Világszabadalom védi a magyar kutatók által kifejlesztett technológiát

Évekkel a világ előtt járunk azzal a magyar fejlesztésű 3D-s mikroszkóppal, amellyel az idegsejtek szintjén vizsgálhatók akár az élőlények agya is, így működés közben tanulmányozhatók az idegrendszer folyamatai. A dr. Rózsa Balázs és fiatal magyar kutatókból álló csapata által létrehozott eszköz nemcsak vizsgálatokra, kísérletekre használható, hanem diagnosztikai és terápiás célokra is. A fejlesztések rendkívüli sebességgel folynak annak érdekében is, hogy eddig gyógyíthatatlan idegi betegségek gyógyíthatóvá váljanak.

Szívet, vesét, izmot, szöveteket már képes mesterségesen létrehozni a tudomány, de Terminátorszerű embermásolatot még csak a filmrendezők – gondolnánk. Meglepő, hogy ennek éppen egy elismert orvos-fizikus kutató mond ellent. A ZEM-nek a Junior Príma-díjas dr. Rózsa Balázs elmondta: a tudomány és az azt kiszolgáló technológia közel áll ahhoz, hogy az agyműködést olyan szinten megismerjük, ami után a megszerzett tudás birtokában egyáltalán nem lehetetlen a Terminátor létrehozása. Sőt szerinte egyszer Mátrixszerű világban is képes lehet létezni, teljes értékűnek érzett életet élni az ember, miután a teste fizikailag már nem tud aktívan működni. Nem, nem azt állítja, hogy ez a célja, hogy ebbe az irányba mutatnának a kutatói törekvései, hanem azt, hogy a kollégái együtt kifejlesztett 3D-s mikroszkóp segítségével belelátnak az agyba és képalkotó eljárással láttatni tudják annak eddig felfedezetlen titkait. Ha pedig erről a titkokról is lekerül a fátyol, akkor soha nem látott lehetőségek nyílnak az emberiség előtt.

Egymilliószor gyorsabban

A dr. Rózsa Balázs és csapata által fejlesztett, térben látó mikroszkóp az 1931-ben felfedezett kvantummechanikai jelenség, a kétfoton-effektus alapján működik. Az úgynevezett kétfoton-lézermikroszkópot már egy bő évtizede létrehozta az Amerikai Egyesült Államokban kutató Winfried Denk és Karel Svoboda, ez az eszköz lehetővé tette az agysejtek korlátozott egységeinek a tanulmányozását, de csak akkor, ha azok egy síkba estek. Ezt a módszert aztán a MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézetben (KOKI) is meghonosították. Vízi E. Szilveszter, a neves agykutató vetette fel, hogy nem lehet-e az eddig ismert, kétdimenziós pásztázó mikroszkóp helyett egy háromdimenzióst készíteni, mert csak akkor lehet modellezni az agy működését a maga teljességében, ha az agysejtek információfeldolgozását időben egyszerre mérik. Végül pályázati úton szerzett pénz segítségével fiatal magyar szakemberek építették meg az első hazai kétfoton pásztázó mikroszkópot.

Dr. Rózsa Balázs 2006-ban a PhD doktori értekezését olyan jelenségről írta, amelynek méréshez a kétfoton-lézermikroszkópot alkalmazta. A dolgozatban már szerepel a 3D-s mikroszkóp ismertetése is, amely akkor már magyar szabadalommal rendelkezett, 2007-től pedig világszabadalom is védi.

– Ahelyett, hogy a vizsgált nagy térfogatot pontról pontra lepásztáznánk, ami nagyon időigényes, csak a mérés szempontjából fontos pontokat vizsgáljuk, ez volt a találmányunkkal kapcsolatos fő felismerésünk. Mivel az így kiválasztott célterület elhanyagolhatóan kicsi tud lenni egy biológiai mintában, így a méréséhez, vizsgálatához szükséges idő is arányosan csökken. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy 20-30 perces mérési idő helyett a másodperc ezredrésze is elég – magyarázta dr. Rózsa Balázs. – A mai elterjedt technológiákhoz képest így átlagosan egymilliószor gyorsabban mérünk, miközben ugyanúgy látszik a jel.

– Ennek, ha jól gondolom, az a gyakorlati jelentősége, hogy nagyon nagy sebességgel történő jelenségekről szolgáltat adatokat.

– Pontosan. A lényege ugyanaz, mint a fényképezésnél, amikor egy száguldó sportkocsit fotózunk. Ha a rekeszidő túl hosszúra van állítva, a kép csak egy elkenődött csík lesz, de rövid expozíciós idővel minden élesen látszik belőle. Ugyanez igaz az agyra is, mert 20-30 perc alatt annyi minden történik benne, hogy semmi sem látszik belőle, mert minden elkenődik. Ma le tudunk menni olyan mérési sebességig, amelyen a rendszer működik, vagyis látni lehet az agy aktivitásának finom részleteit – magyarázta a kutató, majd beszámolt egy nagy előrelépésről is, amelyről még nem hoztak nyilvánosságra tudományos közleményt sem. – Már genetikailag módosított szenzorokkal is képesek vagyunk dolgozni. A genetika ugyanis olyan fejlettségi szintre került, hogy a sejtekkel képesek úgynevezett szenzorproteineket termeltetni, amelyek érzékelik az élő szervezetben zajló folyamatokat, és ettől megváltozik a fluoreszcenciájuk. Ezt tudjuk mérni. Ezzel megjelölhetünk különböző sejtpopulációkat. Ha például egy bizonyos gátlósejt érdekel bennünket, akkor csak annak a populációját mérjük.

Piacképes fejlesztések

– Jelenleg mire irányulnak az új technikával végzett méréseik?

– Egyrészt alapkutatást végzünk, amely arra irányul, hogy megértsük az agy működésének rendszerét, ami hihetetlenül bonyolult. Az emberiség számára nagyon sok hasznot hozhat az így szerzett tudás, gyakorlatilag tudunk építeni egy „Terminátort”. Ha valakinek megsérül egy végtagja, lehet pótolni a funkciót, de nem tudjuk, hogyan kell összekötni az agyat és az interfészeket olyan szempontból, hogy a legtökéletesebb legyen a kommunikáció. De lassan akár a Mátrix is valósággá válhat: amikor a szervezet fizikailag már lemerült, de az agyfunkciókat még át lehet menteni. Nagyon sok érdekes dolog van, ami a jövő zenéje, de ehhez meg kell érteni, hogyan működik ez a rendszer. Az agykutatás jelenleg rendkívül gyorsan fejlődő terület. Sok kutató fantasztikus eredményeket ér el a világban. A legmodernebb vizsgálati eljárásokat integrálják, ennek ellenére még rengeteg a megoldatlan rejtély. Ez mind az alapkutatási vonal, amiről még nem tudjuk, mikor lesz belőle haszon. De vannak más vonalak is, például a spin-off cég, amelyet kutatóként létrehoztunk. Ez egy kutatással foglalkozó technológiaintenzív vállalkozás, ahol más piacképes technológiai fejlesztéseket is folytatunk, és exportáljuk a világ minden részére. Az alapkutatáshoz szükséges gépeket magunk hozzuk létre, de sok más laboratóriummal ellentétben nem szigszalagos barkácsmódszerrel, mert a rutinhasználat során nem férne bele, ha folyton javítgatni kellene, hiszen a méréseknek folyamatosnak kell lenniük, ezért eleve magas technológiai színvonalon készülnek. Viszont ez a technikai szint már elég ahhoz, hogy ipari gépeket lehessen belőle alkotni. Ide tartozik mások mellett most a 3D-s technológia, most indul hódítóútjára, amit egy éve kezdtünk el értékesíteni. Mi az alapkutatásról átívelően magunk készítjük el, a prototípusgyártástól kezdve a tesztmodelleken keresztül a végtermékig létrehoztunk egy termékvonalat, a pénzügyi hasznot pedig visszaforgatjuk az alapkutatásba.

– Talán az, hogy megépítették a 3D-s mikroszkópot, éppen annak köszönhető, hogy nem lett volna pénzük különböző berendezéseket megvenni a kutatásokhoz? A pénzhiány meg tudja mozgatni az agyakat…

– Ha nekünk kellett volna megvásárolnunk, arra esélyünk sem lett volna, mert az áruk a csillagos egekben volt. Így az egész fejlesztés arra épült, hogy akartunk építeni magunknak egy ilyen gépet. Ezért használt, leselejtezett dolgokból összeszedtük az alkatrészeket. Természetesen megragadtunk minden pályázati lehetőséget is. Most már ott tartunk, hogy bárhová nyúlunk, találunk újdonságokat. Most, hogy kész az eszköz, tíz-tizenöt évig találunk magunknak fejlesztenivalót.

Dr. Rózsa Balázs, akinek beszédsebessége sokszorosa egy átlagemberének, egy versenyautó tempójával dolgozik. Most, hogy megvan az eszköz, rengeteg területen kutathatnak. Jelenleg egy európai uniós pályázat elnyerésével azon dolgoznak, hogy már ne csak egy kis mintában vizsgálják az idegrendszer működését, hanem megfigyeljék, és következtetések helyett kézzelfoghatóan gyűjtsenek adatokat az aktivitásáról. Teljes folyamatokat tudnak leírni az ingerület kiváltásától kezdve addig, hogy hogyan észlel az élőlény, a reakcióján keresztül azt pedig is, hogyan dolgozza azt fel. Mindebből következtetéseket lehet levonni például arról is, hogy miként működik a memória, amelynek állapota idegrendszeri betegségekre utalhat.

Eszközök a gyógyításhoz

A társadalom joggal arra kíváncsi, hogy az alapkutatásokból mikor lesz olyan gyakorlati tudás, amely az emberiség életének jobbítását szolgálja, például krónikus betegségek gyógyításával. Dr. Rózsa Balázs elárulta: azon is dolgoznak, hogy az általuk kifejlesztett technológiát a diagnosztikában és a terápiában is alkalmazhassák. A szemészettől az agysebészetig konkrét projektjeik vannak olyan eszközök készítésére, amelyekkel belátható időn belül gyógyítani is lehet. Arra nem válaszolhatott a kutató, hogy milyen betegségek gyógyítására alkalmas készülékeken dolgoznak, de azt elárulta, hogy szeretnék, ha az epilepszia bizonyos altípusainál eredményeket tudnának elérni egy terápiás berendezéssel. Ezzel jelenleg abban a fázisban tartanak, hogy kisebb állatokon figyelik meg a hatását.