Hogyan emlékezünk? Az emléknyomok kialakulásában milyen szerepe van a hippokampusznak, és milyen feladatok hárulnak a vele szoros kapcsolatban álló, belső kérgi területnek, az entorhinális kéregnek? A Pécsi Tudományegyetem egyik kutatócsoportja ezt kutatja, és eredményeik nemcsak az emléknyomok kezelésének jobb megértéséhez járulhatnak hozzá, de hosszú távon akár az epilepsziát okozó folyamatok befolyásához is közelebb kerülhetünk általuk.

Az entorhinális kéreg a halántéklebeny belső oldalán helyezkedik el, és a memóriaműködéshez, a térbeli navigációhoz és az időérzékeléshez kapcsolódó agyfunkciókban játszik fontos szerepet, kiterjedt agyi hálózatokat összekapcsoló központként. A hipokampusz-entorhinális rendszer főként a deklaratív memórianyomok (így az önéletrajzi, epizodikus és a szemantikus emlékezet) kezelésében vesz részt, ezek közül is kiemelten fontos a térbeli memórianyomok kialakulásában és konszolidálásában. Emellett például a szemből és a fülből jövő érzékszervi bemenetek összehangolása is történik az entorhinális kéregben.

Ezen agyterület működését kutatja a Varga Csaba neurobiológus vezette Entorhinális Kérgi Neuronhálózatok kutatócsoport, a Pécsi Tudományegyetem Élettani Intézet Szentágothai Kutatóközpontjában. A kutatás kezdetei Varga Csaba amerikai kutatásaira vezethetők vissza, amelyet az irvine-i Kaliforniai Egyetemen folytatott. Itt írták le munkatársaival az entorhinális kéreg specifikus mikrohálózatait. Ebből kiindulva kezdte e mikrohálózatokat kutatni, miután hazatért Magyarországra.

“2014-ben az entorhinális kéregben és a vele szoros kapcsolatban álló agyterületeken tetten érhető, tájékozódásban szerepet játszó központok (az agy GPS-e) felfedezéséért adták az orvosi Nobel-díjat – mondja Varga Csaba. – 15 éve fedezték fel az entorhinális kéreg grid-sejtjeit, amelyek hálózatosan helyezkednek el, a képzeletbeli háromszögek csúcspontjaiban. E grid-sejtek jelentősége az, hogy amikor az állat a térben mozog, e koordináta rendszert alkotó sejtek szabályos térközönként tüzelnek.”

Az agykutató számára azonban legalább ilyen fontos az entorhinális kéreg memóriában betöltött szerepe. Minden hipokampuszba tartó kérgi információ az entorhinális kérgen halad át. A struktúrája is különleges, jellemzően különbözik az összes kérgi területtől. Részben ez teszi lehetővé azt, hogy sajátos mikrohálózatok alakulnak ki benne. Megfigyelték, hogy az Alzheimer-kórra jellemző neuronpusztulás az elsők között az entorhinális kérget érinti. Ehhez kapcsolódik, hogy a korai alzheimeresek elveszettnek érzik magukat, eltévednek, esetleg nem találnak haza – vagyis sérül a térbeli navigációs képességük.

Csakhogy az entorhinális kéreg nem tartozik a legkönnyebben megközelíthető agyterületek közé, nehéz vele kísérletezni. Míg a hippokampusz a rágcsálók koponyafelszínétől már egy-két milliméteres mélységben megtalálható, az entorhinális kérget elég nehéz pontosan belőni. Varga Csaba kutatócsoportjában in vivo (élő állatból történő) idegi aktivitás-elvezetéseket és optogenetikai kísérleteket is alkalmaznak a kutatásaik során. Emellett in vitro kísérleteket is folytatnak, kipreparált egéragyon.

A világ legtöbb, entorhinális kéreggel foglalkozó kutatócsoportja ezen agyterület navigációban betöltött szerepét vizsgálja. Varga Csaba csoportja ettől a kérdéstől kissé eltávolodott, és inkább a memóriát, azon belül is a rövidtávú memória működését érintő kérdéseket vizsgál. Azt kutatják, hogy mely neuronok játszanak e funkcióban szerepet, és mely interneuronok szabályozzák ezt. De az entorhinális kéreg kutatásának jóval közvetlenebb orvosi alkalmazásai is elképzelhetők a jövőben. Sok epilepsziaesetnél ugyanis a rohamokat előidéző agyi folyamatok az entorhinális kéregből indulnak ki.

„A második és a harmadik agykérgi réteg piramissejtjei nagyon érzékenyek, így könnyen elpusztulnak. Mi az ennél mélyebben fekvő sejtek dentritikus gátlására vagyunk kíváncsiak. Hiszen e területen folyó jelfeldolgozás alapját jelenti az, hogy a beérkező információk továbbítása mikor gátlódik, és mikor nem. A gátlószinapszisok pedig a piramissejtek dentritjeihez kapcsolódnak. A gátlás alapvető hatást gyakorol a memória kialakulására” – mondja az agykutató.

Bár az ember memóriaműködéséről egyre többet tudunk, még mindig sok a fehér folt. Azt ma már értjük, hogy nem maga a hipokampusz vagy az entorhinális kéreg őrzi az emléknyomokat. Ezen agyterületeknek az emléknyomok feldolgozásában és bevésődésében van szerepük, a beérkező információkat kiosztják a tényleges tárolást megvalósító agyterületeknek.

Epilepsziás betegek agyába helyezett mélyelektródok elvezetéseit vizsgálva állapították meg korábban, hogy vannak az agyban olyan sejtek, amelyek konkrétan egy emlék kódolásakor és előhívásakor aktívak. El is nevezték az egyik alany egyik neuronját Jennifer Aniston-sejtnek, mert a kísérletek során, akárhányszor mutatták a betegnek Jennifer Aniston képét különböző szerepekben, ez a sejt mindig tüzelt, viszont más ingerekre pedig szinte sohasem. Vagyis előfordul, hogy egy-egy idegsejt ilyen specifikus funkciót lát el a memóriában. Máskor egész neuronhálózatok rögzítenek egy emléket, a teljes működés megértéséhez azonban még rengeteg puzzle-darabkát kell a helyére illeszteni.