Szürke Állomány, Blog az agyműködésről

Az #agyséta előző cikkeiben egyszerűen, majd részletekbe menően is átvettük, hogy egy biológiai idegsejt hogyan összegzi a rá érkező ingerületeket és a kiváltott válasz jel hogyan terjed. Most azt mutatom be hogyan lehet egyszerű matematikai leírását adni egy idegsejt jelintegrációjának. Sajnos sokan ódzkodnak a matematikától, pedig tudni kell, a matematikus alapjában lusta, mindig a legegyszerűbb leírását próbálja adni egy problémának. Sokan ott buknak el, hogy ehhez a matematikus a saját nyelvét, a képletekkel leírt egyenleteket használja.

Az agy hihetetlenül érzékeny az összefüggések, leginkább az időbeli összefüggések, felismerésére. Ez időnként egészen furcsa élményt is okozhat. Egyszer tizedmásodpercekkel azután ejtett le és tört össze valaki a konyhában egy tányért a hátam mögött, miután én megnyomtam a mikrohullámú sütő bekapcsoló gombját. Határozottan az az érzésem volt, hogy a sütő gomb megnyomására a továbbiakban is tányérok fognak összetörni. Az agy ugyanis okságokat keres a környezetében történő fontos (ijesztő, fájdalma vagy kellemes) dolgok között. Erre a legjobb az, hogyha nagyon érzékeny az időbeli összeesésekre. Persze aztán az előző cikk megerősítő rendszerei is kellenek, hogy valóban fontos-e az éppen talált összefüggés.

A memória és az érzelem cikkünkre érkező hozzászólásban szerepelt a fenti kérdés. Erről persze majd az #agysétában írunk, ha eljutunk odáig az idegsejtek működésének magyarázatában, de azért most adunk egy rövid választ.

Az agynak számos feladatot kell végeznie: választ adni, emlékezni, tanulni, ezekhez mind kicsit más feldolgozási módokba kell kapcsolnia. Mi is átrendezzük az íróasztalunkat vagy más szerszámokat veszünk elő, amikor egy másik feladat megoldására készülünk. Mint majd beszélünk róla az idegsejteknél a feladatmegosztás az, hogy a serkentő sejtek végzik az információ feldolgozását és a tanulást, a kisebbségben levő gátlósejtek pedig egyrészt biztosítják az agy biztonságos működését, másrészt szabályozzák azt, hogy az agy éppen milyen működési módban legyen. Ők a rendőrök és a rendeleteket hozó minisztériumi dolgozók, akik az agy társadalmának működését szabályozzák.

Két nemrég megjelent tudományos cikk magyarázatához következik egy kis technikai alapozás. A két cikkben az a közös, hogy mindkettő a Rózsa Balázs vezette Neuronhálózat és Dentritikus Aktivitás Kutatócsoport laboratóriumban készült és saját fejlesztésű, az agyi aktivitás vizsgálatában úttörő technikai újításokat használó 2-foton mikroszkópokat használt.

Találtam egy 105 szerzős cikket 2020ból, ami a muslinca központi agyát (mert hogy több idegdúca van a jószágnak) elektron mikroszkópos szinten 3Dben feltérképezte. Valószínűleg ez az alapja annak az eltúlzott hírnek, hogy megfejtették a muslinca agyát (lásd alant miért tartom az állítást túlzásnak).

Az előzőekben bemutattuk, hogy elő lehet állítani olyan transzgénikus egereket, melyek bizonyos sejtjeikben, azok egy jól meghatározott részén vagy egy meghatározott időben, különböző szintetikus fehérjéket fejeznek ki. Ily módon megjelölhetünk sejteket, fény hatására serkenteni vagy gátolni tudjuk őket, illetve megfigyelhetjük a sejtek működését.

De miért jobb fényt használni, mint az elektromosságot arra, hogy a sejtek aktivitását vizsgáljuk és befolyásoljuk?

Az #agyseta rovat háttérbe szorult mostanában, de szükség van további technikai alapozásra egy hamarosan bemutatandó cikkhez. Hogy adjunk egy barackot a virtuális élménynek, ma az agykutatók fegyvertárának egyik legújabb és legnagyobb ágyúját mutatom be, az Optogenetikai módszereket.

A Dehaene könyv kapcsán érkezett a kérdés.

Nem vagyok etológus, de szerintem tartani fog egy kutyától és kergetni fogja az egeret. A részletek már kérdésesebbek. A macska ösztönösen óvakodik egy nagyobb testű másiktól, még ha ragadozó is és megpróbálja megfogni ami nála kisebb, mivel ragadozó.

De ezeknek a reakcióknak az ösztönös része nagyon elnagyolt lehet, hiszen a genom nem tud precíz viselkedéseket kódolni, az alap reakciókat tanulással finomítani kell.