shutterstock_340384811 emberi agy.jpg

Magyar kutatók megfejtették az idegsejtek kommunikációs kódjának egyik titkát

A HUN-REN Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (HUN-REN KOKI) kutatói megfejtették, hogyan tudnak az idegsejtek egységes jeleket küldeni egymásnak.

A kutatók az axonok különböző átmérőjű szakaszain vizsgálták az akciós potenciálokat, és kiderült, hogy ezek a jelek valódi digitális jelként biztosítják az idegsejtek közötti kommunikációt. Az axonok apró mérete miatt eddig nem volt lehetséges ilyen részletes méréseket végezni. A kutatás eredményei a PLOS Biology folyóiratban jelentek meg.

Az idegsejtek kulcsfontosságú kommunikációs eszköze az akciós potenciál, egy rövid elektromos impulzus, amely az axon nevű nyúlványon terjedve gyorsan továbbítja az információt más idegsejtek, mirigyek vagy izmok felé. E folyamat zavara komoly idegrendszeri problémákhoz, például epilepsziához vagy izomgyengeséghez vezethet. Az axon nem egy egyszerű, csőszerű struktúra, hanem inkább egy egyenlőtlen gyöngysorra hasonlít, amelynek különböző átmérőjű szakaszai vannak. Az átmérőnek nagy hatása van az elektromos jelek terjedésére, így elvileg befolyásolnia kellene az akciós potenciál lefutását.

A HUN-REN KOKI kutatói Szabadics János vezetésével modern technológiákkal vizsgálták meg az akciós potenciálok viselkedését az axon különböző átmérőjű szakaszain. Elsőként a hippokampusz nevű agyi terület moharost axonjait tanulmányozták. Ezek az axonok kis méretű végződéseket és különlegesen nagy méretű óriás terminálist is tartalmaznak. A kutatók elektrofiziológiai mérések, optikai technikák és számításos elemzések segítségével kimutatták, hogy az akciós potenciál alakja állandó marad.

A HUN-REN KOKI kutatásából kiderült, hogy az akciós potenciál alakjának állandóságáért bizonyos ioncsatornák egyenlőtlen eloszlása felelős. A káliumcsatornák egy speciális csoportja, az úgynevezett Kv1 család nem egyenletesen működik az axonok mentén. A keskenyebb szakaszokon, ahol az elektromos jel természetes módon lelassulna, a Kv1 hatása nagyobb és felgyorsítja az akciós potenciál lefutását. Ezáltal az akciós potenciál alakja mindenféle átmérőjű szakaszon egyforma marad. Ennek köszönhetően az egy axon mentén egységesített akciós potenciál valódi digitális jelként működik.

A kutatók megvizsgálták az akciós potenciálokat olyan más típusú további axonokban is, amelyek nem rendelkeznek különlegesen nagy struktúrákkal, de az átmérőjük ezeknek is változatos, hasonlóan a legtöbb ismert idegsejt axon nyúlványához. Megállapították, hogy míg az akciós potenciál alakja különböző axontípusok között eltérő lehet, egy adott axontípuson belül az átmérő nem befolyásolja a jel alakját.

A HUN-REN KOKI kutatóinak eredménye új megvilágításba helyezi az idegsejtek működését. Az ioncsatornák sűrűségének szabályozása kulcsszerepet játszik abban, hogy az idegsejtek különböző átmérőjű axonjaiban egységes jelek haladhassanak végig.

Ez is érdekelheti

Hírmozaik – január 15.

Először versenyez magyar film az Európai Filmakadémia Fiatal Közönség Díjáért, európai díjat kapott a Sziget, keresi a zene iránt érdeklődő fiatalokat a Magyar Zene Háza, megvan az év hüllője és az év vadvirága – hírösszefoglalónk.

A színház misztikus világáról szóló magyar film versenyez az Egyesült Államokban

Somossy Barbara filmrendező Takarásban című diplomafilmje meghívást kapott az Egyesült Államok egyik legfontosabb rövidfilmes seregszemléje, a Dam Short Film Festival versenyprogramjába.

Hírmozaik – január 14.

Névadóval egybekötött évnyitó az NFI fóti filmgyártó bázisán, megválasztották az UNESCO Magyar Nemzeti Bizottságának elnökét, magyar animáció a Berlinalén – hírösszefoglalónk.

Hírmozaik – január 13.

Budapesten találkoztak a világ legjobb cirkuszművészei, eljön a Csendes barát díszbemutatójára Tony Leung Chiu-wai, Elek Juditra emlékeznek Berlinben, Székelyföldön indul a Magyar menyegző és magyar komponista kapta a világ egyik legrangosabb klasszikus zenei díját.