Koki: felfigyelt a világ a magyar találmányra

Az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet Két-foton Képalkotó Központjának fiatal magyar kutatói közel egy évtizede foglalkoznak nagy sebességű, háromdimenziós lézermikroszkópok fejlesztésével. Vizsgálataik során olyan festékanyaggal töltik fel az idegsejteket, amely lézersugár hatására fényreakciót vált ki. Ezt a reakciót mérve képesek három dimenzióban megfigyelni az idegsejtekben zajló folyamatokat és láthatóvá tenni az idegrendszer hálózatainak működését. A magyarok mérése egymilliószor gyorsabb, mint a hasonló technológiát kifejlesztő többi mikroszkópgyártó óriásé. A Nature Methods című folyóiratban most közölt cikkükben legújabb fejlesztésüket ismertetik, melynek köszönhetően korábbi rekordjukhoz képest több nagyságrenddel növelték a mérés sebességét, így bővíteni tudták a mérhető térfogat nagyságát is. A fiatal neurológuscsapat a korábbi, 25 mikrométeres függőleges tengely menti pásztázási rekordja helyett, amelyet 2011-ben a PNAS-ben tett közzé, már több mint 3000 mikrométeres tartományban tud térben mérni. Egy élő állat fejében mintegy 650 mikrométeres mélységig látnak le, és a mérés gyorsaságát is szinte százszorosára növelték. "Egyedülálló berendezést sikerült fejlesztenünk. Egy újfajta optikai megoldásnak köszönhetően egyszerre akár több száz idegsejt aktivitását is mérni tudjuk, sőt ezzel párhuzamosan az idegsejtek nyúlványaiban zajló, nagyon gyors információterjedési folyamatokat is képesek vagyunk tanulmányozni" – mondta az mta.hu-nak Rózsa Balázs, a KOKI Két-Foton Képalkotó Központ vezetője.

A berendezés másik figyelemre méltó vívmánya, hogy lehetővé teszi az idegsejtek működésének "in vivo", azaz élő szervezetekben történő vizsgálatát. A magyar kutatóknak sikerült először háromdimenziós képalkotó rendszerrel élő állatok agyának a működésébe is betekinteni. Az "altatásban" lévő állatnak, akik az ébredéshez közeli fázisban vannak, különböző képeket mutatva figyelik meg az agy látókérgének működését. "Az állat agyában több mint 500 idegsejtet tudunk egyszerre tanulmányozni, ha ezzel végeztünk, akkor egy másik képet mutatva a következő 500 idegsejtet kezdjünk el vizsgálni, így sok tízezer sejt aktivitása mérhető. Ezáltal »in vivo« részletesen feltérképezhető az agykéreg egy releváns darabjának működése" – fejtette ki a fiatal kutató. A korábbi módszerekkel a neurológusok az egyes idegsejtek átlagos aktivitását tudták mérni, míg a KOKI munkatársainak új mikroszkópja a sejtek és nyúlványaik aktivitását párhuzamosan is képes vizsgálni. Ez a technológia az agyi információfeldolgozás megértésének, illetve a központi idegrendszeri megbetegedések kutatásának új eszközévé válhat. Rózsa Balázs elmondása szerint az új berendezés forradalmasítani fogja a tudományterületet: "Csak néhány nap telt el a publikáció óta, de már nemzetközi konferencián hivatkoztak ránk, és bekerültünk a Nature Methods öt legjobb újdonsága közé."

A kiemelkedő tudományos eredmények az MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet és a Pázmány Péter Katolikus Egyetem Rózsa Balázs által vezetett Két-Foton Képalkotó Központja, valamint a Roska Botond irányításával működő világhírű svájci kutatócsoport (Friedrich Miescher Institute, Bázel) együttműködésével születtek. Az összetett idegtudományi, optikai, lézerfizikai és gépészeti fejlesztésben kiemelkedő szerepe volt Katona Gergelynek, akinek a vezetésével a fejlesztés komplex szoftver- és elektronikai rendszere készült, továbbá Hillier Dánielnek, Kaszás Attilának, Szalay Gergelynek, illetve a Budapesti Műszaki Egyetem két kutatójának, Maák Pálnak és Veress Máténak.

A kutatócsoport megkezdte az Országos Idegsebészeti Tudományos Intézettel, az MTA Kognitív Idegtudományi és Pszichológiai Intézettel és elismert francia tudósokkal közösen a módszer klinikai alkalmazásának kidolgozását, ami Rózsa Balázs szerint áttörést jelenthet a sebészetben, a diagnosztikában és a terápiás megoldások területén is.

A közel egy évtizedes munka során szerveződött kutatócsoport célja, hogy előmozdítsa hazánkban a nagy hozzáadott értékű fejlesztéseket a világszínvonalú felfedező kutatásoktól egészen a prototípusok előállításáig. Szeretnék az általuk kifejlesztett mikroszkópok exportját is megvalósítani. Ebben a folyamatban oroszlánrészt vállal a Femtonics Kft. – az MTA KOKI 2005-ben indult spin-off cége –, amely exportbevételeiből a további felfedező kutatásokat és fejlesztéseket is szponzorálja. A kutatócsoport egy éven belül szeretné a most publikált technológián alapuló exportképes nemzetközi termékcsaládnak az alapját lefektetni.