A kutatócsoport neve
Alvási Oszcillációk Kutatócsoport
A kutatócsoport vezetője
Barthó Péter, neurobiológus, tudományos főmunkatárs, MTA TTK Pszichológiai és Kognitív Idegtudományi Intézet, Alvási Oszcillációk Kutatócsoport
Telefon
+36 1 382 6685
Email
bartho.peter@ttk.mta.hu
Részletes adatok
NAP 2 kutatási téma címe
A kérgi visszacsatolás hatása a talamokortikális aktivitásra
A NAP 2-ben tervezett kutatások leírása
Az agykéreg a bemenő információk feldolgozásának fő központja, így nem mindegy, pontosan milyen jelek jutnak el oda. Egy kéreg alatti agyterület, a talamusz adja a kéreg bemeneteinek többségét, ez a kapcsolat azonban nem egyirányú, az agykéreg szintén erős visszacsatolást küld a talamuszba. Feltételezések szerint ez a visszacsatolás többek között a szelektív figyelemben játszhat szerepet, a releváns ingerek átengedésével, illetve a nem releváns ingerek blokkolásával. A NAP második szakaszában a csoport ennek az agykéregből kiinduló pályának a vizsgálatára fókuszál. A klasszikus felfogás szerint az előagy állapotát (ébrenlét, felszínes, illetve mély alvás) az agytörzsben található, úgynevezett modulátoros rendszerek szabályozzák. A csoport megvizsgálja, hogy az agykéreg legalsó, hatodik rétege, mely visszacsatolást küld egyes, alvási oszcillációkat generáló régiókba, képes-e hasonlóan, helyi modulátorként befolyásolni ez előagyi körök éberségi állapotát. Az eredményeknek szerepe lehet a koncentráció, illetve figyelemzavarok jobb megismerésében.
A kutatócsoport vezetőjének szakmai bemutatása
Barthó Péter az MTA-TTK Kognitív Idegtudományi és Pszichológiai Intézetében az Alvási Oszcillációk Kutatócsoport vezetője. A Semmelweis Egyetem orvosi karán szerzett diplomát 2000-ben, majd idegtudományi PhD-t 2008-ban. 2002 és 2007 között vendégkutatóként dolgozott a New Jersey-i Rutgers Egyetemen. Kutatásának fókuszában az alvás alatti EEG ritmusok keletkezése, valamint ezek funkciója áll. Publikációinak száma 23, citációs indexe 1806, impakt faktora 221, Hirsch-indexe 17.
Kulcsszavak
alvás, agykéreg, oszcillációk, optogenetika, talamusz, agykéreg, elektrofiziológia, alvási orsók
Előzmények
NAP 1 kutatási téma címe
A talamokortikális rendszer populációs vizsgálata alvási orsó oszcillációk alatt
A NAP 1-ben elért eredmények összefoglalása
Az alvás minden élő szervezet számára nélkülözhetetlen élettani jelenség, mind az agyszövet anyagcseréje, mind a napközben szerzett memórianyomok rögzítése szempontjából. Az alvás alatt regisztrált elektroenkefalogramon az alvás mélységétől függően többféle ritmus váltakozik, pl. mély alvásban a lassú delta, míg felületesebb alvás esetén az alvási orsó oszcillációk dominálnak.
Barthó Péter kutatócsoportja a NAP1 program során az alvási orsók keletkezési mechanizmusára és funkcionális aspektusaira koncentrált. Ezek a 10-15 Hz frekvenciájú, tranziens oszcillációk az előagy talamusz nevű régiójában keletkeznek a helyi serkentő és gátlósejtek reciprok interakciójaként. Szerepük valószínűsíthető a memórianyomok rögzülésében alvás alatt, valamint a külvilág ingereinek kizárásában. Az alvási orsók megjelenését befolyásoló tényezőket vizsgálva a csoport azt találta, hogy az agyi hőmérséklet erősen befolyásolja azok gyakoriságát és milyenségét, így közvetve az alvás milyenségét is. Ez a kapcsolat kétirányú, az alvási orsókat tartalmazó alvási szakaszok megjelenése maga is helyi hőmérsékletváltozást generál.
A kutatás másik fő iránya az alvási orsók alatti információfeldolgozás. A csoport eredményei alapján valószínűsíthető, hogy az orsók nem pusztán elzárják a külvilág ingereit alvás alatt, hanem bizonyos információkat szelektíven átengednek. Feltételezhető, hogy az orsók az alvás alatti információkódolás csomagjait képezik.
A NAP 1 programhoz kapcsolódó fontosabb publikációk
Jercog D, Roxin A, Barthó P, Luczak A, Compte A, de la Rocha J.
UP-DOWN cortical dynamics reflect state transitions in a bistable network.
Elife. 2017 Aug 4;6
https://elifesciences.org/articles/22425
Ayub S, Gentet LJ, Fiáth R, Schwaerzle M, Borel M, David F, Barthó P, Ulbert I, Paul O, Ruther P.
Hybrid intracerebral probe with integrated bare LED chips for optogenetic studies.
Biomed Microdevices. 2017 Sep;19(3):49
https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs10544-017-0190-3
Fekete Z, Csernai M, Kocsis K, Horváth ÁC, Pongrácz A, Barthó P.
Simultaneous in vivo recording of local brain temperature and electrophysiological signals with a novel neural probe.
J Neural Eng. 2017 Feb 15.
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1741-2552/aa60b1/meta
Stringer C, Pachitariu M, Steinmetz NA, Okun M, Bartho P, Harris KD, Sahani M, Lesica NA.
Inhibitory control of correlated intrinsic variability in cortical networks.
Elife. 2016 Dec 7;5.
https://elifesciences.org/articles/19695
Okun M, Steinmetz NA, Cossell L, Iacaruso MF, Ko H, Barthó P, Moore T, Hofer SB, Mrsic-Flogel TD, Carandini M, Harris KD.
Diverse coupling of neurons to populations in sensory cortex.
Nature. 2015 May 28;521(7553):511-5..
https://www.nature.com/articles/nature14273
