A Kalifornai Egyetem kutatócsoportjának eredményei szerint az orbitofrontális kéreg különböző alegységei vesznek részt a jutalmakkal kapcsolatos emlékek kódolásában és előhívásában.
A viselkedés első közelítésben leírható egy nagyon egyszerű elméleti kerettel: az élőlények igyekeznek megközelíteni a hasznos dolgokat és elkerülni a kártékonyakat. Ehhez szükséges, hogy az idegrendszerben valahogyan leképeződjön a különböző dolgok értéke, a viselkedéses válaszokat aztán ennek megfelelően lehet kialakítani. Az ún. jutalmazó rendszer néhány idegrendszeri struktúra (köztük a homloklebenyhez tartozó orbitofrontális kéreg) által alkotott funkcionális egység, amely feltehetőleg éppen ezt a feladatot látja el a gerincesek idegrendszerében, tehát az értékek leképezéséért felel. Ezeket az értékeket persze fel is jegyzi az idegrendszer, így a hasonló helyzetekben könnyebben juthat döntésre a jövőben. Úgy tűnik, ehhez elengedhetetlen az amigdala bazolaterális magjának normális működése, ez tehát a jutalmazó rendszer által megállapított értékek „elmentéséért” felel.
Egy új kutatásban a Kaliforniai Egyetem dolgozói az orbitofrontális kéreg és a bazolaterális mag együttműködését vizsgálták patkányokban. A kísérleti állatoknak először megtanították, hogy egy kar lenyomásával elérhetővé tehetnek egy másik kart, ennek lenyomása pedig cukoroldathoz juttatja őket. Ezután 20 órára megvonták az állatoktól a táplálékot és néhány patkány ebben a kiéheztetett állapotban is kapott a cukoroldatból. Ilyenkor feltehetőleg „frissül”a cukoroldat értéke és magasabb lesz, mint eredetileg volt. Ez abban nyilvánult meg, hogy ezek az állatok később jóval intenzívebben voltak hajlandók dolgozni a cukoroldatért, mint azok, akik nem ízlelték meg éhesen az oldatot. Ezek a patkányok tehát a cukoroldat megszerzéséhez szükséges karokat jóval többször nyomták le, feltehetőleg azért, mert az oldat frissült, magasabb értékét hívták elő emlékezetükből.
A kutatók a viselkedés mellett a bazolaterális magban felszabaduló glutamát mennyiségét is monitorozták, hiszen ez a neurotranszmitter központi fontosságú az amigdala működésében. Ehhez egy bioszenzort alkalmaztak, amely glutamát-oxidáz enzimet tartalmazott. Az enzim a glutamátot oxoglutaráttá alakítja, közben pedig hidrogén-peroxid is keletkezik. A hidrogén-peroxid elektrokémiai oxidációja során felszabaduló elektronok amperometriás módszerrel észlelhetők, így tehát következtetni lehet a glutamát jelenlétére. Az eredmények szerint a bazolaterális magban a cukoroldat értékének frissítése közben és később, az oldat megszerzését célzó karnyomások alatt, vagyis az előhívási szakaszban is jelentős mennyiségű glutamát szabadult fel. A glutamát hatásának gátlása (receptorának blokkolása révén) a cukoroldat értékének frissítése közben megakadályozta az intenzívebb karnyomkodás megjelenését, de ugyanez lett az eredménye a beavatkozásnak az előhívási szakasz alatt is. Ezek szerint a bazolaterális magban felszabaduló glutamát a jutalomértékek kódolásában és előhívásában is szerephez jut.
Valószínűsíthető volt, hogy a glutamát az orbitofrontális kéreg neuronjaitól származik, hiszen ezek konzisztensen reagálnak jutalmakra, glutamátot termelnek és kapcsolatban vannak a bazolaterális maggal is. Az orbitofrontális kéreg szerepének vizsgálatához a két alegységének (középső és oldalsó rész) sejtjeiben egy géntechnológiai eljárás révén olyan receptorokat helyeztek el, amelyek egy vegyület beadásának hatására megakadályozták a glutamát ürülését. Ezzel a módszerrel sikerült kimutatni, hogy valóban az orbitofrontális kéreg sejtjeitől származik a bazolaterális magban felszabaduló glutamát és az oldalsó rész a cukoroldat értékének kódolásában, míg a középső az előhívásában játszik szerepet. Az orbitofrontális kéreg alegységeinek funkcionális elkülönülését optogenetikai ingerléses vizsgálatokkal is megerősítették.
Mindezek alapján úgy tűnik, hogy az orbitofrontális kéreg oldalsó területei által a bazolaterális magban felszabadított glutamát szükséges egy adott inger értékének megjegyzéséhez, vagyis kódolásához, míg a középső területek a korábban megtanult értékek előhívását teszik lehetővé. Ez a következtetés jól illeszkedik az utóbbi évek eredményei közé: makákókon végzett vizsgálatok szerint az oldalsó orbitofrontális kéreg szükséges a folyamatosan változó jutalomértékek követéséhez, rágcsálókon végzett vizsgálatok pedig arra mutattak rá, hogy a középső terület normális működése az olyan feladatoknál elengedhetetlen, ahol a jutalmak értékének emlékezetből való előhívása szükséges. Talán nem is kell külön kiemelni, hogy a viselkedést alapjaiban meghatározó idegrendszeri működésekről van szó, ezek alaposabb megismerése minden bizonnyal óriási gyakorlati jelentőséggel bírna, például a függőségek, a szorongás, a depresszió vagy akár a szkizofrénia kezelésében.
Ez az írásom az Élet és Tudomány 2019/24. számában jelent meg.
