Menu

Hírek

« vissza « előző hír | következő hír »

A világ vezető neurobiológus tudósai adnak elő a FENS Regional Meeting konferencián

2017. szeptember 11, hétfő

A Magyar Idegtudományi Társaság és a Pécsi Tudományegyetem Idegtudományi Centruma által közösen szerveződő FENS Regional Meeting konferenciát szeptember 20-a és 23-a között rendezik Pécsett, a Kodály Központban. A plenáris előadók közt a világ vezető idegtudósai szerepelnek - köztük a Nobel-díjas Thomas Südhof és a Brain Prize-díjas Wolfram Schultz - akikkel kötetlen beszélgetés formájában is találkozhatnak az érdeklődők.

 

Thomas Südhof 2013-ban az amerikai James Rothmannal és Randy Schekmannel megosztva kapta az orvos- és élettudományi Nobel-díjat a vezikuláris transzporttal kapcsolatos kutatásai miatt. Vizsgálatai hozzájárultak annak megértéséhez, hogy a sejtek által előállított molekulák milyen mechanizmussal kerülnek a megfelelő időben a megfelelő helyre.

 

Thomas Christian Südhof 1982-ben szerezte meg a doktori fokozatot a göttingeni egyetemen. Doktori értekezését a Max Planck Intézetben írta a szekréciós granulumok biofizikai szerkezetéről, Victor P. Whittaker professzor vezetésével.

1983 és 1986 között a posztdoktori képzésben, a szintén Nobel-díjas dr. Michael S. Brown és Joseph L. Goldstein munkatársaként dolgozott a Texasi Egyetemen (University of Texas, UT), Dallasban, az LDL receptorgén szerkezetének, jelentőségének, és koleszterinfüggő szabályozásának magyarázatán.

Önálló karrierjét 1986-ban kezdte az UT asszisztens professzoraként. Munkája során áttért a koleszterin anyagcseréjéről az idegtudományra, és a szinaptikus ingerületátvitel molekuláris jellemzésének kutatásával kezdett foglalkozni. Kezdetben a neurotranszmitterek felszabadulásának mechanizmusára összpontosított, ami az első lépés a szinaptikus ingerületátvitelben, és aminek a molekuláris alapja 1986-ban még teljesen ismeretlen volt.

Később a szinapszisok kialakulásának specifikus elemzését helyezte fókuszba, vizsgálatai a szinapszisok kezdeti összeállítását közvetítő folyamatokra, fenntartásuk és megszüntetésük szabályozására, valamint azok tulajdonságainak meghatározására irányultak.

2008-ig az UT-en, Dallasban dolgozott, ahol az intézmény Idegtudományi Tanszékének alapító elnöke is volt. 2008-ban Kaliforniába költözött, ahol a Stanford Egyetem professzora, egyben a Howard Hughes Orvostudományi Intézet kutatója lett.

Jelenleg a Stanford Egyetemen dolgozik, és továbbra is a szinapszisok kialakulásának, fenntartásának és a szinaptikus kapcsolatok létrejöttének mechanizmusát vizsgálja. Dr. Marius Werniggel közösen olyan technológiát fejlesztett ki, amellyel a nem idegi eredetű sejtekből és őssejtekből idegsejtek kialakulását indukálják, és amelynek során olyan genetikailag módosított mutációkat alkalmaznak, amelyek neuropszichiátriai betegségekhez vagy idegrendszeri fejlődési rendellenességekhez kapcsolódnak.

Kutatásai nemcsak a szinaptikus transzmisszió és a szinapszisképzés alapjául szolgáló folyamatok  megértését segítették elő a tudományos közösség számára, hanem a neurológiai és a pszichiátriai betegségek, mint pl. az Alzheimer-kór, a skizofrénia és az autizmus mögötti kóros mechanizmusok megértéséhez is hozzájárultak.

Együttműködik a Howard Hughes Orvostudományi Intézet különböző kutatócsoportjaival, akikkel a szinaptikus működésben szerepet játszó gének mutációit egerekben modellezik, abból a célból, hogy elősegítsék a neurológiai rendellenességek megértését.

Számos tudományos társasági tagsága mellett Südhof tagja a „Gyógyítsuk meg az Alzheimer-kórt” Alapítvány kutatói konzorciumának is.

Wolfram Schultz a Lundbeck Alapítvány kutatói nagydíját – a Brain Prize-t – nyerte el idén két másik, az Egyesült Királyságban dolgozó neves agykutatóval együtt annak magyarázatáért, hogyan kapcsolódik össze az agyi jutalmazó rendszerek működése a tanulási folyamatokkal.

A díj nyertesei többek között megfejtették, hogyan vezethetnek az agyi jutalnazó mechanizmusok kóros megváltozásai kényszeres szerencsejátékozáshoz, drogfüggőséghez, vagy akár alkoholizmushoz.

Állatkísérleteken, matematikai modellezésen, és emberi teszteken keresztül a három díjazott bebizonyította, hogy a középagyban található, dopamint termelő idegsejtek kémiai anyag kibocsátása nem a tényleges jutalmat kódolja, hanem a várt és a valójában kapott jutalom közötti szubjektív különbséget. Tehát minél nagyobb a meglepetés ereje, annál több dopamin kerül kibocsátásra az agy magasabb szintjei felé.

A díjazottak azért kapták meg a Brain Prize-t, mert felfedezésük lehetővé tette, hogy jobban megértsük az agyi jutalmazó működéseket egészséges és kóros állapotban.

Wolfram Schultz feltérképezte az agy azon területeit, ahol a dopamin ingerületátvivő anyagot termelő neuronok találhatók, és bemutatta, hogy ezen idegsejtek hogyan reagálnak a jutalomra, valamint azt is, miként vesznek részt a viselkedés magasabb kontrolljában.

Ha a laborállat pontosan azt a jutalmat kapja, amit várt, akkor a dopamint termelő neuron aktivitási szintje a jutalmazás pillanatában enyhén növekszik. Ha a jutalom nagyobb a vártál, vagy meglepetésszerű, akkor ez drámai növekedést hoz a dopamin sejtek aktivitásában. Ám ha a jutalom kisebb a vártnál, vagy teljesen elmarad, akkor az aktivitás szintje átmenetileg drasztikusan lecsökken.

Schultz professzor és munkacsoportja azt is bebizonyította, hogy amennyiben a jutalmazás ideje előre megjósolhatóvá válik, akkor az idegsejtek aktivitása fokozatosan áttevődik a jutalmat előre jelző ingerek időpontjára, ezzel bizonyítva a dopamin sejtek szerepét a jutalommal kapcsolatos tanulási folyamatban. Mivel az információfeldolgozó rendszerek explicit módon leképezhető jelekkel működnek (mint pl. az idegsejtek nagyon rövid idejű elektromos kisülései), a kutatócsoport munkatársai előbb ezeket a jeleket regisztrálják és karakterizálják, majd ez alapján részletesen feltárják az érintett neuronhálózatok működését. Így nemcsak a jutalmazás alapjelenségei, hanem a jutalommal összefüggő döntési folyamatok is vizsgálhatókká válnak, beleértve a jutalommal kapcsolatos előjelzési (predikciós) hibákat, a jutalom szubjektív értékét (pl. a gazdasági hasznosságot), a jutalom várható valószínűségét, és a jutalommal kapcsolatos kockázati (risk) változókat egyaránt.

Wolfram Schultz a heidelbergi egyetemen diplomázott orvosként. Posztdoktori kutatóként Németországban, az USA-ban és Svédországban dolgozott, majd a svájci Fribourgi Egyetemen alapított laboratóriumot. Ezt követően az Egyesült Királyságban telepedett le. Jelenleg is a cambridge-i egyetem kitüntetett professzora, valamint a brit Királyi Természettudományos Akadémia (Royal Society) rendes tagja.

Schultz professzor és munkacsoportja a viselkedési, neurofiziológiai és az idegrendszeri képalkotási technikákat bravúrosan ötvözve feltárta a tanulás, a cél által vezérelt viselkedés, és a gazdasági jellegű döntéshozatal mögött rejlő alapvető idegrendszeri folyamatokat. A munkacsoport matematikai módszerek és a játékelmélet ötvözésével fényt derített a jutalmazással kapcsolatos tanulás, valamint a kockázati alapú döntés idegrendszeri folyamataira is. Mindezt egyrészt egyedi neuronok működésének elemzésével bizonyították állatkísérletes modellekben, másrészt képalkotási (fMRI) technikával az emberi agy jutalmazás szempontjából kulcsfontosságú területeinek vizsgálatával: pl. a középagyi dopamin sejtek, a törzsdúcrendszer, az orbitofrontális kéreg, az amygdala.

Schultz professzor munkásságának hosszútávú hatása az, hogy a kutatók közelebb kerültek az agyi jutalmazási működések kóros állapotai, például az addikciók hátterének megértéséhez, ami segítheti a hatékony terápiák fejlesztését.