lepjunk.hu

Szorongó egér

Hullámtörés az agyban – marihuána és memóriazavar
2004. november 27. 01:00
Szállóigévé vált, hogy „az agy megismerése korunk legnagyobb kihívása”. Ez különösképpen igaz az agykéregre, amely a legmagasabb rendű idegi működések központja. De megismerhető-e maga a megismerést végző szerkezet, az agykéreg? A kérdésre a kísérletes biológia legújabb eredményeivel igyekezett feleletet adni Freund Tamás agykutató a Mindentudás Egyeteme hallgatóinak.


Az egész agyunkat tekervényezve beborító 2 milliméter vastag köpeny – az agykéreg, ismertebb nevén a szürkeállomány – több milliárd idegsejtet tartalmaz. Ez utóbbiak abban különböznek egyéb testi sejtjeinktől, hogy bonyolult nyúlványrendszerükkel elektromos jeleket, impulzusokat továbbítanak egymásnak. Az agykéreg mindegyik idegsejtjéhez 50–80 ezer ilyen sejt közötti kapcsolat, úgynevezett szinapszis tartozik, amelyek nem állandók, hanem a használat mértékétől függően képesek megerősödni vagy gyengülni. Egy emléknyom tárolásához több százezer vagy millió idegsejt között kell a kapcsolatnak tartósan megerősödnie. Például egy kerti sétára visszaemlékezve egyszerre jut eszünkbe a virágok színe, illata, a madarak éneke. Ezeknek az érzékszervi információknak az elsődleges agykérgi feldolgozása más-más kéregterületeken megy végbe, a kéreg speciális régiójában, a hippocampusban kapcsolódnak össze egységes érzékletté a tartós beégetődés során.
Maga a hippocampus az agykéreg minden érző és asszociációs területével közvetett oda-vissza irányú kapcsolatban áll. Valamennyi érzékszervből származó információ eljut ide, s a szinapszisok megerősödése révén összeadódnak, majd átalakulnak hosszú idejű tárolásra alkalmas formába, és végül visszajutnak az agykéreg egyéb területeire. A memória tárolását tehát hosszú távon az agykéreg sajátos régiói végzik, s nem a hippocampus. Ékes bizonyíték erre annak az epilepsziás férfinak az esete, akit az ötvenes években Amerikában megműtöttek, és mindkét oldalán eltávolították a hippocampust, ott volt ugyanis a betegség góca. Ez az úr a műtét után új információkat nem tudott megtanulni, minden reggel el kellett kísérni a munkahelyére, mert nem talált oda, és ott naponta mindenkinek újra bemutatkozott. Ellenben kiválóan visszaemlékezett a régmúlt dolgaira, hiszen ezek az emléknyomok az ép agykéregben tárolódtak.

Az emlékek bevésődésének egyik feltétele, hogy pontosan időzítve, együtt süljenek ki azok az idegsejtek, amelyek az adott pillanatban éppen aktiválódnak, azaz információt hordoznak. Ha két összekapcsolt idegsejt egyszerre sül ki, azaz ad le elektromos jelet, akkor a köztük lévő kapcsolat, a szinapszis tartósan meg fog erősödni. Ugyanez játszódik le akkor is, ha nem két, hanem több százezer vagy millió sejt sül ki egyszerre ilyen precizitással. Azok is megerősítik egymással kapcsolataikat, a jövőben előszeretettel együtt fognak kisülni majd, s ez már jelenthet egy memórianyomot. Ezért a precíz együttműködésért a gátló idegsejtek felelősek.
Gátlással szinkronizáció? Az első hallásra bizarr agytevékenységet Freund professzor – igen szellemesen – a hallgatóság bevonásával szemléltette: „Tételezzük fel, hogy itt valamennyien egy hatalmas medencében úszkálnak, én pedig egy több száz karú polip vagyok. Ha össze akarnám hangolni működésüket, azaz a légzésüket, akkor sok karom segítségével mindenkit lehúznék a víz alá, majd jó egy perc múlva egyszerre felengednék. Az első levegővétele garantáltan mindenkinek egyszerre történne. A több száz karú polip volt a példában a gátló sejt, önök pedig az általa beidegzett serkentő sejtek. Ha ezt a lehúzást és felengedést ritmikusan ismételgetném, akkor minden lélegzetvételük egyszerre történne, azaz szinkronizálódnának egymáshoz, és kialakulna egy hullámtevékenység, a légzési és víz alatti fázisok váltakozása.” Csakhogy az agykéregben több millió serkentő, azaz piramissejt van, s ezek működését több százezer gátló sejtnek kell szinkronizálnia. A példa mellett maradva, tételezzük fel, hogy sok medence van egymás mellett, és azok mindegyikében egy-egy polip merítgeti az embereket a víz alá. Kell hogy legyen egy „szuperpolip”, amelyik az összes medence felett állva valamennyibe kinyújtja egy-egy karját, hogy öszszehangolja az ott lévő polipok működését. A hippocampus esetében ez a szuperpolip a szeptum nevű agyterületen található ritmusgeneráló sejtek együttese, afféle „pacemaker”. Freund Tamás és munkacsoportja (a professzor az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet, a KOKI igazgatója) egy Nature-közleményben igazolta, hogy ezek a ritmusszabályozó sejtek szelektíven hálózzák be a hippocampus gátló sejtjeit s késztetik azokat ritmikus szinkronaktivitásra. A gátló idegsejtek pedig ebben a ritmusban hullámoztatják a több millió serkentő sejt ingerelhetőségét.

A munkacsoport eredményei akkor váltak igazán izgalmassá, amikor kiderült: a szeptum ritmusgeneráló sejtjein kívül több olyan központ van az agyban, amelyek hasonlóan hatékonyan és szelektíven hálózzák be az agykéreg gátló idegsejtjeit. Közös tulajdonságuk, hogy érzelmi és motivációs impulzusokat, valamint testünk általános fiziológiai állapotáról szóló információkat közvetítenek agyunk számára. A külvilág információinak agykérgi feldolgozása és elraktározása akkor hatékony, ha társítódik belső világunkból származó impulzusokkal, hiszen ez utóbbiak biztosítják az agyhullámokon keresztül a megfelelő pontosságú együttműködést a kódolást végző sejtek között. Érzelemvilágunk drasztikusan befolyásolja tanulási képességünket és kreativitásunkat, ezért kell(ene) jóval nagyobb hangsúlyt kapnia oktatási rendszerünkben – elsősorban a középiskolában – az érzelemvilág gazdagítását szolgáló művészeti és erkölcsi nevelésnek. Az ember ugyanis, ha nincs motiváció, kemény munkával szerzett sikerélmény, örömérzet, megpróbálja mindezt kémiai úton létrehozni az agyában – tudatmódosító, kábító és egyéb szerekkel.
Napjainkban az indiai vadkenderből készült cannabis – ismertebb nevén a marihuána – a legnagyobb mennyiségben fogyasztott tudatmódosító anyag világszerte. A viselkedést a növényben található több mint hatvanféle alkaloid közül túlnyomórészt a delta-9-tetrahidrocannabinol (THC) nevű vegyület befolyásolja. Ez az agyban a cannabinoidokra (az indiai vadkender hatóanyagaira) „szakosodott” jelfogóhoz, a CB1-receptorhoz kötődve fejti ki hatását. Freund professzor munkacsoportja kiderítette, hogy a CB1-receptorok a rágcsálókban és az emberben egyaránt az agykéregben, a kolecisztokinin-tartalmú gátló idegsejtek nyúlványain fordulnak elő nagy mennyiségben. Aktiválásuk csökkenti e sejtekből a gátló ingerületátvivő anyag (a gamma-aminovajsav) felszabadulását, aminek következtében ez a sejttípus nem tudja megfelelő módon elvégezni a serkentő sejtek szinkronizálását, az agyhullámok generálását, márpedig e nélkül nincs bevésés, nincs emlék. A kísérletek igazolták, hogy a cannabinoidok valóban csökkentik az agyhullámok kitérését, a szinkronizáció fokát.
Az érzelmi és motivációs impulzusokat szállító idegpályák szelektíven hálózzák be a gátló sejteket: ez utóbbiak segítségével állítják be a figyelem vagy koncentráltság normális szintjét. Ezt a normális működés szempontjából kívánatos mértékű, egészséges „szorongásszintet” oldja fel a cannabis fogyasztásakor fellépő eufória. Utóhatásaként azonban erősen felfokozott, abnormális koncentráltság érzése és szorongás lép fel, amelyet aztán a páciens újabb füves cigaretta elszívásával próbál feloldani, és máris létrejött a pszichikai és fizikai függőség. Az utóbbira ma már számos állatkísérletes bizonyíték is van, például patkányokban kialakul az önadagolás tevékenysége. A cannabinoidokhoz tartósan hozzájutott egyedekben – DNS-csip segítségével – csaknem 100 gén átíródásának huzamos megváltozását, kóros működését lehetett kimutatni. E gének többsége emberben is összefüggésbe hozható a tanuláshoz szükséges idegsejtnyúlvány-sarjadzással (a szinapszisok kialakításával), a drogtoleranciával és az idegrendszer alkalmazkodóképességével. A füvező így már a génátíródás szintjén tartósan beavatkozik e fontos működésekbe. A kutatók azt is bebizonyították, hogy olyan egereknek, amelyekben előzőleg kiiktatták, „kiütötték” a CB1-receptor génjét, a mért szorongásérték az ötszörösére nőtt.
Az agy nem azért hoz létre cannabinoidreceptorokat, hogy az ember marihuánával kábíthassa magát, hanem azért, mert hozzájuk kötődnek a szervezet saját, az agy által termelt endogén hatóanyagai is, ezeket endocannabinoidoknak nevezzük. Közülük eddig kettőről – az arachidonil etanolamidról (anandamidról) és a 2-arachidonil-glicerolról (2-AG-ról) – vannak részletesebb információink. Ma már ismerjük mindkét, zsírban oldódó anyag szintézisének és lebomlásának útvonalát, akárcsak e folyamatokban részt vevő enzimek jó részét. Az anandamid és a 2-AG pontos feladatának feltárása az agykutatás egyik legforróbb területe!
Már több mint 10 éve ismert, hogy az éppen rendkívül intenzív aktivitást mutató idegsejtek képesek megakadályozni, hogy a rajtuk végződő gátlóidegsejt-nyúlványokból kijusson az ingerületátvivő anyag. A KOKI kutatói közül Makara Juditnak sikerült igazolnia, hogy a „gyorsan tüzelő” idegsejtek nem közvetlenül endocannabinoidokat szabadítanak fel, hanem nitrogén-monoxidot, egy gázt, amely az intenzív aktivitás során a sejtbe lépő kalcium hatására keletkezik, és a lehető leggyorsabban képes átjutni a sejtet körülvevő nyúlványokba, az axonvégződésekbe. Ott aztán endocannabinoid-szintézist vált ki, ami az idegsejt receptorához kötődve csökkenti a gátló ingerületátvivő anyag felszabadulását. A leírt új, idegsejtek közötti kommunikációs csatorna tehát egy gáz és egy zsírban oldódó molekula kaszkádja, amely rendkívül gyors, s csak a célsejtre hat. Mindez új megvilágításba helyezi az információ kódolásához és továbbításához kapcsolt idegsejt-aktivitás szabályozását, valamint bizonyos neurológiai és pszichiátriai kórképek – például az epilepszia és a szorongás – betegségmechanizmusát.
Noha a CB1-receptor aktiválása szorongásgátló hatású, „füves” cigarettát mégsem írhat fel az orvos. Helyette a leendő „recept” a következő: a belső, a szervezetben természetes módon is felszabaduló cannabinoidok hatása megnyújtható oly módon, hogy magát a lebontásukat végző enzimet gátoljuk. A két endocannabinoid közül a 2-AG vesz részt a CB1-receptor aktiválásában: lebontó enzimének gátlása a kísérletekben megnyújtotta a szorongásoldó hatás időtartamát. A neuropszichiátriai betegségek közül a nem is olyan ritka addikció, azaz különböző kóros függőség idegsejt-hálózati mechanizmusairól is egyre többet tudunk. Néhány speciális, összekapcsolt agyterület hálózatát jutalmazási, kielégültségérzési központként ismerjük, mivel ingerlése az emberben intenzív örömérzetet okoz. A cannabinoidok fontos ingerületátvivő anyagot szabadítanak fel a kielégültségérzet központjában: az euforizáló hatású dopamint.

Az alkohol és a kemény drogok (például a heroin, a kokain, a morfin) iránti függőség idegi mechanizmusaiban is az agy belső cannabinoid-rendszerének van fontos szerepe. Ha egereket naponta alkoholos vízzel itatunk, az állatok már néhány hét múlva minden esetben az alkoholt választják, hiába kínálunk fel nekik vizet is. Ha ugyanezt a kísérletet olyan egerekkel végezzük el, amelyekben a cannabinoidreceptor génjét előzőleg kiiktattuk, az alkoholfüggőség nem vagy csak nehezen alakítható ki, mivel a sajátos receptorok sem jönnek létre, s az endocannabinoidoknak nincs hol hatniuk. Állatkísérletekben a heroin és a kokain szintén tartósan megnövelte az agyban az endocannabinoidok szintjét, s ez megmagyarázza a drog utáni vágyat, motivációt és a visszaesést. A cannabinoidreceptorok gyógyszeres blokkolásával azonban sikerült ezeket a folyamatokat visszafordítani. Az agy belső cannabinoid-rendszerére utalnak a keménydrog- és alkoholfüggőség genetikai rizikófaktorainak vizsgálati eredményei is. Az addikció 40–60 százalékban genetikai hajlamosító tényezőkre vezethető vissza. A függőség kialakulásával legközvetlenebbül összefüggő egyik genetikai eltérés az endocannabinoidok lebontását végző enzim génjében található. A függőségre erősen hajlamosító mutáns enzim önmaga is hamar lebomlik, így nem képes kellő hatékonysággal eltávolítani a rendszerből a feleslegessé vált endocannabinoidokat. A fokozott cannabinoidszint aztán csökkenti a dopamin ingerületátvitelét a kielégültség-központban, következésképp állandó drogkereső aktivitást, motivációt eredményezhet az endocannabinoidot rosszul bontó enzim génjét hordozó emberekben. A rendszeresen füvezők hasonló módon avatkoznak be endocannabinoid-rendszerükbe, és így megnövelik a kemény drogok iránti függőség kialakulásának rizikóját.

Szinte szemünk láttára tárul fel az idegsejtek új típusú, lipidek által közvetített kommunikációja. Az idegsejtek működésének, elektromosszignál-generáló és -továbbító képességének alapja a különleges fehérjemolekulákkal (receptorokkal, ioncsatornákkal stb.) teletűzdelt membránjuk. Az ezekben kiválóan oldódó lipidek speciális feladatokat látnak el az idegsejtek működésének szabályozásában, sajátos interakcióba lépve a membrán fehérjéivel. A sejtek közötti kommunikációban betöltött szerepük mégis meglepő, hiszen a víztaszító anyagok mozgása a sejtek közötti vizes közegben rendkívül nehézkes. Ezen segít a kiválóan keveredő nitrogén-monoxid bekapcsolódása a kaszkádba. A gáz-lipid útvonal, azon belül is az endocannabinoid-rendszer teljes feltárása elvezethet számos, ma még misztikusnak tűnő pszichiátriai kórkép – a skizofrénia, a pánikbetegség vagy a szorongás – mechanizmusának megfejtéséhez, egy célzott és sikeres gyógyszeres terápia ígéretével. Egyszersmind új utak nyílhatnak meg – a belső cannabinoid-rendszer gátlása révén – a keménydrog- és alkoholfüggés gyógyításában.


A fenti írás a november 22-i előadás szerkesztett, rövidített változata. Az előadás megtekinthető november 27-én 9.40-kor a Duna Tv, 28-án 13.40-kor az MTV, valamint 22.50-kor az M 2 műsorán. A következő előadás november 29-én 19.30-kor kezdődik a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Kozma László termében (Budapest XI., Magyar tudósok körútja 2.) Szabó Miklós Egy népvándorlás anatómiája – A történettudomány és a régészet szembesítése címmel.

Forrás


Lásd még:

"Az információk szelektálás nélküli habzsolása veszélyt jelent az emberekre, pszichés betegségek, szorongások alakulnak ki. A felmérések szerint az elkövetkezendő évtizedben megnő a lelki betegek száma. A „leépítő evolúció” önzéssel és elmagányosodással jár. A károsodó idegrendszer hátrányosan befolyásolja a szociális kapcsolatokat, a fizikumot, a kreativitást. A reklámok, a valóságshow-k a szociális igényt próbálják pótolni, de végül is meggátolják a kitörést. Így aztán nemcsak az egyén, hanem a népek, nemzetek is veszélybe kerülhetnek, a leépítő evolúció áldozatává válunk.”

Az idézett hely itt látható

Freund Tamás agykutató, akadémikus - Sziluett

A Freund Tamással a HírTV által készített interjú az ezen a helyen érhető el.

 


Lásd még: Egy új hír, kelt 2011. március 7-én

Három magyar idegtudós kapta az első alkalommal kiosztott, 1 millió euró összdíjazású Agy-díjat (The Brain Prize). Buzsáki György, Freund Tamás és Somogyi Péter a memória-folyamatokban kulcsszerepet játszó agyi ideghálózatok feltárásáért veheti át a kitüntetést, amelynek rangja, összege alapján, a Nobel-díjéra emelkedhet.

A díjátadó ünnepség 2011. május 2-án lesz Koppenhágában, a díjazottak május 3-án ugyanitt tartják ünnepi előadásaikat.

Forrás:

http://www.origo.hu/tudomany/20110306-buzsaki-gyorgy-freund-tamas-es-somogyi-peter-idegtudosok-agydija-memoria.html


Lásd még ezen az oldalon: Sérült szinapszisok

 


2013-12-23 00:00:00
Vissza
Bejelentkezés
 

Keresés