Elfelejthetjük a spagettit
Az emberi agyban az idegsejtek közötti kapcsolatok lehetséges száma nagyobb, mint a világegyetemben található atomoké. Az idegsejtek idegrostokon keresztül megvalósuló, leginkább egy nagy tál összegubancolt spagettiként elképzelhető, eddig ismeretlen kapcsolódási hálózata százszor bonyolultabb egy, a föld teljes telefonhálózatát magában foglaló rendszernél. Joggal tartják hát az emberi agyat az ismert univerzum legbonyolultabb objektumának.
Az összegubancolt spagettit, úgy tűnik, elfelejthetjük! Amennyiben a bostoni Massachusetts General Hospital egyik kutatócsoportja vezetőjének, Van J. Wedeennek igaza van, ez az elképesztő komplexitás egy csábítóan egyszerű alapszerkezetre épül, amit mágneses rezonanciás képalkotó eljárással (MRI) nemrégiben fedeztek fel. Eredményeikről a Science tudományos szaklapban számoltak be. Ha az agytekervényeket összenyomjuk, állítja Wedeen, az agy idegrostjai egy háromdimenziós rácsnak látszanak. Ez a 3D-s rács az agy fejlődésével és evolúciójával kapcsolatos titkokat tárhat fel, és megmutathatja a neurológiai és pszichiátriai rendellenességek összefüggéseit a hibás agyszerkezetekkel.
Vajon agyunk tényleg egy ilyen rácsszerkezethez igazodva rendeződik, épül fel? Vagy a 3D-s szerkezet csupán egy még bonyolultabb geometria része? Az agysejtek kapcsolati hálóját feltérképező Human Connectome Project egyik vezetője, David Van Essen szerint ezt még nem lehet tudni. (A 2009-ben indított Human Connectome Project jelentősége az 1990 és 2006 között végzett Human Genom Projectével vethető össze, melynek során feltárták a teljes humán genomot, és azonosították a benne található gének zömét.)
Az agykutatók évek óta használják a víz szöveteken való áthaladásának nyomon követésére használt ún. diffúziós MRI-t az agyban található idegrostok elemzésére, hogy megtudják, hogyan kapcsolódnak az egyes agyi területek egymással. Wedeenék egy hasonló, diffúziós spektrum MRI-nek nevezett eljárással térképezték fel az idegrostokat, mely módszerrel a rostok kereszteződései is megjeleníthetőek. Embereken és egyéb főemlősökön végzett vizsgálatokból derült fény a párhuzamosan futó és egymáshoz képest derékszögben álló rostokból álló rétegek bonyolult, 3D-s szőtteshez hasonlatos rácsszerkezetére.
Az említett rácsszerkezet az alacsonyabb rendű főemlősökben, pl. a bozótbébikben a legnyilvánvalóbb. Ahogy felfelé haladunk a főemlőstörzsfán, progresszíven nő a hajlatok és a redők száma, az alaprácsszerkezet azonban mindenhol megmarad. Mi több, egy előre „bedrótozott” rácsszerkezet magyarázattal szolgálhat arra is, miként képesek agysérülés után felépülni, az elveszett agyi funkciókat visszanyerni a betegek új idegi kapcsolatok kiépítésével.
A 3D-s szerkezet olyan térbeli koordináta-rendszert is biztosíthat, mely egységesíti az agyi anatómiai eltérések és a különböző neurológiai és pszichiátriai rendellenességek közötti összefüggések feltárására irányuló vizsgálatokat. Ezeket eddig jelentősen gátolta az egyénenkénti nagy eltérés, emiatt nehéz volt úgy összevetni az agyi felvételeket, hogy a speciális szerkezetekben eltéréseket lehessen felfedezni.
A rácsszerkezet később az agysérülések gyógyítására szolgáló szövettenyészetek készítésében vagy neurodegeneratív betegségek kezelésében is segíthet. Elvben a rácsot utánzó „támasztékon” végzett szövettenyésztés sokat lendíthet a tenyésztett szövetek idegsejtekkel való kapcsolatának létrehozásán a beültetés után.
Sok agykutató számára vonzó a rácsszerkezet, ám egyesek kétlik, hogy csak erről lenne szó. Van Essen például attól tart, hogy a kutatók az egész agyra kivetítve túlegyszerűsítették és túlságosan is általánosították a rácsszerkezetet. Szerinte az agy egyéb orientációjú, ide-oda kapcsolódó idegsejteket is tartalmaz. Marsel Mesulam idegi agykutató szerint a diffúziós MRI nem mikroszkóp, ezért nem képes közvetlenül detektálni az idegrostokat. A technikából adódóan elképzelhető, hogy a készülékbeállítás vagy az adatelemzés módosításával változik a vizsgált kép is. Marco Catani diffúziós MRI-specialista szerint pedig Wedeenék módszerében valószínűleg elvesznek azok az idegrostok, melyek 70 foknál kisebb szögben keresztezik egymást. Wedeen azonban határozottan állítja, ha az ilyen idegrost-kereszteződések általánosak lennének, akkor ők is láttak volna ilyeneket, ám egy második diffúziós képalkotó technika is hasonló eredményeket hozott.
Előbb-utóbb kiderül, kinek van igaza, hiszen agykutatók különböző módszereket használva már neki is láttak a kérdés sziszifuszi munkával való tisztázásának.
