérgének idegsejtjeibe. A kalcium-érzékeny fluoreszcens fehérjék az idegsejtek tevékenysége során megemelkedő kalcium-ion koncentráció hatására válnak fluoreszcenssé, tehát az éppen aktív idegsejtekben gerjeszthetők, így a kapott mikroszkópos képen az aktív idegsejtek világítanak. Ezzel a megközelítéssel a kutatók azonosították az egyes egerek azon idegsejtjeit, amelyek különböző típusú jutalmakra érzékenyek: az egerek feje a mikroszkóp alá volt rögzítve, miközben magas kalóriatartalmú folyadékokat kaptak, vagy egy fiatal fajtárs érintkezett velük.

A magas kalóriatartalmú folyadék elfogyasztásakor aktiválódó sejtek azonosítását követően, a fényérzékeny ioncsatornáknak köszönhetően, lézersugarak segítségével képesek voltak ezeket mesterségesen aktiválni a kutatók. A lézeres ingerlés programozásával a sejtek közül 20-at közel egyidejűleg tudtak aktiválni és azt tapasztalták, hogy ennek hatására megnőtt a nyalások száma, amivel az egerek a folyadék alapú jutalmakat megszerezték. A fajtársakkal való ismerkedés során az orbitofrontális kéreg más sejtjei aktiválódtak, ezen sejtek mesterséges aktiválására a kísérleti állatok többet szaglászták a fajtársakat, tehát fokozódott a szociális viselkedések száma. Ezek alapján tehát úgy tűnik, hogy a különböző típusú jutalmak megszerzését célzó viselkedések kezdeményezését, különböző orbitofrontális kérgi sejtcsoportok teszik lehetővé. A kutatók ezután azt vizsgálták, hogyan befolyásolja az egy bizonyos jutalomra érzékeny sejtcsoportok aktiválása a másik jutalommal kapcsolatos viselkedést. Azt találták, hogy a szociális interakciókban szereplő sejtcsoport mesterséges aktiválása lecsökkentette a folyadék nyaldosását, vagyis olyan hatással bírt, mint egy fajtárs tényleges megjelenése a táplálkozás közben.

Ezek alapján tehát az orbitofrontális kéregben diszkrét sejtpopulációk vesznek részt a különböző típusú jutalmakkal kapcsolatos viselkedések létrehozásában. Ezen sejtpopulációk aktiválása fokozza az adott jutalomhoz kapcsolódó viselkedések megjelenésének valószínűségét és elnyomja a más jutalmakkal asszociált viselkedéseket, ez a mechanizmus lehet az alapja a különböző motivációk kölcsönhatásának. Az eredmények megerősítették azt az alapvető elképzelést, hogy a jutalmazó rendszerben különböző sejtpopulációk felelnek a különböző jutalmak feldolgozásáért és módszertanilag is figyelemreméltó: az orbitofrontális kéreg idegsejtjeit eddig még nem sikerült ilyen pontossággal ingerelni – a kutatók által használt megoldások segítségével az agyban mélyebben elhelyezkedő struktúrák is hozzáférhetők lehetnek a modern lézeres módszerek számára.

Ez az írásom az Élet és Tudomány 2019/17. számában jelent meg.