Agykérgi idegsejtek extracelluláris jelölésének modellezése

Az utóbbi évek morfo-funkcionális idegkutatásai világossá tették,hogy az agykéreg működésének megértésében az egyik hiányzó láncszem annak ismerete hogyan szerveződnek az idegsejtek mikro-, meso- és globális makrohálózattá. Bár az idegsejtek összeköttetéseinek feltárása már Ramon’y Cajal munkásságával több, mint 100 esztendővel ezelőtt megkezdődött, az egyes sejttípusok pontos kapcsolatrendszere még manapság is alig ismert. A legújabb idegsejt jelölési módszerek alapvetően két lehetőséget kínálnak. Az egyik, az in vivo intracelluláris jelölési technika teljes képet ad a sejt nyúlványrendszeréről( axon- és dendritfa). A másik, az extracelluláris jelölés legfeljebb közel-teljes jelölést nyújt. Míg az előbbi módszerrel azonban csak néhány sejt nyerhető kísérletenként, az utóbbi módszerrel nagyszámú sejt jelölése lehetséges.
Vizsgálatainkkal célul tűztük ki,hogy a jelölőanyag extracelluláris beadási helyének pontos megtervezésével(hely és agyfelszíntől való távolság, azaz mélység) minél hatékonyabban tudjuk jelölni a vizsgálni kívánt sejttípusokat és csökkentsük a jelölési módszerből eredő bizonytalanságot.
Kutatásunk során macska primer látókérgéből származó intracellulárisan festett serkentő idegsejteken modelleztük (Matlab 7.6.0(R2008a)) a különböző sugarú (50,100,150,200µm) és helyzetű beadások eredményességét. A modellezés során csak azokat a beadásokat tartottuk meg, amelyek <5% strukturális információveszteséget okoztak.
A 3D-ben végzett szimulációkból megállapítottuk, hogy az extracelluláris beadás körül milyen sugarú gömb mentén helyezkednek el a közel teljességgel jelölődő sejtek az agykéregben.
Eddig két különböző serkentő típusú sejten (piramis) végeztünk sikerrel vizsgálatokat a program segítségével. Tervezzük további serkentő és gátló idegsejt típusok analízisét annak érdekében, hogy célzott extracelluláris beadásokkal minél több idegsejtet tudjunk jelölni,majd kapcsolatrendszerüket funkcionális agytérképekkel összehasonlítani és predikciót tenni működésbeli szerepükre.