Az idegtudomány gőzerővel hozza az izgalmas új eredményeket. Az idegrendszer és az immunrendszer együttműködéséről, az Alzheimer-kór kezelésére fejlesztett antitestekről és a polipok agyának vizsgálati lehetőségeiről írtak a legnagyobb szaklapok.

Csak pozitívan!

Egy izraeli kutatócsoport azt találta, hogy a jutalmazó rendszer központi magjának (ventrális tegmentális terület – ventral tegmental area) ingerlése segíti a szívinfarktus utáni felépülést egereknél. Az eredményeket még nem publikálták, illetve az sem teljesen világos, hogyan alakul ki ez a hatás. Elképzelések azonban vannak és a legnagyobb hitelt az immunrendszer modulálását feltételező magyarázatnak adja a tudományos közvélemény. Régóta ismert az a tény, hogy számos betegség lefolyását befolyásolhatja a beteg lelki állapota.

Az, hogy az agy hatással lehet az immunfolyamatokra, már a XX. század elején felmerült, amikor kiderült, hogy a bőrhöz futó idegek átmetszése lecsökkenti a gyulladás mértékét a bőrben. A 90-es évek végén egy kísérlet során pedig azt a meglepő eredményt kapták a kutatók, hogy egy szer, amelyről azt feltételezték csak az agyban lehet gyulladáscsökkentő hatású, a test más pontjain is enyhítette ezt az alapvető védelmi folyamatot. Az is kiderült, hogy a bolygóideg átmetszése esetében ez utóbbi hatás nem érvényesül, vagyis feltehetőleg az agyból kiinduló és a belső szerveket beidegző vaskos ideg állhat a háttérben. Azóta számos vizsgálat mutatta ki az idegrendszer és az immunrendszer szoros együttműködését. Kiderült például, hogy az érelmeszesedést is befolyásolják az erekhez futó idegsejtek jelei, illetve felfedezték a lázt és az ún. betegségi viselkedést (meleg helyek keresése, étvágytalanság) kiváltó idegsejteket a hipotalamuszban. A jutalmazó rendszer ingerlése egy vizsgálat szerint a daganatok növekedését is visszaszorította.

Ezeken az eredményeken felbuzdulva a kutatók jelenleg annak lehetőségeit vizsgálják, hogy ezeket a hatásokat a klinikum is megfelelően tudja kiaknázni. Egy folyamatban lévő kutatás például azt vizsgálja, hogy lehetséges-e virtuális valóság környezetek használatával csökkenteni a stresszt. Mások a noninvazív, vagyis műtéti beavatkozást nem igénylő agyingerlésben látnak fantáziát, illetve egy kutatócsoport a bolygóideg ingerlésével segítene kordában tartani az immunrendszert. Sok szakértő azonban úgy gondolja, hogy már most is rendelkezésre állnak hatékony eszközök, például a terápia. Noha a legtöbb eredmény anekdotikus vagy gyenge minőségű tanulmányokból származik, vannak meggyőző bizonyítékok is arra, hogy a különféle terápiák és a pozitív gondolkodás is enyhíthetik például a daganatos betegségek lefolyását.

Mégis használnak az amiloid antitestek?

Az Alzheimer-kór egyre növekvő gyakorisága miatt az idegtudomány egyik legfontosabb kutatási témája. A betegség kialakulásának menetével kapcsolatos legismertebb elmélet az amiloid hipotézis. Eszerint az Alzheimer-kór az amiloid nevű fehérje felszaporodása és összetapadása (aggregálódása) miatt alakul ki. Az amiloid aggregátumok gyulladást váltanak ki az agyban, ami pedig neurodegenerációt eredményez. A neurodegeneráció következménye a kognitív képességek (pl. emlékezet, tájékozódás) leromlása. Az amiloid hipotézisből kiindulva merült fel, hogy az amiloid ellen készült antitestek segíthetnek az immunrendszernek eltakarítani a fehérjét és így csökkenteni az aggregációt, ami vélhetőleg a kognitív hanyatlást is lassítaná. Az első ilyen antitest (aducanumab) alapú gyógyszert 2016-ban kezdték tesztelni, ám a kísérletek idő előtt leálltak, mert úgy tűnt, hogy nem hatásos. Később azonban kiderült, hogy a legmagasabb dózist kapott személyeknél lelassult a kognitív hanyatlás. Azóta újabb biztató eredmények láttak napvilágot egy másik antitest hatásairól (lecanemab) és az év közepe táján várható egy harmadik antitest (donanemab) vizsgálatának eredménye. Ezek a gyógyszerek átformálhatják az Alzheimer-kór kezelését, azonban még bőven vannak megoldandó problémák mielőtt ebből valóság lehet.

Polipok agyába néztek a kutatók

A világon elsőként egy japán kutatócsoportnak sikerült szabadon mozgó polip agyi tevékenységét mérni. Ez azért nagy kihívás, mert a polipok általában azonnal eltávolítanak mindenféle rájuk helyezett eszközt. A japán kutatók sebészeti úton helyeztek be a polipok bőre alá egy felvevőt, ami néhány, az agyba helyezett elektródával volt összeköttetésben. Az eredmények szerint három állatnál is sikerült nagyjából 12 órán keresztül rögzíteni az agyból származó elektromos jeleket, ami arra enged következtetni, hogy a rendszer más polipfajoknál is működhet. A polipok a legintelligensebbnek tartott gerinctelen állatok, így agyuk monitorozása izgalmas lehetőségnek tűnik. Annál is inkább, mivel az idegtudományban gyakran szokatlan kísérleti állatok alkalmazása vezetett fontos felismerésekhez (pl. óriáskalmár és az akciós potenciál).

Az idegtudomány legelterjedtebb kísérleti állata manapság az egér, de gyakran használnak még fonálférget, ecetmuslicát és zebrahalat is. A Caenorhabditis elegans („a kukac”) nagyjából 300 idegsejtből álló idegrendszere egyike a legegyszerűbb központosulást mutató idegrendszereknek, ezért lett népszerű az idegtudományban. Az ecetmuslica (Drosophila melanogaster) elsősorban a fejlődéstani és genetikai vizsgálatok modellállata, az idegrendszer fejlődésének és működésének genetikáját vizsgálják segítségével. A zebrahal (Danio rerio) lárvájának áttetsző teste miatt kedvelt kísérleti állatt a fejlődésbiológiában, az idegtudományban is elsősorban az idegrendszer fejlődésével kapcsolatos kérdések megválaszolására használják.

Az egyik legnagyobb élettudományi kutatási támogatásokat folyósító szervezet (az amerikai National Institute of Health Research Projects Grants) által 2015-ben idegtudományi kutatásokra kiutalt összegek 45%-a ment egereket alkalmazó kutatásokra, 2% ecetmuslica, és nagyjából 1-1% fordítódott a kukacot és zebrahalat alkalmazó vizsgálatokra (a fennmaradó rész embereken, illetve főemlősökön végzett kísérletekre jutott). Az angol Wellcome Trust is a legnagyobb támogatószervezetek között van, 2015 és 2019 között a támogatások több mint 60%-a ment egeret, 20%-a főemlősöket, 7-7%-a patkányt és zebrahalat, 2%-a görényt, 0,7%-a ecetmuslicát alkalmazó kísérletekre. Mindkét forrásnak csak nagyjából 1%-át fordították olyan kísérletekre, melyeket a felsoroltaktól eltérő fajokon végeztek. Ezek az adatok is alátámasztják tehát, hogy az állatkísérletes idegtudományban csak néhány fajra fókuszálnak a kutatók, most viszont talán a polipok is nagyobb figyelmet kapnak. Azért lenne ez jó, mert a kiemelkedő intelligenciájuk az emberi idegrendszerhez képest egy merőben más szerveződésű agy terméke.

Tükörneuronok és agresszió

Az első tükörneuronokat a 90-es években fedezték fel makákók prefrontális kérgében. Ezek az idegsejtek nem csak akkor aktiválódtak, amikor a kísérleti állat végzett egy bizonyos cselekvést, hanem akkor is, ha azt a cselekvést egy fajtársa végezte. A tükörneuronokról ezért hamar elterjedt, hogy mások belső állapotainak meghatározásában van szerepük, így például az empátiában is fontosak. Egy új eredmény szerint azonban tükörneuronok a hipotalamusz területén is találhatók és az agresszív viselkedésért felelnek. Egy amerikai kutatócsoport azt találta, hogy a hipotalamusz ventromediális részén lévő idegsejtek akkor is aktívak, ha a kísérleti állat támadja meg egy társát és akkor is, ha más fajtársait figyeli harc közben. Az is kiderült, hogy a hipotalamikus tükörneuronok mesterséges aktivációja támadásra ösztökéli az egereket. A tükörneuronok feltehetőleg a fajtársak belső állapotának becslésében játszanak szerepet, így érthető, hogy miért váltanak ki agressziót: a legjobb védekezés néha a támadás.

Ez a cikkem az Élet és Tudomány Agyi aktualitások rovatában jelent meg.

Források

‘Mirror neurons’ fire up during mouse battles (nature.com)

Drug trial for Alzheimer’s disease is a game changer (nature.com)