Egy új kutatás szerint a selyemmajmoknál is találhatók olyan sejtek, melyek a fajtársak identitását kódolják.
A múlt heti cikkben a hippokampális helysejtekről volt szó, ezúttal pedig szintén a hippokampusz területén található érdekes aktivitásmintázatot mutató sejtek kerülnek terítékre. Ezek felfedezéséről 2005-ben számolt be a Nature lapjain egy amerikai kutatócsoport. A tanulmányban nyolc epilepsziás személy vett részt, akik az epileptikus rohamokat előidéző agyszövet (epileptikus góc) eltávolítása előtt álltak. Az agyukba elektródákat ültettek a góc felderítése céljából és ezt a helyzetet használták ki a kutatók.
A páciensek különféle ingereket láttak megjelenni egy monitoron. Az ingerek képek, hangok és szövegek voltak, melyek ugyanazt a személyt vagy objektumot képviselték. Voltak például fotók hírességekről és volt, hogy a neveik jelentek meg írásban. A kutatók azt találták, hogy vannak olyan neuronok a hippokampusz közelében, melyek kifejezetten egy egyénre, épületre vagy objektumra reagálnak. Volt például olyan sejt, amely a Halle Berry-t ábrázoló képek vagy a színésznő neve láttán aktiválódott. Ezek alapján a kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy a neuronok koncepciók leképezésében vesznek részt.
Mi a jelentősége a hippokampusz koncepciókra érzékeny sejtjeinek?
A hippokampuszban felfedezett speciális sejtek jelentősége abban rejlik, hogy támogatnak egy alapvető elképzelést az agyműködéssel kapcsolatban. Az agyműködés ugyanis feltehetőleg minden mentális folyamat alapjául szolgál. Ez azt is jelenti, hogy amikor az elmében történik valami, akkor az agyban is történnie kell valaminek párhuzamosan. Ezekben az agyi folyamatokban valamiféle konzisztenciát is feltételeznek a kutatók, például, ha az ember találkozik a nagymamájával, vagy csak épp felidézi őt, akkor remélhetőleg az agyban zajló folyamatok legalább egy része azonos lesz. Ez a rész az, ami feltehetőleg leképezi a nagymama személyét.
Az efféle leképezéseket az idegtudósok sejtaktivációs mintázatoknak gondolják. Az elmében megjelenik a nagymama gondolata, ez a mentális leképezés, az agyban pedig aktiválódik idegsejtek egy csoportja, ez a neurális leképezés. A neurális leképezés természetére vonatkozóan a 70-es évekre alakult ki egy vita, amit 1973-ban már a nagymama-sejt nagy kérdésének neveztek. A koncepció egy Jerome Lettvin nevű tudóstól származik, aki a Massachusettsi Műszaki Egyetemen (MIT) tartott kurzusán mesélt egy kitalált sztorit. A történet lényege az volt, hogy egy idegtudós kiírtotta egy páciens agyában azokat a sejteket, amik az édesanyjának leképezéséért feleltek, így a személyből lényegében eltávolította az anyja koncepcióját. Ezután tért rá a nagymama-sejtek tanulmányozására.
A történet az elképzelés képtelenségét volt hivatott hangsúlyozni, azonban a korábban említett 2005-ös felfedezés mégis valószerűvé tette ezt a lehetőséget. Manapság a szakértők úgy vélik, hogy valóban vannak sejtek, melyek egy-egy koncepció leképezéséért felelősek, ám a kódolás valamivel komplikáltabb, mintsem, hogy egy sejt Halle Berry, egy másik pedig a nagymama leképezése lehetne. A leképezések számos sejt együttes aktivitásával alakulnak ki, és ezek a sejtek nem feltétlenül vannak egymáshoz fizikailag is közel. Ráadásul egy sejt több koncepció leképezésében is részt vehet, tehát elképzelhető, hogy egy sejt, ami része Halle Berry neurális leképezésének, az része a nagymama leképezésének is.
A selyemmajmok hippokampusza is leképezi az ismerősöket
A hippokampusz koncepciókra érzékeny sejtjei felelősek tehát elvileg azért is, hogy például képes legyen felismerni egy ismerőst az ember. Ha szembejön az utcán, ha beleszól a telefonba, vagy ha éppen csak a neve jelenik meg valahol, azonnal azonosítható a szóban forgó személy. Fölösleges külön hangsúlyozni, hogy miért fontos ez a folyamat az embereknél, bár talán azt is, hogy különféle állatfajoknál mekkora a jelentősége. Minden csoportokban élő állat számára fontos, hogy azonosítani tudja a csoportjának különböző tagjait. Érdekes módon eddig viszont csak az embernél írtak le olyan sejteket, melyekről elképzelhető, hogy a társak azonosításában is szerepet játszanak. Más fajoknál eddig csak olyan sejtekről számoltak be a kutatók, melyek vagy a társak arcképére, vagy hangjára voltak érzékenyek, olyanokról nem, amelyek az ingerlés módjától függetlenül képezték le az ismerős fajtársakat. Egy amerikai kutatócsoport viszont épp ilyen sejtek meglétét mutatta ki selyemmajmoknál.
A kutatók fehérpamacsos selyemmajmokat (Callithrix jacchus) használtak a vizsgálat során. Az állatok hippokampuszába elektródákat ültettek, így rögzítették a sejtek aktivitását. A selyemmajmok számára egy monitoron jelenítettek meg ismerős fajtársak fejéről szemből és oldalról készült képeket, illetve a monitor alatt elhelyezett hangszóróból a fajtársak hangját játszották le. A kutatók azt találták, hogy a hippokampális neuronok egy része akkor volt aktív, mikor egy konkrét fajtárs képét vagy hangját mutatták be a kísérleti állatoknak.
A kutatók azt is kimutatták, hogy egy-egy fajtárs identitásának kódolásában több sejt vett részt és voltak átfedések a sejtek között. Vagyis egy konkrét sejt részt vehetett több egyed leképezésében is. Ráadásul az átfedések nem voltak teljesen véletlenszerűek, hanem tükrözték a kérdéses állat kapcsolatát is a kísérleti állattal. Az, hogy melyik hippokampális sejtek aktiválódtak tehát összhangban volt azzal, hogy a kísérleti állatnak milyen közeli rokona a másik egyed.
A hippokampális kód
Az új eredmények szerint tehát már a selyemmajmok hippokampuszában is megfigyelhetők olyan sejtek, melyek egy magasabb rendű koncepciót, egy fajtárs identitását kódolják. Korábban csak emberben figyeltek meg hasonló sejteket a hippokampuszban, az új eredmény azonban azt veti fel, hogy ezek a főemlősök körében lehetnek jellemzők. A sejtek leképezik, hogy egy adott fajtárs kicsoda, aminek természetesen óriási jelentősége van. Egy selyemmajomnak is tudnia kell, hogy az adott fajtárs mellett biztonságban érezheti magát vagy nem, esetleg van-e esélye intimitásra, vagy nincs.
Az adatok azt is alátámasztják, hogy a hippokampális sejtek kombinatorikus kódot hoznak létre, vagyis semmiképp nem lenne egyszerű dolga egy idegsebésznek, aki el akarja távolítani az anya leképezését a betege fejéből. Lettvin nagymama-sejtje tehát valóban képtelenség, de csak mert nem egy-egy neuron által kódolódnak a magasabb rendű koncepciók, hanem neuronok populációi által. Ráadásul a neuronok csoportjai átfedéseket is mutatnak, méghozzá nem véletlenszerűeket. Az új kutatás szerint a közeli rokonok leképezésében jó eséllyel vesznek részt ugyanazok a sejtek, régebbi vizsgálatok pedig azt mutatták ki, hogy például egy-egy film szereplőinek a leképezései között vannak komolyabb átfedések. Mindenesetre az új vizsgálat megmutatta, hogy az ember távolabbi rokonának számító selyemmajmoknál is előfordulnak identitást kódoló sejtek. Vajon mit rejt még ez a neurális kód?
Ez a cikkem az Élet és Tudomány Agyi aktualitások rovatában jelent meg.
