Magyar kutatók felfedezték az idegsejtek közötti kommunikációs kód egyik rejtélyét. Az eredmények új perspektívákat nyithatnak a neurológiai kutatások terén, és hozzájárulhatnak a különböző idegrendszeri betegségek jobb megértéséhez. A kutatás során alkal
A legújabb közlemény szerint a kutatók az axonok eltérő átmérőjű szegmenseiben tanulmányozták az akciós potenciálokat, és felfedezték, hogy ezek a jelek autentikus digitális formában teszik lehetővé az idegsejtek közötti hatékony kommunikációt. Az axonok kicsi mérete eddig akadályozta a hasonló részletességű mérések elvégzését. A kutatás eredményeit a Plos Biology folyóirat publikálta.
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 kutatócsoportja, Szabadics János irányításával, korszerű technológiai megközelítésekkel vizsgálta az akciós potenciálok viselkedését az axonok eltérő átmérőjű szakaszaiban. A kutatás elsődleges fókuszában a hippokampusz területén található moharost axonjai álltak. Ezek az axonok nemcsak apró méretű végződésekkel, hanem különösen nagy, óriás terminálokkal is rendelkeznek. Az elektrofiziológiai mérések, optikai technikák és számításos elemzések alkalmazásával a kutatók megállapították, hogy az akciós potenciál formája konzisztens marad a különböző axon szakaszokban.
A HUN-REN KOKI kutatása során felfedezték, hogy az akciós potenciál formájának stabilitásáért felelős tényezők között a különböző ioncsatornák egyenlőtlen eloszlása áll. Különösen a káliumcsatornák egy specifikus csoportja, a Kv1 család játszik kulcsszerepet ebben a folyamatban, mivel ezek nem oszlanak el egyenletesen az axonok mentén. A keskenyebb axonszakaszokban, ahol az elektromos impulzusok normál körülmények között lassulnának, a Kv1 csatornák aktivitása fokozódik, így felgyorsítják az akciós potenciál terjedését. Ennek eredményeként az akciós potenciál formája függetlenül az axon különböző átmérőjétől, állandó marad. Ez a jelenség lehetővé teszi, hogy az axon mentén haladó akciós potenciál egy valódi digitális jelként működjön, biztosítva a zökkenőmentes információátvitelt.
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 - olvasható a közleményben.
