Kiderült, hogyan méri az időt az agy

A Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) idegkutatói olyan idegsejtcsoportokra bukkantak a főemlősök agyában, amelyek rendkívül pontosan kódolják az időt. A neuronok két összeköttetésben álló agyterületen, a prefrontális kéregben (a homloklebeny elülső része) és a striatumban helyezkednek el. Mindkét területről tudott, hogy létfontosságú szerepet tölt be a tanulásban, a mozgásban és a gondolkodás irányításában.

Az egyedi cselekedetek időzítése - legyen szó akár beszédről, autóvezetésről vagy zenélésről - nagyon pontos szabályozást követel meg. Noha mindennapi életünk rendkívüli mértékben függ ettől a figyelemreméltó képességtől, meglepően keveset tudunk arról, hogyan jelenik meg az idő az agysejtek aktivitásában. A MIT idegkutatóinak fölfedezése - amelyről az Amerikai Tudományos Akadémia folyóiratában (PNAS) számoltak be - közelebb visz ennek az alapvető kérdésnek a megválaszolásához.

A MIT kutatócsoportja Ann Graybiel professzor vezetésével két makákómajmot tanított be egy egyszerű szemmozgatási feladatra. Miután a majmok megkapták a "rajtjelet", a saját sebességüknek megfelelően hajthatták végre a feladatot.

A kutatók azt tapasztalták, hogy a prefrontális kéregben és a striatumban lévő neuronok jellegzetes, milliszekundumokban (a másodperc ezredrésze) mérhető időközönként sültek ki a "rajtjel" után. Akárcsak egy stopperóra, ezek a neuronok finom osztású időzítést adtak több másodperces időszakon át. Ezeknek a neuronoknak az összesített aktivitása olyan "időbélyegeket" szolgáltatott, amelyek kevesebb mint 50 milliszekundumos pontossággal képesek voltak meghatározni bármely adott időpillanatot. Ez a pontosság több mint elégséges a legtöbb viselkedés időzítéséhez.

Az egyelőre még rejtély, hogyan képes előállítani az agy ezt az időkódot, és miként használja fel a viselkedés és a tanulás szabályozására. Ennek ellenére a kutatók már a fölfedezés jövőbeni hasznosíthatóságán gondolkodnak. Az agy természetes időkódjának kiolvasási lehetősége megkönnyítheti az idegi vezérlésű művégtagok kifejlesztését olyan betegségek esetén, amilyen a Parkinson-kór. Ebben a betegségben ugyanis a prefrontális kéreg és a bazális ganglionok összeköttetései megszakadnak, és károsodik a mozgások időzítésének szabályozási képessége.

Forrás: PNAS