Idegtudományi Forma–1: agykutató csúcsműszer Magyarországon

Az MTA új MRI-berendezése

Mostantól a hazai agykutatók is a legjobb autóval indulhatnak a tudományos Forma–1-ben. A Magyar Tudományos Akadémia új MRI-berendezésével a kutatók tanulmányozhatják például a gyerekek gondolkodásának fejlődését vagy a zene és a nyelvtanulás agyi hatásait. A tisztán kutatási és fejlesztési célokra megvásárolt csúcsműszer nagy lendületet adhat az idegrendszeri betegségek vizsgálatának is.

A 2015. április 13-án átadott új berendezéssel az eddiginél pontosabban és gyorsabban lehet vizsgálni az agyat működés közben. E célra ez az egyik legkorszerűbb, piacon kapható műszer. Európában még csak körülbelül 50 üzemel ebből a típusból, vezető brit és német laborokban is most szerelik fel. Budapesten, az MTA Természettudományi Kutatóközpontban mostantól dolgozik egy példány a következő tíz évben.

A műszer lényege, hogy az élő, működő agyat vizsgálja. Mivel mágneses rezonanciás (MRI) képalkotó berendezés (működésének alapelvét lásd keretes írásunkban) képes az egész agy egyidejű megfigyelésére anélkül, hogy elektródákat ültetnének a páciens fejébe, vagy bármilyen más invazív módszert alkalmaznának.

Az MTA új MRI-berendezése Forrás: MTA/Szigeti Tamás

A fiatal kutatók meghatározó eszköze lesz

Három egymást követő fejlesztés együttesen segítette elő, hogy a Siemens Zrt. által gyártott csúcsberendezés tisztán kutatási és fejlesztési célokra Magyarországra kerülhessen. Az egyik az MTA Természettudományi Kutatóközpont új épületének átadása 2013 novemberében, a másik a Nemzeti Agykutatási Program (NAP) elindulása 2014 februárjában, a harmadik az akadémiai kutatóhálózat műszerezettségének fejlesztése.

A MAGNETOM Prisma típusú gép megvásárlása, e közel bruttó 600 millió forintos beruházás a NAP és az MTA forrásaiból valósult meg. Bár a berendezés csak idén januárban érkezett meg (mostanáig a beüzemelés és a tesztek zajlottak), máris óriási az érdeklődés iránta. Várhatóan egy éven belül csúcsra járatják, és akkortól két műszakban tervezik a működését.

MRI és fMRI

A mágneses rezonanciás képalkotás központi eleme, hogy az emberi testet erős mágneses térbe helyezik, aminek hatására a testben lévő hidrogénatomok magjai – mint apró mágnesek – egy irányba rendeződnek. Ezután a szervezetre nem ártalmas, rádiófrekvenciás elektromágneses sugárzással energiát adnak az atommagoknak, amit azok szintén elektromágneses sugárzás formájában visszasugároznak. Ezt az ember köré helyezett tekercsekkel lehet mérni. A műszerben lévő mágneses tér gyors változtatásával a visszasugárzott jel frekvenciájából következtetni lehet a kibocsátó atommag helyére, így térbeli kép nyerhető.

Funkcionális vizsgálatoknál azt használják ki, hogy agyi aktivitás hatására az aktivált területre friss, oxigéndús vér áramlik, ami az oxigénben gazdag és az abban szegény vér eltérő mágneses tulajdonságai miatt az aktiváció helyén a mért jel megnövekedését okozza. Ezáltal az agyat hosszabb időn át vizsgálva, ilyen jelnövekedéseket keresve meg lehet mondani, melyik terület mikor és mennyire volt aktív.

Magyar sajátosságokat is vizsgálnak

Az új fMRI-laboratórium korszerű műszeres hátteret biztosít a felfedező kutatásokhoz a kognitív idegtudomány, a fejlődés-idegtudomány és a neuropszichiátria területén, valamint megteremti az MR-módszerre irányuló további fejlesztések feltételeit. A fő tudományos célok között szerepel az agy egészséges és kóros öregedésének kutatása, a gondolkodás fejlődésének vizsgálata, a nyelvtanulás és a zenetanulás hatásainak mélyebb megértése. Ilyen vizsgálatok természetesen már folynak a világban, mostantól azonban – Csépe Valéria szavaival – Magyarország is korszerű eszközzel vehet részt a „tudományos Forma–1-ben”.

„Az egyik nagy lehetőséget a magyar nyelvnek az európai nyelvektől, különösen pedig az angoltól való, számos lényeges tulajdonságot (hangsúly, szórend, nyelvtan, szerkezet) érintő eltérése jelenti. Az egy- és többnyelvű magyar gyerekek nyelvi fejlődésének speciális vonatkozásait kutatva a tudományos megismerésen túl több fontos lépést tehetünk a gyakorlati alkalmazás irányában. Komoly eredményeket várok azoktól a kutatásoktól is, amelyeknek célja azt feltárni, miként hat az ének és a zene, különösen pedig a Kodály-módszer az agy fejlődésére” – ismertette Csépe Valéria.

Tanulmányozzák a zene hatását az agyra

Ezt erősítette meg HonbolygóFerenc, az AKK Neurokognitív Fejlődés Kutatócsoportjának tudományos munkatársa is: „A kognitív pszichológia területén itthon eddig nem vagy alig volt lehetőség képalkotó vizsgálatokra, ezért a magyar kutatások nagyon lemaradtak a nemzetközi mezőnyben. Ez fog most gyökeresen megváltozni. Az elmúlt évek egyik legizgalmasabb kutatási területe a zene hatása az agyra, a zenetanulás hatása az értelmi képességek fejlődésére. Kiderült, hogy a zenetanulásnak igen komoly hatása van az egyéb kognitív képességekre, például az olvasás tanulására vagy a figyelmi képességekre.”

Az MTA új MRI-berendezése Forrás: MTA/Szigeti Tamas

Az fMRI-vel végzett kognitív idegtudományi kutatásokban folyamatosan meglepetésekkel szolgál az a terület, amely a nyelv, illetve a második vagy idegen nyelv tanulásának agyi hálózatait igyekszik megismerni. Itt a magyar nyelv már említett különlegessége valóban érdekes lehet. Az adott nyelv jellegzetességeinek összefüggése az agyi hálózat fejlődésével meghatározó a diszlexia, az olvasási nehézségek megértésében is. A diszlexia fő modelljei az angol anyanyelvűekkel végzett kutatásokra épülnek, általános érvényük nem bizonyított, ezért csak korlátozottan alkalmazhatók más nyelvű, így például magyar gyerekek adatainak értelmezésénél.

Forrás: MTA