Milliárd eurós elmetérkép
Az Európai Bizottság által kezdeményezett, jövőbeni és feltörekvő technológiák fejlesztésére irányuló FET (Future and emerging technologies) programra jelentkező huszonhárom pályázatból 2011-ben hat témát választottak ki részletes kidolgozásra. Olyanokat, amelyek eredményei tudományos áttöréssel kecsegtetnek. Végül két terület, az agykutatás és a grafén további vizsgálata kapott kiemelt támogatást – a grafénos vonalon nem, az agykutatásban ellenben a magyarok is ott vannak.
Az emberi agy működésének pontosabb megértésére koncentráló, 1,19 milliárd euróval támogatott programban 2013–23 között a kontinens 87 tudományos intézménye vehet részt. Magyarországról a 2011-es Agy-díjas Freund Tamás akadémikus által vezetett MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet (KOKI) kapcsolódik be. „A mi intézetünk, mint az agykutatás egyik európai fellegvára, nem maradhatott ki a munkából” – mondta lapunknak Freund professzor.
Az Emberi Agy Projekt a világ legnagyobb számítógépes kísérleti létesítményét kívánja létrehozni: ennek célja az agy mindeddig legrészletesebb modelljének elkészítése, az agy működésének tanulmányozása, valamint az idegrendszer betegségeinek jobb megértése. A programban alapvető a magyarok munkája, hiszen ha az adattárat korrekt biológiai információkkal akarják feltölteni, az adatokat valakinek elő kell állítania. Mások mellett a KOKI munkatársai szolgáltatják a szükséges adatokat. „A mi munkánk alapvető, hiszen ha olyan modellt állítanak fel, aminek nincs köze a biológiához, nem lesz értelme az egésznek.”
Az informatika és az agykutatás együttműködése már eddig is számos kiemelkedő eredményt hozott – megjelentek például az agyba ültethető chipek. Ilyen az az eszköz, amely húsz perccel az epilepsziás roham kitörése előtt érzékeli az agyműködés változását. A chip azonban nemcsak regisztrálja a veszélyt, hanem arra is képes, hogy megakadályozza a roham kialakulását. A robotvégtagok agyvezérelt mozgatása is hatalmas fejlődésen ment keresztül. A robotokat irányító elektródát – ez fordítja le az agy által kiadott parancsot elektromos jellé – már nem a motoros kéregbe építik, hanem a fali lebenybe, ami azért fontos, mert a mozgató parancs kiadása előtt, pusztán már a szándék alapján egy robotvégtagot lehet vezérelni. Például rávehetjük robotkarunkat arra, hogy egy poharat megfogjon, majd megitasson bennünket.
Az informatika az ideghálózatok működésének modellezését segítheti, valamint olyan szimulációkat futtathat le – azaz látszólagos kísérleteket végezhet a számítógép –, amelyekre kísérleti körülmények között nincs lehetőség. A laborban nem lehet néhány millió idegsejt elektromos jelét külön-külön elvezetni, majd azok együttműködésének fokát vizsgálni. De a legújabb funkcionális képalkotó eljárásokkal ezer idegsejt működésének elemzésére igenis van lehetőség. Számítógépes modellekkel több nagyságrenddel nagyobb sejtállomány működését is lehet modellezni, az így keletkezett hipotéziseket, jóslásokat aztán megint a biológiai kísérleteknek kell tesztelniük.
Az agykutatás egyik húzóágazata a genetikai eredetű betegségek kutatása. A skizofrén betegek genetikai állományának vizsgálatával olyan génmutációkat keresnek, amelyeknek kapcsolata lehet a betegséggel. Minél több ilyen gént találnak, annál közelebb jutunk a mechanizmus megértéséhez, és az új információk birtokában célzott kutatások kezdődhetnek. Egyre több betegségnél érnek el látványos előrehaladást az úgynevezett mélyagyi stimulációval. A Parkinson-kóros beteg, ha remeg, csak bekapcsolja a stimulátor készülékét és megszűnik a remegés. A mélyagyi stimulációval kiváló eredményeket értek el a depressziósok és a kényszerbetegek kezelésében is. Sokan nagy jövőt tulajdonítanak az őssejt terápiának is az agykutatásban.
„Agykérgi idegsejtek visszapótlását elképzelhetetlennek tartom, ugyanakkor az megvalósíthatónak tűnik, hogy dopamintartalmú idegsejteket őssejtekkel pótoljanak. Az is járható út, hogy őssejtekből gliasejteket gyártsanak – ezek alkotják az idegnyúlványok körüli szigetelőhüvelyt. A szigetelőhüvely degenerációja okozza a sclerosis multiplex nevű betegséget” – érzékeltette a lehetőségeket Freund Tamás.