Magyar agykutatók, Mátyás Ferenc és Babiczky Ákos doktorandusz az agy jutalmazási rendszerének új anatómiai és genetikai részleteiről közöltek tanulmányt a rangos eLife tudományos folyóiratban. Az ELKH-hoz tartozó Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (KOKI) és a Természettudományi Kutatóközpont (TTK), valamint az Állatorvostudományi Egyetem kutatói az úgynevezett mediális prefrontális kéreg (mPFC) és két ősi agyterület, a striátum és a tegmentum közötti kapcsolatot vizsgálták kísérleti egerekben. Ezt a két agyi régiót köti össze az a pálya, amelyen keresztül a dopamin – az agyi „jutalommolekula” – áramlása szabályozza a különböző jutalmazással összefüggő folyamatokat. A most közölt eredmények hozzájárulhatnak különböző viselkedési zavarok, illetve a függőség részleteinek megértéséhez, ami a jövőben támogathatja az ilyen zavarok hatékonyabb kezelését.
Bár a jutalmazási rendszer régóta az idegtudomány egyik intenzíven kutatott területe, bizonyos anatómiai részleteit, genetikai tulajdonságait a mai napig sem sikerült teljes mértékben feltárni. A pontos anatómiai részletek hiányában azonban a további, élettani és viselkedéses kísérletek is nehezebben értelmezhetők. Eddig például nem volt teljesen világos, hogy az mPFC idegsejtek képesek-e egyszerre kapcsolódni a striátumhoz és a tegmentumhoz.
A kutatóknak fluoreszcens mikroszkópia, különböző genetikailag módosított egerek és speciális vírusok segítségével sikerült bizonyítaniuk, hogy a striátumba és a tegmentumba vetítő mPFC sejtek különböző agykérgi rétegekben és régiókban helyezkednek el. Azt is igazolták, hogy a két idegsejt-populáció genetikailag is különbözik egymástól. Ez azonban még csak közvetett bizonyítékot jelent, ezért közvetlenül is megvizsgálták, hogy egyetlen mPFC idegsejt képes-e egyszerre kapcsolódni a striátumhoz és a tegmentumhoz. Ehhez egy különleges, módosított vírust használtak fel. Az eredmények szerint a két populáció a sejtek szintjén is elkülönül, tehát az egyes idegsejtek vagy csak a striátumhoz, vagy csak a tegmentumhoz kapcsolódnak.
Az új adatok azt mutatják, hogy a viselkedés és a személyiség egyik magasabb rendű szabályozójának tartott mPFC egymástól függetlenül képes befolyásolni a striátum és a tegmentum működését. A magyar kutatók által leírt kísérleti módszer könnyen alkalmazható élettani és viselkedési kísérletekben is, így ez a kérdés a jövőben közvetlenül is vizsgálhatóvá válik. Ezek az eredmények hozzájárulhatnak a jutalmazási rendszer működésének jobb megértéséhez, többek között hogy mi történik az agyban különböző viselkedési zavarok, például függőség esetén, ami a jövőben támogathatja az ilyen zavarok hatékonyabb kezelését.
Publikáció:
Ákos Babiczky, Ferenc Mátyás (2022). Molecular characteristics and laminar distribution of prefrontal neurons projecting to the mesolimbic system. eLife. doi: 10.7554/eLife.78813