Lenkei Nóra és Najbrandt Máté, a fiatal kutató házaspár, akik pályájukat a Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetben kezdték, hét év Oslói Egyetemen töltött idő után tértek vissza Magyarországra, hogy csatlakozzanak a BrainVisionCenterhez. Kutatásuk azt vizsgálja, hogyan tájékozódnak és tanulnak az egerek ismert és teljesen új környezetekben. A virtuális valóság rendszert használva az egerek egy hungarocel keréken futnak, miközben színes, számítógép által generált folyosók jelennek meg a monitorokon. Ez a módszer lehetővé teszi a kutatóknak, hogy megfigyeljék, hogyan alakulnak ki a hippokampuszban a belső térképek, és hogy bizonyos idegsejttípusok miként befolyásolják az állatok tájékozódóképességét, jutalmak felfedezését és az új környezetekhez való alkalmazkodást. Eredményeik rámutatnak arra, hogy ezeknek a sejteknek kulcsszerepük van a térbeli navigációban, és valószínűsíthető, hogy az emberi agyműködéssel is párhuzamba állíthatók.
A BrainVisionCenter egyedülálló környezetet biztosít, ahol mikroszkópfejlesztés, biológiai kísérletek, molekuláris eszközök és kémiai innovációk integrálódnak, lehetővé téve az új ötletek gyors átültetését gyakorlati alkalmazásokba. A központ egyik legújabb eszköze egy robotkarra szerelt mikroszkóp, amely valós időben képes követni a szabadon mozgó egeret, így nagy felbontású képalkotást tesz lehetővé természetes viselkedés közben, és jelentősen bővíti a vizsgálható viselkedések körét.
Nóra az epilepsziakutató csoporthoz csatlakozott, amely egy olyan diagnosztikai módszeren dolgozik, amellyel a műtét során sejtszinten lehet meghatározni az epilepsziás rohamokat kiváltó agyterületeket az idegsejtek aktivitásának képalkotásával. Ez a megközelítés lehetővé teheti, hogy a sebészek pontosan azonosítsák a rohamkeltő sejteket, és célzott lézerimpulzusokkal eltávolítsák őket, minimalizálva a szövetvesztést és megőrizve a kritikus agyi funkciókat. A módszert már egereken igazolták, és a közlés előkészítés alatt áll.
Hazatérésüket nagyban befolyásolta a központ tudományos víziója, a mérnökökkel és fejlesztőkkel való szoros együttműködés lehetősége, valamint a dinamikus, transzlációs kutatási környezet. Személyes szempontból fontos volt számukra, hogy közelebb legyenek a családhoz, különösen két kislányuk miatt, és úgy érezték, Norvégiában a kulturális távolság miatt nehezebb volt társas kapcsolatokat kialakítani. Budapesten értékelik a könnyű kapcsolatteremtést és a közösség ismerős, támogató légkörét.
Az ION (Institute of Neuroscience, Shanghai) a világ egyik meghatározó neurobiológiai kutatóintézete, amely 50 laboratóriummal rendelkezik. A szöuli Egyetemi Kórház pedig a Távol-kelet egyik vezető oktató és kutató intézménye a neurológia területén. Büszkék vagyunk rá, hogy a két országból nagy létszámú delegáció látogatta meg kutatóintézetünket, a két nagy presztízsű Intézet Igazgatójának vezetésével. Nagy érdeklődéssel fogadták kollégáink a 3D-AO mikroszkópról, a Moculusról szóló prezentációját, valamint a epilepszia es skiofrénia területén elért kutatási eredményeinket. Mérlegeltük az együttműködési lehetőséget a látáshelyreállítás és az agyi képalkotás területén.
Az idei Science Expon a Kémia- és a Biológia osztály is jelen volt. Előbbi osztály látványos kísérleteket mutatott be, míg a Biológia a Moculust (Mouse Virtual Reality System) rendszerbe engedett betekintést a modern idegtudományba. Standunknál azt is megmutattuk, hogyan használható egy VR-alapú környezet az agyműködés és a viselkedés kutatásában.
Kézbe adható eszközökkel és mini-demókkal dolgoztunk,
Kutatóink és diák nagyköveteink készséggel válaszoltak minden kérdésre,
A programok gyerekeknek, családoknak és szakértőknek is élményt adott.
Interaktív tanulás: a látogatók nemcsak nézők, hanem aktív résztvevők voltak.
Köszönjük mindenkinek, aki megállt a standunknál, és külön köszönet a kollégáinknak és minden szervezőnek vagy résztvevőnek, akik lehetővé tették, hogy a „Bringing Science Out of the Lab” üzenet az Expon is valóra váljon.
Büszkék vagyunk rá, hogy a kutatóorvos–biológus házaspár, Lenkey Nóra és Neubrandt Máté hét év oslói munka után hazaköltözött, és a BrainVisionCenter csapatához csatlakozott. Oslóban egy nemzetközi kutatócsoportban az agyműködés mechanizmusait vizsgálták.
Mostantól a BrainVisionCenterben folytatják munkájukat, ahol olyan technológiák fejlesztésében vesznek részt, amelyek radikálisan megváltoztathatják egyes agyi betegségek kezelését.
A teljes cikket ITT olvashatja.
A BrainVision Center alapítója és tudományos igazgatója, Rózsa Balázs Chongqingban, Kína egyik legnépesebb városában járt. Látogatásunk során több, neurológiára és agykutatásra specializálódott intézetet kerestünk fel, ahol bemutattuk a BVC legújabb fejlesztéseit.
Rózsa Balázs több száz fős közönség előtt tartott előadást, amelyben a legfrissebb eredményeinket és technológiáinkat ismertette. A látogatás alkalmával találkozott Krausz Ferenccel és Pesti Máté nagykövettel is.
A Portfolio podcast legújabb adásában a BrainVisionCenter tudományos igazgatója azokról az intézetben folyó kutatásokról számolt be, amelyek már-már sci-fibe illők. Azidegtudományon belül a diagnosztikát és – a nem túl távoli jövőben – a terápiát is forradalmasító fejlesztéseket már a világ top 200 kutatóintézetében használják.
A teljes podcast az alábbi linken hallgatható meg: LINK
A Lege Artis Medicinae 35 éve a hazai orvostudomány vezető havilapja. Büszkeséggel tölt el minket, hogy legújabb számában hosszú interjút közölt Rózsa Balázzsal. Szó esik indíttatásáról, tudományos karrierjéről, az általa kitalált – a világ legnevesebb egyetemein és kutatóintézeteiben használatban lévő – forradalmi eszközökről és berendezésekről egyaránt. Ezekről a következőket fogalmazza meg: „Gyakorlatilag nincs olyan neurológiai kórkép, amelynek diagnosztikájában, fejlesztésébe, illetve a terápiában ne lehetne használni berendezéseinket” Az eredeti cikk ide kattintva tekinthető meg: Teljes cikk
Büszkén osztjuk meg, hogy a BrainVisionCenter Kutatóintézet és Kompetenciaközpont igazgatója, Prof. Dr. Rózsa Balázs az idei nyár folyamán a világ legrangosabb egyetemein tartott tudományos előadásokat.
Előadásai során Rózsa professzor három olyan forradalmi újítást mutatott be, amelyek újradefiniálják az agy működésének megértését:
· Valós idejű 3D agyi képalkotás preklinikai kutatásokhoz, amely új utakat nyit a diagnosztika és a terápiák terén olyan neurológiai betegségekben, mint a demencia, Parkinson-kór vagy az epilepszia.
· Genetikai kódolású feszültségjelzők a neuronok aktivitásának valós idejű megfigyeléséhez sejtszinten. Ez forradalmi változást jelent az epilepszia kutatásában és a központi idegrendszerre ható gyógyszerek fejlesztésében.
· Virtuális valóság rendszer, amely pontosabb és élethűbb betekintést tesz lehetővé az agy működésének tanulmányozásába természetes viselkedés közben.
Rózsa Balázs többek között az alábbi – a világ vezető egyetemeiről és tudományos konferenciáiról – kapott meghívást előadásai megtartására.
· Massachusetts Institute of Technology, Boston (MIT).
Büszkén osztjuk meg, hogy a BrainVisionCenter Kutatóintézet igazgatója Prof. Dr. Rózsa Balázs meghívást kapott az Oxford University világhírű Cortex Clubjába – egy olyan exkluzív tudományos közösségbe, ahol eddig számos Nobel-díjas kutató és a neurológia jövőjét formáló tudós mutathatta be legújabb felfedezéseit.
Számunkra ez nem csupán szakmai elismerés, hanem kézzelfogható bizonyítéka annak, hogy munkánk a tudományos gondolkodás élvonalába tartozik — ezt a legmagasabb szintet olyan nevek fémjelzik, mint Erwin Neher, Nobel-díjas biofizikus; Wolfram Schultz, a BrainPrize kitüntetettje; és GeroMiesenböck, az optogenetika egyik megalapozója.
Prof. Dr. Rózsa Balázs előadásában három olyan forradalmi technológiai újítást ismertetett, amelyek új korszakot nyithatnak az agykutatásban.
Valós idejű, 3D-s agyi képalkotás a preklinikai kutatásokban, amely hozzájárul új diagnosztikai és terápiás eljárások kifejlesztéséhez.
Genetikailag kódolt feszültségindikátorok, amelyek sejtszinten, valós időben mutatják meg az idegsejtek működését – áttörést hozva például az epilepsziakutatásban és a központi idegrendszerre ható gyógyszerek fejlesztésében.
VR-rendszer, amely lehetővé teszi, hogy természetes viselkedés közben vizsgálják az agyműködést, így sokkal pontosabb és életszerűbb eredmények születhetnek.
A megtisztelő felkérés nemcsak intézetünknek, hanem az egész magyar tudományos élet számára kiemelkedő siker, amely rávilágít arra, hogy Magyarországról is lehet olyan kiváló kutatásokat végezni, amelyek a világ legnagyobb tudományos fórumain is figyelmet kapnak.
Új távlatokat nyithat az időskori és neurológiai betegségek kezelésében Losonczy Attila és kutatócsoportjának legújabb felfedezése. A New York-i Columbia Egyetem Zuckerman Intézet, a Rózsa Balázs által vezetett BrainVisionCenter, valamint a HUN-REN Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet közös kutatása forradalmi eredményt hozott: a magyar fejlesztésű 3D-lézerpásztázó mikroszkóp segítségével elsőként sikerült élő állatban másodpercek töredéke alatt, az emberi hajszálnál százszor vékonyabb struktúrákban megfigyelni az emlékek megszületését. A tanulmány a rangos Nature című folyóiratban jelent meg.
Az emlékek felidézése az agysejtek közötti kapcsolatok, az úgynevezett szinapszisok erősségének változásán alapul. Bár ezt az elméletet már csaknem ötven éve ismerjük, a tudósoknak egészen mostanáig nem sikerült közvetlenül megfigyelniük ezeket a szinaptikus változásokat élő rágcsálómodellben. Az utóbbi években a mikroszkópos technológiák fejlődése lehetővé tette, hogy a kutatók valós időben tanulmányozhassák az élő, viselkedő állatok agysejtjeinek aktivitását is. „A pontos genetikai és molekuláris célpontok meghatározásához és a jövőbeni terápiákhoz mélyebb ismeretekre van szükség a memória rögzülésének és kialakulásának mechanizmusairól” – hangsúlyozta a munka társadalmi hasznosulását a Columbia Egyetem Zuckerman Intézetének vezető kutatója, Losonczy Attila. Ezen mechanizmusok feltárása kulcsfontosságú a Roska Botond és Rózsa Balázs által alapított BrainVisionCenter számára, a terápiás és diagnosztikai küldetés a tervek szerint részben az intézetben fog megvalósulni.
A hippokampusz az agy egyik legtöbbet vizsgált területe, de az elmúlt évtizedek kutatásai főként EEG vizsgálatokra és agyszelet preparátumokra támaszkodtak. Ezen módszerek bár szükségesek, korlátozott lehetőségeket nyújtanak, mivel nem teszik lehetővé az agyi folyamatok valós idejű és nagy felbontású vizsgálatát élő állatokban. Pedig a neurális hálózatok valós idejű megfigyelése elengedhetetlen az agyműködés mélyebb megértéséhez, amihez olyan technológiák kellenek, amelyek gyorsan és pontosan képesek pásztázni a sejteket és szinapszisokat nagyobb térfogatú mintákban.
„A jelenlegi tanulási- és memóriamodellek, azon alapulnak, hogy a szinapszisok, vagyis a sejtek közötti kapcsolatok erőssége megváltozik az agyban a tanulás, az emlékek rögzülése során. Bár a szinaptikus plaszticitás működésének korábbi bizonyítékai viszonylag egyszerű állatokkal, például tengeri csigákkal végzett kísérletekből, vagy mesterséges körülmények között, például laboratóriumban növesztett agysejtekkel végzett kutatásokból származtak, az elmúlt 50 évben ez a memória modell rendkívül sikeres lett, és a mesterséges intelligencia gyors fejlődése is erre épül. Nem meglepő ugyanakkor, hogy korábban élő állatos vizsgálatokra nem volt példa, hiszen hatalmas technikai kihívást jelentett ez a kutatóknak” – magyarázta Losonczy Attila.
A kutatócsoport Nature-ben közölt munkája ebben hozott nagy áttörést. Céljuk az volt, hogy kidolgozzanak egy módszertant, amellyel a tanulásért és memóriáért felelős idegsejtek hosszú távú szinaptikus plaszticitása, vagyis a szinapszisok erősségének változása (amely akár órákig, napokig is tarthat), valós időben, élő rágcsálómodellekben is mérhetővé válik. Az áttörés elérésében kulcsszerepet játszott a HUN-REN KOKI Rózsa Balázs által vezetett kutatócsoportjának segítségével kifejlesztett, és a BrainVisionCenterben is alkalmazott, speciális kétfoton lézerpásztázó mikroszkóptechnológia. A 3D-s valós idejű képstabilizációval felszerelt rendszer képes az agy folyamatos mozgását kompenzálni, lehetővé téve az agy apró elemi komponenseinek, mint a sejtek és sejtnyúlványok, vizsgálatát.
Piramissejt térbeli rekonstrukciója az egér hippokampusz CA1 régiójában. A sejt dendritfája pirossal jelölve, a sárga pontok pedig a dendritekre érkező serkentő szinaptikus kapcsolatokat jelölik. Egyetlen sejt több mint 10.000 serkentő szinapszist kap. (Forrás: Daniel Iascone | Polleux lab)
“Az in-vivo kísérletekben a zsigeri mozgások (szívverés, lélegzés), illetve az akaratlagos mozgás akár több tíz mikrométernyi elmozdulást is okozhatnak, amely lényegesen nagyobb, mint maguk a mérendő struktúrák. Ez viszont ellehetetleníti a nagy térbeli és időbeli felbontással történő méréseket, hiszen a mérendő biológiai képletek (sejttestek, sejtnyúlványok, dendritek, dendrittüskék) folyamatosan kitérnek a lézerpásztázás alól. Az általunk használt femtoszekundumos [ez a másodperc ezermilliárdodrészének egymilliomod része, ennyi idő alatt a fény 0,3 mikrométert halad, ami nagyjából egy baktérium méretének felel meg] lézerpásztázó eljárás valós időben és 3D-ben kompenzál a mozgásra” – magyarázta el az új módszer hasznosságát Rózsa Balázs, a BrainVisionCenter igazgatója, a HUN-REN KOKI vezető kutatója, a publikáció kollaborációs partnere.
A berendezés képes az emberi hajszál vastagságának századrészét kitevő struktúrákban megfigyelni az összes aktivitást, és elég gyors ahhoz, hogy elkapja a szinapszisok erősségének változásait, amelyek másodpercek századrésze alatt történnek. A mikroszkóprendszert az úgynevezett feszültségszenzorokkal együtt alkalmazva sikerült, ami korábban megoldhatatlannak tűnt: élő, viselkedő állat agyában feszültségjeleket mérni egyetlen szinapszis szintjén.
A kutatócsoport egyik legnagyobb meglepetése az volt, hogy a megfigyelt hippokampális neuronok [ezek az agy temporális lebenyében helyezkednek el, a tanulásban, a memóriában és a térbeli tájékozódásban játszanak kulcsszerepet] szinapszisai nem viselkedtek egyformán az idegsejtek faágszerűen szétágazó nyúlványai, az úgynevezett dendritek mentén. A piramis alakú sejtek csúcsa közelében lévő ágak szinapszisainak aktivitása és erőssége változott a kísérletek során, míg a sejtek bázisa közelében lévőké nem. „Még mindig nem világos, miért van ez így, miért lehet ez a mechanizmus fontos” – fejtette ki Losonczy Attila. „Tudjuk, hogy az emlékek több szinten szerveződnek, a szinapszisoktól az egyes neuronokig és idegi áramkörökig, és most azt látjuk, hogy akár sejten belüli szinten is szerveződhetnek.”
Mindez megnyitja az utat további kísérletekhez, amiben megpróbálják megérteni, hogyha a szinapszis erőssége megváltozik, mik azok a molekuláris, biokémiai genetikai változások, amelyek ezt az erősséget megtartják, illetve a sejtszinten stabilizálják.
Losonczy Attila csapatának nem ez az első tudományos áttörése, amelyet magyar fejlesztéseknek köszönhetően ért el. 2020-ban a Neuron folyóiratban jelent meg forradalmi tanulmányuk az agy memóriaközpontjában működő gátló idegsejtek működéséről. Ezt követte 2022-ben egy újabb publikáció a Nature-ben, amely bemutatta, hogy az agy egyik fontos memóriaközpontjában az idegsejtek kisebb csoportokba szerveződve, együtt tanulnak.
