Kezdőlap  
ENGLISH VERSION
 
A MŰI
Évkönyvek
Dokumentumok


A Magyar Űrkutatási Iroda
elérhetőségei

Cím:
1011 Budapest, Iskola u. 13.

Telefon:
06-1-795-6237

 
  Kisagy – nagy szerepben
 

 



a kisagy az X-szel jelzett agyterület

A kisagy a testtartást, mozgásdinamikát, és a környezetünk szerkezetét tükröző minden érzékszervi csatorna gyűjtőhelye.


A szélesen egymásra vetülő információs mezők egy a testsémát és a környezet szerkezetét tükröző (csak a működésben létező) modellt képeznek. Ebből a folyamatosan áramló bemeneti információból a kisagy olyan szabályozó jelkészletet állít elő, ami egyrészt összehangolttá és gazdaságossá teszi a mozgásokat (pl. a testtartást, futást, de a beszédet is), másrészt adaptív, azaz képes új helyzetekre új mozgásprogramot kiépíteni és tárolni, a kerékpározástól kezdve az orbitális munkavégzésig.


A kisagy világszerte elismert magyar kutatója, Szentágothai János (1912-1994) Hámori Józseffel és másokkal alapvető felfedezéseket közölt a kisagykérgi neuronhálózat kapcsolatrendszeréről. Az általa szerkesztett diagramon pirossal feltüntetett Purkinje-sejt megkap minden befutó információt, ezen bonyolult átalakítást hajt végre, és mint a kisagy egyetlen kimeneti eleme, axonját olyan agytörzsi átkapcsoló idegmagvakhoz küldi, ahol a vázizom-rendszerhez futó mozgatóparancsokat formálhatja.


A Magyar Űrkutatási Iroda által támogatott kutatásunk egyrészt élettani kísérletekben a kisagyi Purkinje sejt különleges integrációs mechanizmusának felderítését célozza, másrészt morfológiai elemzést végzünk a sejt sajátságos dendritfa struktúráján, amely alapját képezi a meglepő élettani viselkedésnek.

Elektrofiziológiai kísérletben sóoldattal töltött üvegkapilláris mikroelektródát szúrunk az altatott állat kisagyába. Amikor az elektród hegye (véletlenszerűen) éppen egy vastag dendritágba hatol, olyan jelsorozatot észlelünk, amely első látásra nehezen értelmezhető, de az ábra színes jelölései világossá teszik, hogy két olyan ritmusos kisülés sorozat vetül össze, amelynek a folyamatos mintázatát néha nagyobb kisülések (kúszórostválasz) szakítják meg.


A mellékelt sémán – a Purkinje-sejtben zajló egyedülállóan bonyolult jelképzés modelljeként - azt az elképzelésünket vázoltuk, amely szerint a lapos dendritfa (általában) két önálló elágazási rendszerre oszlik, amelyekben a sejthez érkező bemenőjelek (az idegsejtekre általában jellemző) lineáris/arányos integrációban olvadnak össze és képeznek kis-spike mintázatot. Mivel azonban mindkét mintázat lejut a sejt kimeneti pontjához (axondomb), és ott tovafutó, teljes méretű kisüléseket vált ki, végül is a Purkinje-sejt olyan ugráló-galoppozó működésmintát képez, ami a megosztott dendritfában zajló fázisérzékeny, nemlineáris integráció egyenes következménye.


Azt a régóta megoldatlan kérdést, hogy mi a szerepe a kb. 80 ezer bemeneti csatorna mellett a Purkinje-sejten végződő egyetlen kúszórostnak, olyan diagrammon vizsgáltuk, ahol fent a ritmusos, egymástól kismértékben eltérő frekvenciájú mintázatok fáziskésés-diagramját ábrázoltuk. Látható, hogy a kúszórotválaszok megszakítják a fuggvényt és az extrapoláció szerint a spike-sorozatok nulla fáziskéséssel – tehát egyszerre indulnak újra. Ez az eddig ismert egyetlen közvetlen bizonyítéka annak a régi feltételezésnek, hogy a kúszórost teljesen kisüti/depolarizálja sejtet, letörli a dendritfa pillanatnyi információs mintázatát, és …


…Még izgalmasabb a kép, amikor a kúszórostválasz után konzekvensen megváltozik a fáziskésés-diagram meredeksége! Ez logikai/matematikai alapon bizonyítja, hogy (változatlan bemeneti jelszintnél) tartósan megváltozott legalább az egyik jelsorozat frekvenciája. Ez egyértelműen jelzi, hogy módosult a bemenő és kimenő jelek közötti logikai/informatikai kapcsolat! (A jelenség neve heteroszinaptikus modifikáció) Ez egyben a szenzomotoros adaptáció (ill. a motoros tanulás) alapjelenségének egyetlen ismert bizonyítéka.


A szenzomotoros adaptáció alapjelenségeivel foglalkozó kutatásainkat a Magyar Űrkutatási Iroda témapályázat keretében támogatja (TP 138).

Dr.Simon László
SOTE Anatómiai Intézet

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Űrtudomány
Földmegfigyelés
Mikrogravitáció
Navigáció és távközlés