Biológus szekció

A thalamikus neuronok működését alapvetően óriás serkentő terminálisok ún. irányító (driver) bemenetek határozzák meg. Újabb adatok szerint a közismert kéreg alatti driver bemenetek mellett hasonló típusú terminálisok érkeznek a thalamusba az agykéregből is. A kérgi eredetű irányító bemenetek -akárcsak a perifériásak- a relésejtek proximális dendritjeit célozzák meg. A thalamus magok ezek alapján a bemenetek alapján két csoportba oszthatók: elsőrendű (csak a perifériáról kap óriás, serkentő terminálisokat), és magasabbrendű (a kérgi ötödik rétegi piramissejtektől kap irányító bemenetet). Nem ismert, azonban hogy a magasabb rendű magokba érkező kérgi, óriás, serkentő terminálisok hogyan oszlanak el a kéreg alatti driverekhez képest, hogy célelemeik mennyire hasonlóak, illetve hogy van-e olyan thalamikus relésejt, amely egyszerre kap kérgi és kéreg alatti irányító bemenetet. Hogy vizsgálni tudjuk a két különböző eredetű driver egymáshoz viszonyított eloszlását anterográd pályajelölő anyagot juttatunk az S1 szomatoszenzoros kéregbe, míg a perifériás terminálisok megjelenítésére, azok szelektív markerét (vezikuláris glutamát transzporter 2-es típusú fehérje) alkalmaztuk. A kéreg alatti terminálisok eloszlása a vizsgált magasabb rendű szomatoszenzoros magban (posterior nucleus, Po) foltszerű volt, míg a vizsgált elsőrendű szomatoszenzoros magban (ventral posteromedial nucleus, VPM) egyenletesnek bizonyult. A Po-ban a kérgi terminálisok eloszlása szintén foltszerű volt, míg a VPM-ben kérgi óriás, serkentő terminálist nem figyeltünk meg. A Po-ban megkülönböztethetünk vGlut2+ (perifériás) terminálisokban gazdag, szegény és azoktól teljesen mentes területeket. A kérgi óriás terminálisok különböző számban, de előfordultak mindhárom területen. A két különböző eredetű óriás terminális gyakori együttes előfordulása, felveti az egy sejten való konvergencia lehetőségét. Elektronmikroszkópos felvételek és a párhuzamosan futó elektrofiziológiai kísérletek bizonyították, hogy vannak olyan sejtek, amelyekre mindkét típusú irányító információ érkezik.

Hogy megtudjuk, vajon a két típusú terminális azonos mértékben képes-e irányítani az adott thalamikus sejt működését, elektronmikroszkópos metszeteken vizsgáltuk azok posztszinaptikus elemeinek vastagságát, melyből kiderült, hogy mindkét típus vastag proximális dendriteket céloz meg. Adataink alapján arra következtethetünk, hogy a magasabbrendű magokba érkező két típusú terminális közel azonos mértékben képes irányítani a thalamikus relésejt működését, így jelenlétük egyformán meghatározó a szomatoszenzoros működés szempontjából. Eredményeink továbbá rávilágítanak egy eddig még nem ismert thalamikus információátviteli módra. Ennek során a thalamikus neuron nem egyféle irányító bemenet aktivitását „relézi” az agykéreg felé, hanem működését két különböző eredetű „driver” integrálása révén alakítja ki.