Výskumná revolúcia: Regensburgský vedec objavuje tajomstvá čuchu!

Výskumná revolúcia: Regensburgský vedec objavuje tajomstvá čuchu!

17. júna 2025 získala Prof. Dr. Veronica Egger, vedúca pracovnej skupiny pre neurofyziológiu na Univerzite v Regensburgu, prestížny grant ERC Advanced Grant za svoj projekt COLUMNET. Tento projekt bude financovaný sumou 3,5 milióna eur počas piatich rokov. Prezident univerzity Prof. Dr. Udo Hebel ocenil rozhodnutie Európskej rady pre výskum (ERC) a ocenil Eggerovu výskumnú prácu, ktorá sa zameriava na spracovanie pachov v mozgu.

Ľudský čuch sa považuje za evolučne starý, ale v mnohých ohľadoch zostáva menej dobre pochopený ako zmysly zraku a sluchu. V deväťdesiatych rokoch minulého storočia boli objavené prvé čuchové receptorové proteíny, ktoré umožnili každému odorantu aktivovať viacero typov čuchových receptorov, zatiaľ čo čuchové senzorické bunky majú len jeden typ receptora. Tieto bunky prenášajú svoje informácie do čuchového bulbu, kde sú spojené s mitrálnymi bunkami. Všetky čuchové senzorické bunky, ktoré majú rovnaký receptor, sú tiež spojené s mitrálnymi bunkami prostredníctvom špeciálnych spojení.

Podrobný výskum

V rámci projektu COLUMNET Egger skúma mechanizmy neurónovej siete na reprezentáciu čuchových objektov. Pachové predmety sa zásadne líšia od tých, ktoré vnímame vizuálne. Ťažiskom výskumu sú recipročné mikroobvody medzi mitrálnymi bunkami a granulárnymi bunkami, ktorých súčasná aktivácia je rozhodujúca pre spracovanie signálu. Skúmajú sa aj nové mechanizmy lokálneho synaptického spracovania.

Ako ice.mpg.de výskumná skupina používa ako modelový organizmus aj hmyz, ako je mucha octová (Drosophila melanogaster). Tento hmyz má menej zložitú neurónovú sieť, čo uľahčuje ich štúdium. Pri spracovaní pachov sa ukazuje, že nepríjemné pachy môžu znížiť vnímanie príjemných pachov. Čuchový systém preto zohráva kľúčovú úlohu pri kódovaní chemickej informácie a v neurónovej reprezentácii prostredia.

Cieľom výskumníkov je pochopiť nervové obvody, aby mohli ovládať správanie hmyzu. Na tieto štúdie využívajú kombináciu neurogenetických nástrojov a rôznych zobrazovacích a anatomických techník. Okrem iného sa vytvorí in vivo 3D atlas laloku antény muchy na lepšiu analýzu funkčných zobrazovacích údajov.

Technologické prístupy a ďalší vývoj

Ďalším dôležitým aspektom výskumu je plasticita čuchových okruhov vrátane modulácie vnútorným stavom zvieraťa a predchádzajúcimi skúsenosťami. Okrem toho sa skúmajú aj príbuzné druhy, ako sú sesterské druhy D. melanogaster a nemodelové organizmy, aby sa získalo komplexnejšie pochopenie čuchových mechanizmov.

Rovnako ako v ice.mpg.de Nervový základ čuchu je tiež analyzovaný z morfologického a evolučného hľadiska. Výskum sa zameriava na čuchové systémy drofilidov a malých coeleoptér. Na štúdium neurónových obvodov v mozgu článkonožcov sa používa niekoľko kľúčových techník, ako je konfokálna mikroskopia, indikátory neurónov a elektrónová mikroskopia.

Použitie genetických nástrojov na identifikáciu buniek a použitie špičkových metód na dekódovanie synaptických mikroobvodov umožňuje vedcom vytvárať realistické modely nervového systému. To umožňuje skúmať účinky miniaturizácie mozgu na architektúru neurónov, najmä u určitých druhov chrobákov.

Grant ERC Advanced Grant je súčasťou programu EÚ Horizont Europe a je jedným z najprestížnejších ocenení v rámci európskeho financovania výskumu. Je určený pre uznávaných špičkových výskumníkov a je dôkazom vysokej kvality vedeckej práce realizovanej na univerzite v Regensburgu.