TUDOMÁNY
A Rovatból

Olyan agysejtek is szerepet játszhatnak az alvásban, amelyekre eddig nem is gondoltak a tudósok

Az idegsejtek táplálásáért és a „takarításért” felelős úgynevezett asztrocita sejtek szerepe kulcsfontosságú lehet, és ez a felfedezés segíthet például az Alzheimer-kór megértésében is.


A tudósok hosszú évtizedek óta vizsgálják az agy idegsejtjeinek viselkedését, hogy megértsék, mi történik velünk, miközben alszunk. Nemrégiben a Technology.org számolt be a Kalifornia Egyetem egyik kutatásáról, amely azonban nem a neuronok szerepére fókuszált, hanem az úgynevezett asztrocita sejtekre, amelyek csillagszerű alakjukról kapták a nevüket. Azt találták, hogy ezek a táplálásért és "takarításért" felelős sejtek nagyon is befolyásolhatják, meddig és milyen mélyen alszanak az állatok.

"Mindig csak a főszereplőkre, a neuronokra koncentráltunk, és az ilyen szürke, takarító személyzetre úgy néztünk, mint aki nem is létezik, nem is fontos. Pedig csak akkor látjuk, hogy megbénul egy rendszer, ha nem szállítják el a szemetet. Ez pontosan így van az agy kapcsán is"

- magyarázza a kutatási eredményeket Dr. Szakács Zoltán neurológus, alvásszakértő, a SomnoCenter főorvosa.

Az alvás tudományos vizsgálatában a 20. század elején az elektrofiziológia hozta el az első nagy áttörést. A tudósok akkor jöttek rá, hogy éber állapotban más az agyi elektromos tevékenység, mint alvás közben. "A hatvanas években azután felfedezték, hogy az alvásnak különféle ciklusai vannak, amelynek során az agyi elektromos tevékenység is változik” - mondja Dr. Szakács Zoltán.

Bár azóta is sok új ismerettel gazdagodtunk, az alvás körül még mindig rengeteg a rejtély. “A modern vizsgálatokkal, mint az MRI, már azt is látni, hogy agyunk bizonyos területei alvás közben nagyon aktívan dolgoznak. Az agy nem egységes szervként működik, hanem szigetszerűen, különféle hálózatokban, ugyanis a sejtek egymáshoz kapcsolódva aktiválják egymást. Alvás közben egy sor dolog történik: különféle hormonokat termelünk, konszolidáljuk a memóriánkat, megújítjuk a homloklebenyünket."

Az alvás

Minden élő szervezetnek reagálnia kell valahogy a Föld forgására, vagyis arra, hogy világos vagy sötét van. Még a növények és az egysejtűek is reagálnak. Minél bonyolultabb az idegrendszeri struktúra, annál cizelláltabb a válasz.

Az embereknél a látóideg kereszteződése fölött van az az agyi központ - az úgynevezett szuprakiazmatikus mag, - amely tartalmazza a belső óránkat. "Ez a központ a szemből jövő információból tudja, hogy sötét van vagy világos, és sötétben parancsot ad a közelben lévő tobozmirigynek a melatonin-termelésre. Ezután a vérárammal elönti a magas melatoninszint a szervezetet."

Minden egyes sejtünkön van egy receptor, amely érzékeli a melatonin-koncentrációt, így állnak át a szervek és a sejtek alvási üzemmódba. Ez az a vezérlés, amelyen keresztül agyunk el tudja érni a szervezetünket.

Asztrociták

"Az alvásvizsgálatokban eddig csak idegsejtekben gondolkoztunk, elfelejtkeztünk arról, hogy az idegsejtek között vannak úgynevezett támasztó sejtek is. Ezek az asztrociták" - mondja Dr. Szakács Zoltán.

Az asztrociták az idegsejtek 25-30%-át teszik ki, az idegsejtek közti kommunikációért felelősek.

"Egy idegsejt körülbelül ötvenezer membrántól kap és százezernek ad információt. És ebből van körülbelül ötmilliárd. Olyan bonyolult összefüggések tárháza az agykéreg, amit fel sem foghatunk. Ezt a töménytelen agysejtet valahogy életben kell tartani. Tápanyagot, vizet, cukrot, oxigént kell nekik adni. Valamint a különféle salakanyagokat el kell távolítani. De az idegsejtek sosem érintkeznek az erekkel, amelyek szállítják az oxigént és a szén-dioxidot. Van közöttük egy olyan sejt - ez az asztrocita, - amelyen keresztül történik a transzport. Ez tulajdonképpen egy burok az idegsejt és a vér között, amelynek a funkciója a védelem."

A fontos funkciót ellátó asztrocita sejtekre eddig viszonylag kevés figyelem hárult. A mostani klinikai kutatás szerint azonban az asztrocitáknak kulcsszerepük van az alvásban is.

"Ha nem működik jól ez a funkció, akkor az általa gondozott sejt sem fog jól működni, és a működés zavarait, az alvás úgynevezett hármas funkciójának a zavarait vonja maga után, vagy az anyagcseréjét."

A felfedezés hozzásegíthet az alvászavarokhoz kapcsolódó agyi betegségek, például az Alzheimer-kór megértéséhez. "Ott is kóros anyagok szabadulnak fel, olyan, mintha nem szállítaná el azokat a szervezet. Mintha sztrájkolnának a kukások és otthagynák a szemetet az idegsejtben, amitől az megbénul. Ez a zavar érinti a memóriát és felemészti a rendszert" - magyarázza Dr. Szakács Zoltán.

A jelenleg állatkísérleteket végző kutatók előtt persze még hosszú út áll. A magyar neurológus szerint egyelőre még keveset tudunk arról, hogy az asztrociták milyen befolyást tudnak gyakorolni az idegrendszerre, a nem megfelelő működésük miért okoz különböző betegségeket, és miért játszanak nélkülözhetetlen szerepet az alvásban.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Népszerű
Ajánljuk
Címlapról ajánljuk


TUDOMÁNY
A Rovatból
Afrika a vártnál gyorsabban szakad ketté, új óceán van születőben
Geológusok megállapították, hogy a földkéreg egy kritikus vastagság alá vékonyodott a Nagy Afrikai Hasadékvölgyben. A folyamat végén, néhány millió év múlva egy új óceán jöhet létre, ahogy az Indiai-óceán vize elárasztja a mélyedést.


Geológusok megállapították, hogy az afrikai kontinens a vártnál gyorsabban halad a kettészakadás felé. A Nature Communications című tudományos folyóiratban megjelent tanulmány szerint egy aktív hasadék Kelet-Afrikában elérte a „kritikus küszöböt”, és a folyamat végén egy új óceán születhet – írta meg a ScienceAlert. A „hamarosan” persze geológiai léptékben értendő, ami még néhány millió évet jelent.

„Azt találtuk, hogy a szakadás ebben a zónában előrehaladottabb, és a kéreg vékonyabb, mint ahogy bárki gondolta”

– mondta Christian Rowan, a Columbia Egyetem geotudósa.

A kutatók a Kelet-afrikai-árokrendszer egy meghatározott részére, a Kenyán és Etiópián áthúzódó, több száz kilométeres Turkana-hasadékra fókuszáltak. Korábbi szeizmikus mérések újraelemzésével megállapították, hogy a földkéreg a hasadék közepén mindössze 13 kilométer vastag, míg a peremeken meghaladja a 35 kilométert.

Ez a vékonyodás jelzi az úgynevezett „kivékonyodás” vagy „nyakazódás” fázisát. Amikor egy kontinens kérge 15 kilométernél vékonyabbra nyúlik, a szétszakadás gyakorlatilag elkerülhetetlenné válik. „Minél vékonyabb lesz a kéreg, annál gyengébbé válik, ami elősegíti a hasadás folytatódását” – magyarázta Rowan.

A folyamat hátterében az áll, hogy az Afrikai-lemez két részre válik: a kontinens nagyját hordozó, hatalmas Núbiai-lemezre nyugaton, és a kisebb Szomáliai-lemezre keleten. Ez utóbbihoz kapcsolódik az a térség is, amely Madagaszkár szigetét is magában foglalja, bár a geológusok itt különálló, kisebb mozgó egységeket, például Lwandle-mikrolemezt is azonosítottak.

„Elértük a kritikus küszöböt”

– erősítette meg Anne Bécel geofizikus, a tanulmány társszerzője.

Pár millió év múlva a kivékonyodás fázisát az óceánosodás követi. A kéreg annyira elvékonyodik, hogy a mélyből feltörő magma új óceáni medencét és tengerfeneket hoz létre, amelyet az Indiai-óceán vize tölt majd fel. Egy ehhez hasonló, előrehaladottabb folyamat már most is megfigyelhető az északkelet-afrikai Afar-mélyföldön.

A felfedezés legérdekesebb része az emberi evolúcióra vonatkozó következtetése. A kutatók szerint a Turkana-hasadékban a kivékonyodás körülbelül 4 millió évvel ezelőtt kezdődött, egy heves vulkáni tevékenységet követően. Ez egybeesik a térségben talált legkorábbi emberelőd (hominin) kövületek korával.

A folyamat felgyorsította az üledékképződést, ami tökéletes körülményeket teremtett a fosszíliák megőrződéséhez. Lehetséges tehát, hogy ez a terület nem azért számít az emberiség bölcsőjének, mert ott zajlottak volna kiemelkedő evolúciós események, hanem mert a geológiai folyamatok kivételesen jó állapotban konzerválták az ott élt élőlények maradványait.

„Úgy véljük, ezek a tektonikus változások alapvető szerepet játszottak a Turkana-tónál lévő Nagy Afrikai Hasadékvölgy kivételes paleoantropológiai leletanyagának kialakításában”

– írják a kutatók.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk
TUDOMÁNY
A Rovatból
A világon elsőként nálunk gyógyítják anyatejjel az oxigénhiánnyal született kisbabákat, egy márciusban született kisfiú is megkapja a kezelést
A Semmelweis Egyetem klinikáján orron keresztül juttatják be az anyatejet az agykárosodott babák szervezetébe. A kutatók szerint az anyatejben lévő őssejtek segíthetik az agy regenerációját, a módszer biztonságosságát pedig már igazolták.


Anyatejet csepegtetnek egy apró fecskendővel egy oxigénhiánnyal született kisbaba orrába a Semmelweis Egyetem klinikáján – egy világszinten is úttörő magyar módszerről számolt be csütörtök este az RTL Híradó.

A forradalminak tűnő eljárással az oxigénhiány miatt agykárosodott újszülöttek agyának regenerációját próbálják segíteni. A speciális terápiát a világon először alkalmazták így, a kezelést egy márciusban született kisfiú is megkapja. A lényege, hogy a babáknak 28 napon keresztül, naponta kétszer, orron keresztül juttatják a központi idegrendszerükbe a saját édesanyjuktól származó tejet. A márciusi kisfiú édesapja a Híradónak arról beszélt, miért éltek a felajánlott lehetőséggel.

„Nyilván az ember szívesen részt vesz ilyenkor ebben, igazából mindenben, ami egy kicsit növeli a gyermek gyógyulási esélyeit, vagy felgyorsítja ezt.”

Az apa azt is hozzátette, szimpatikus volt számukra, hogy egy teljesen természetes anyagról van szó. De hogyan is működik pontosan a módszer? A kutatók szerint az anyatejben lévő őssejtek és más értékes anyagok – például idegsejt-növekedési faktorok – így felszívódva segíthetik az agy gyógyulását. A kutatás egyik szerzője, Dr. Méder Ünőke egy szemléletes hasonlattal írta le a folyamatot.

„Mi ezt úgy képzeljük el, hogy az őssejt bejut a központi idegrendszerbe, és ott mint egy karmester, különböző faktorokat kibocsájtva segíti az idegrendszer regerenációját.”

Az eljárás nem előzmény nélküli. A Semmelweis Egyetem kutatócsoportjának megvalósíthatósági és biztonságossági vizsgálatát a Pediatric Research nevű rangos szaklap közölte. A módszert korábban már sikeres állatkísérletek is igazolták, Németországban és Kanadában pedig koraszülötteken alkalmazták. A szakemberek ugyanakkor hangsúlyozzák: a terápia jelenleg kizárólag újszülötteken alkalmazható, és ők is csak a saját édesanyjuk anyatejét kaphatják meg a kezelés során.

A hatásosságot egyelőre nem bizonyították, a jelenlegi adatok a kezelés biztonságosságát és megvalósíthatóságát igazolják.

A terápia hatékonyságát egy most is futó, nagyobb, úgynevezett randomizált, kontrollált vizsgálat (NEO-BRIGHT) fogja tisztázni a Semmelweis Egyetemen.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk

TUDOMÁNY
A Rovatból
Egy magára hagyott SpaceX-rakéta csapódik a Holdba nemsokára, új kráter képződhet miatta
Bill Gray csillagász számításai szerint egy 2025-ben indított Falcon 9 rakétafokozat éri el a Holdat. A becsapódás szerinte nem veszélyes, de egy új krátert hozhat létre a felszínen, ami később tudományos vizsgálatok tárgya lehet.


Egy tavaly útnak indított Falcon 9 rakéta felső fokozata csapódhat a Holdba augusztus 5-én, magyar idő szerint reggel 8 óra 44 perckor – számolt be róla a Rakéta.hu. A magára hagyott, sodródó űreszköz pályáját Bill Gray csillagász, a Project Pluto nevű kutatás vezetője számította ki, aki szerint a becsapódás várhatóan új krátert hoz majd létre a Hold felszínén.

A rakétafokozatot 2025 elején indították, hogy két holdszondát, a sikeresen leszálló Blue Ghostot és a leszálláskor kudarcot valló Resilience-t juttassa célba. A küldetés teljesítése után a kiégett alkatrészt a Föld–Hold rendszerben hagyták keringeni.

„Ez senkire sem jelent veszélyt, de rávilágít arra a bizonyos gondatlanságra, ahogyan a hátrahagyott űreszközöket, vagyis az űrszemetet kezeljük” – fogalmazott Bill Gray.

A Falcon 9 fokozata által létrehozott új kráter azonban később tudományos vizsgálatok tárgya lehet, segítve a kutatókat a Hold felszínének jobb megértésében.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk

TUDOMÁNY
A Rovatból
Hatalmas magyar tudományos áttörés hozhatja el a gyógyszerfejlesztés új korszakát
Magyar kutatók részvételével olyan módszert mutattak be, amely a kvantumkémia legnehezebb problémáit is képes kezelni. Az eljárás felgyorsíthatja a bonyolult enzimek, például a citokróm P450 májenzim modellezését, ami kulcsfontosságú a gyógyszerkutatásban.


Magyar kutatók részvételével olyan módszert mutattak be, amely a kvantumkémia különösen nehéz számítási feladataiban hozhat előrelépést. A fejlesztés lényege, hogy a mesterséges intelligenciára optimalizált hardverekkel is lehetséges olyan, korábban túl bonyolultnak vagy túl költségesnek tartott rendszereket modellezni, amelyek felgyorsíthatják új katalizátorok, félvezetők és gyógyszerek tervezését.

A HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont és az Eötvös Loránd Tudományegyetem munkatársai olyan új számítási módszert dolgoztak ki, amely lehetővé teszi a legbonyolultabb molekuláris rendszerek modellezését.

A módszer kidolgozásában Legeza Örs, a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos tanácsadója és Menczer Andor, az ELTE PhD-hallgatója vett részt.

A kutatók két rendkívül összetett rendszert, a légköri nitrogén megkötésében kulcsszerepet játszó FeMoco nevű vas–molibdén kofaktort, valamint a számos vegyi anyag lebontásáért felelős citokróm P450 májenzimet vizsgálták meg sikeresen.

A munka egy széles körű nemzetközi együttműködésben valósult meg, amelyben az Nvidia, a Sandbox AQ, a Müncheni Műszaki Egyetem és a Pacific Northwest National Laboratory szakemberei vettek részt – írta az amerikai kutatóközpont a honlapján.

Legeza Örs, a HUN-REN Wigner Fizikai Kutatóközpont tudományos tanácsadója szerint az eredmény új távlatokat nyit.

„Azzal, hogy a vegyes pontosságú DMRG módszerrel kémiai pontosságot értünk el, gyakorlati utat nyitottunk a következő generációs Blackwell rendszerek alkalmazásához a katalízis, a bioszervetlen kémia és az anyagtudomány területén” – fogalmazott.

A kutatás során bebizonyosodott, hogy a mesterséges intelligencia fejlesztésére tervezett grafikus processzorok (GPU-k) nemcsak gyorsak, hanem a kvantumkémiai számításokhoz szükséges pontossággal is rendelkeznek.

A fejlesztés hosszabb távon hozzájárulhat ahhoz, hogy a ma még szuperszámítógépeket igénylő kvantumkémiai szimulációk rutinszerűbbé váljanak. A módszer segítheti a bonyolult molekuláris rendszerek számítógépes modellezését, ami felgyorsíthatja új katalizátorok, félvezető anyagok és gyógyszerek tervezését.

Sotiris Xantheas, az amerikai Pacific Northwest National Laboratory számítási kémikusa a felfedezés jelentőségét hangsúlyozta.

„Tanulmányunk megmutatja, hogy a mesterségesintelligencia-orientált hardver nemcsak gyors, hanem nagy pontossággal képes kezelni az erősen korrelált kvantumkémiai problémákat a számítási lehetőségek határán belül” – mondta.

Legeza Örs neve korábban egy személyes hangú koronavírus-beszámoló miatt is szerepelt a sajtóban. A járvány idején egy megrázó írásban dokumentálta saját, súlyos lefolyású betegségének történetét és kórházi kálváriáját.

A fizikus akkor úgy fogalmazott:

„Olyan fájdalomra ébredtem, amilyet még soha nem éreztem.”

Az új módszerrel a kvantumkémia legnehezebb problémái is nagy pontossággal kezelhetővé válnak az MI-feladatokra tervezett hardvereken. Hosszú távon ez azt jelentheti, hogy a ma még szuperszámítógépes luxusnak számító számítások mindennapossá válhatnak, ami felgyorsíthatja az anyagtudományi és gyógyszerfejlesztési kutatásokat.

Via HUN-REN


Link másolása
KÖVESS MINKET: