Nagyobb a jutalom, ha váratlanul ér

Jakabffy Éva interjúja Katona István agykutatóval (KOKI)

Magyar Pszichológiai Szemle 2010/4.

„THE REWARD IS GREATER WHEN UNEXPECTED”
INTERVIEW WITH ISTVÁN KATONA

Serotonin, dopamine, endorphin are the commonest messengers of the brain. More frequent are, however, the endocannabinoids which have similar effect as the THC, the psychoactive compound of cannabis, but are produced by our own neurons. To what end, and what can be the use thereof? That is what has been examined in the last 10 years by István Katona, who has won one of the most prestigious prizes in the value of 1.5 million euros to further research.

Az agy hírvivői közül a legismertebbek: szerotonin, dopamin, endorfinok. Ám a fentieknél is gyakoribbak a belső kannabinoidok. Ezek hatásukban a kannabisz növény pszichoaktív vegyületéhez (a THC-hez) hasonlóak, de saját idegsejtjeink termelik őket. Mi célból, s mire lehet mindez jó? Ezt vizsgálja 10 éve Katona István, aki az egyik legrangosabb EU-s kutatási pályázaton nyert 1,5 millió eurót további kutatásaira.

Jakabffy Éva: Az Európai Kutatási Tanács (ERC) Starting Grant pályázatán magyarországi kutatóműhelyből csak Önnek sikerült nyernie az idén, sőt, a 80 európai nyertes között az egyetlen a volt szocialista országok területéről Élettudományok kategóriában. Hogyan értékelte saját esélyeit, amikor belevágott a roppant energiaigényes pályázatírásba?

Katona István: A skót harminc évig mindennap imádkozik a Jóistenhez, hogy nyerjen a lottón. Végül a harmincadik évfordulón nagy mennydörgés hallik, és mély hangon leszól az égből az Úr: A pokolba is skót, legalább egy lottószelvényt vegyél! Azaz nagyon kicsi az esélyünk, de meg kell próbálni. Esetemben az idegtudományok kategóriában 130 pályázó indult, 20-an kerültünk a brüsszeli szóbeli döntőbe. Ez máris óriási megtiszteltetés volt, mert a bizottságban több Nobel-díjas is ült, nagy emberi élmény volt, hogy a gimnáziumi és egyetemi tankönyveinkből ismert világhírű agykutatók kollégaként hallgatják végig bemutatkozó előadásomat. Végül 11-en kaptunk támogatást 5 évre.

J.É.: Gondolom, azért is nyert, mert amivel foglalkozik, „forró terület”, és már eddig is forradalmi felfedezéseket tudhat maga mögött. Melyek ezek?

K.I.: Kutatócsoportunk az idegsejtek egymás közötti „beszélgetésével” foglalkozik. Ezt korábban egyirányúnak hitték: az információt „küldő” idegsejt kémiai anyagokkal üzen a jelet „fogadónak”. Eredményeink hozzájárultak ahhoz, hogy megértsük, valójában létezik fordított irányú üzenetátadás is, amikor a fogadó „visszabeszél” a küldőnek – épp a belső kannabinoidok révén –, hogy az ne árassza el túlzott mértékben jelmolekulákkal. Ennek a negatív visszacsatolásnak fontos szerepe van: egyfajta „olvadó biztosítékként” tartja féken a serkentő folyamatokat. Ha ugyanis azok elszabadulnak, ez túlingerli az idegsejteket, amitől azok tömegei pusztulhatnak el.
Ez a biztosíték akkor és ott jön működésbe, amikor és ahol kell. Például sztrók, vagy epilepsziás roham esetén a belső kannabinoidok védhetik meg idegsejthálózatainkat egy még nagyobb mértékű sejtpusztulástól. Ám itt is adódik egy probléma. Egyik új eredményünk szerint épp a krónikus epilepsziás betegeknél ez a biztosíték sérült. Ha itt a megfelelő helyen és időben sikerülne besegíteni, az csökkentené az epilepsziás rohamokat, és velük a sejtpusztulást is.
A pályázaton ugyan alapkutatásra kaptuk az összeget – új, rokon jelpályákat keresünk az agyban –, de azt is szeretnénk kideríteni, hogy ezek a jelpályák mely idegrendszeri betegségekben lehetnek még gyógyszercélpontok.

J.É.: A kannabinoid receptorok rendkívül elterjedtek a gerincvelőtől az agykéregig, számtalan élettani folyamatunkba beleszólnak, a táplálkozástól a tanulásig. Nem jár-e ez azzal a veszéllyel, hogy a belső kannabinoid rendszeren ható gyógyszereknek rengeteg lesz a mellékhatásuk? Ahogyan ezt az elhízás elleni kannabinoid receptor gátlószer, a rimonabant példája is mutatja. A súlyos mellékhatások: szorongás, depresszió, epilepszia… 

K.I.: Az egyik fő lehetőség pont a túlsúlyosság, ezen keresztül az érrendszeri károsodás és a cukorbetegség kezelése. Itt ugyanis a gyógyszer-célpontok nem az agyban, hanem más szervekben, például a májsejtekben találhatók, ahogyan ezt Kunos György professzor és csapata Amerikában kimutatta. Ezért ma a gyógyszercégek egyik fő csapásiránya olyan rimonabant-analógok kifejlesztése, amelyek nem tudnak áthatolni a vér-agy gáton, nem jutnak el az idegsejtekig, így nem is lesznek központi idegrendszeri mellékhatásaik.

J.É.: A függőségek kialakulásakor viszont éppen az agyban történnek mélyreható változások. Tudjuk-e már, hogy melyek ezek?

K.I.: A függőség egy kóros tanulási forma. Ezért a megelőzésre kell sokkal nagyobb súlyt fektetni, hogy az idegrendszer meg se tanulja a „félrevezető” memórianyomokat.
A függőséget kiváltó anyagok legnagyobb „aljassága”, hogy minimális energiaráfordítással is hatalmas jutalomérzetet okoznak az agyban. Ez a hirtelen megemelkedett dopaminszinttel függ össze. A dopamin megváltoztatja bizonyos idegsejtek közti szinapszisok erősségét, amitől a drogkereső viselkedés is tartósan megerősödik. Ráadásul a dopamin-felszabadulás mértéke a jutalom váratlanságától is függ: ha nem számítunk a jutalomra, több lesz a dopamin. Ezért az a viselkedési mintázat, mondjuk a tűszúrás, amely első alkalommal váratlanul idéz elő mámort, szinte „beég” a memóriába.
A természetes jutalomforrások is hatásosabbak, ha váratlanok. Ha új helyen találunk vizet a sivatagban, a forrás helyét egy életre megjegyezzük.

J.É.: A kutatásban is vannak ilyen váratlan és megerősítő pillanatok, amelyek miatt Önnek ez szenvedélyévé vált?

K.I.: A munka nagy részét aprólékos bizonyítási lépések teszik ki, a megismerés és a megértés pillanatai mindig egyszeriek, Heuréka-szerűek. Valóban, 16 év kísérleti munka után is úgy érzem, már életem végéig emlékezni fogok arra, amikor az elektronmikroszkópban először láttam meg a CB1 kannabinoid receptort egy idegvégződésen, vagy a 2-AG endokannabinoidot termelő enzimet az idegsejtek dendrittüskéinek fejében.

J.É.: Vagyis éppen a nagy felfedezéseket nem lehet előre tervezni, melyek aztán új irányt adnak a további munkának. Nem határolja-e be túlzottan a kutató szabad röppályáját az ERC pályázat „5 éves terve”?

K.I.: Esterházy Péter kezdi így a Harmonia Caelestist: „Kutya nehéz úgy hazudni, ha az ember nem ösmeri az igazságot”.

Ezt éreztem végig a pályázatírás során – ironikus értelemben. Számos meglepő előkísérleti eredményünkről még csak sejtjük, hogy mire utalhatnak. Ezeket mutattam be a pályázatban. Ha pontosan tudnánk, hogy mit fogunk „felfedezni”, egy fillért sem volna szabad költeni kutatásainkra! Gyakran vetik a kutatók szemére, hogy csak „biztosan hasznosuló projekteket” lenne szabad megpályázniuk. Az igazi kutatásban ilyen nincs! A mai tudományos élet egyik legnagyobb rákfenéje ez: a támogatást adó szervezetek biztosak akarnak lenni abban, hogy a pénzük megtérül. Így az esetek nagy részében inkább középszerű kutatási programok indulnak. A nagy előrelépések mindig váratlanok. Az ERC szerencsére a legtöbb kutatási szabadsággal járó pályázatok közé tartozik, kiemelt szempont volt a kockázatos, de innovatívnak ítélt ötletek megvalósításának támogatása. 

J.É.: Egy-egy ilyen pályázattól mennyiben függ a kutató sorsa?

K.I.: Ha most nem nyerek, valószínűleg rá lettem volna kényszerítve arra, hogy elfogadjam valamelyik amerikai vagy nyugat-európai professzori állásajánlatomat. Habár itthon minden emberi segítséget megkaptam tanítómesteremtől és kollégáimtól, ma Magyarországon élettudományokban szinte lehetetlen külföldi támogatás nélkül nemzetközileg is jegyzett kutatócsoportot elindítani. A 22-es csapdája nagyon közel volt: ha nem kapok 36 évesen versenyképes támogatást, nem fogok tudni eredményes kutatást végezni, így a legközelebbi pályázaton még kevesebb esélyem lesz nyerni.

J.É.: Az amerikai egyetemeket és kutatóintézeteket a privát adományozás teszi igazán erőssé. Nálunk mutat-e valami ebbe az irányba?

K.I.: Itthon is egyre többször alapítanak díjakat tehetős emberek, amelyeket látványos események keretében adnak át. Ám ezek csak a legkiválóbb 1%-nak könnyítik meg a személyes életét. Sajnos ma még elenyésző Magyarországon az a fajta hozzáadott értéket termelő magántámogatás, amely a nyugati kutatóműhelyeket olyan erőssé teszi, amellyel lehetővé válik a drága műszerpark és kísérleti anyagok legalább egy részének beszerzése. Bízom benne, hogy a filantrópia – mint nyugaton – nálunk is hamarosan kiterjed a kutatások támogatására, de az oktatás és a kultúra számos területén szintén óriási szükség lenne arra, hogy az elmúlt húsz év nyertesei elkezdjenek visszaadni valamit a közösségnek, amelyből meggazdagodtak.

J.É.: Addig marad az ERC és hasonlók?

K.I.: Az ERC Starting Grant minden tudományterületen egész Európa 10-15 legkiválóbb fiatalját támogatja. Ez egy egészséges nemzeti tudományos közösség fenntartásához messze nem elég! A konzorciumi EU pályázatok is csak néhány tucat magyar kutatócsoportot segítenek. A nemzeti erőforrásokból való sokkal nagyobb támogatásra, és ennek jóval igazságosabb, teljesítményalapú szétosztására lenne szükség a magyar tudomány teljes leszakadásának megállításához. Nemcsak a legjobb 1%-ot, hanem minimum a legjobb 20-25%-ot kellene támogatni. Ők azok, akik fontos hozzájárulásokat tesznek a világ tudományához, és akik – mivel naprakészen követik a tudomány frontvonalait –, a fiataloknak is magasabb képzési szintet nyújtanak, amely utána nemcsak a tudományban, hanem a gazdaság számos területén hasznosulni fog.

J.É.: Ma jóval kevesebben választják a természettudományos pályát, mint egy-két évtizede. Miért?

K.I.: Nálunk a kommunizmus idején a természettudományos pálya hatalmas szabadságot nyújtott, és a megélhetésben sem jelentett lemaradást. Ma egy nemzetközi szintű, a legjobb 20-25%-hoz tartozó fiatal kutató – hacsak nincs szerencsés családi háttere – az alsó középosztály szintjén próbál megkapaszkodni. Ha aztán keményen dolgozik – sokkal keményebben, mint egy átlag munkahelyen –, akkor 40-50 éves korára ér el egy stabil középosztálybeli életszínvonalat. Ugyanez nyugaton a stabil középosztálytól indul és a felső középosztály a cél, a professzori kinevezéssel.
Ez az egyik oka, hogy generációm egy része nem is tervezi, hogy itthon próbál meg érvényesülni. Hiába érnének el kiemelkedő eredményeket, életszínvonaluk és mindenekelőtt kísérletezési lehetőségeik jóval szerényebbek lennének, mint kinn. Úgy érzem, ez ma már a pályaválasztók előtt is nyilvánvaló.
Akikben ma bízunk, azok a megszállott fiatalok, akikben annyira lobog a belső tűz, a lelkesedés – legalább néhányat megérteni a Természet jelenségeiből –, hogy ezért szinte minden másról hajlandóak lemondani. Ám a fejkvótán alapuló egyetemi tömegképzés számukra is óriási nehézség. Hatalmas mennyiségű, sokszor tudományosan régen túlhaladott, értelmetlen tudást kell bebiflázniuk, így a valóban gondolkodást és kreativitást fejlesztő feladatokra már nem marad idő és energia. Nyilvánvalóan szükség van a legtehetségesebb fiatalok támogatására és személyre szabott képzésére, elit kutatóképző szakokon.

J.É.: Ön is ilyen „megszállott fiatal” volt? Mi inspirálta leginkább?

K.I.: Eredetileg terepbiológus szerettem volna lenni a Természet végtelenül lenyűgöző sokfélesége miatt. Kamaszkorom szabadidejének nagy részét erdőkben és pusztákon töltöttem az élővilág megfigyelésével. Később már a sokféleséget összetartó rendezőelvek, a természet ritmusaiban megfigyelhető szabályszerűségek, például a madárvonulások jelentettek izgalmat.

A sokféleség később a mikroszkópban is elbűvölt, annál is inkább, mivel az idegszövet talán a legösszetettebb szövettípus valamennyi közül. További nagy inspirációt jelentett az akkor még 34 éves Freund Tamás vezette kutatócsoportba bekerülni. Fantasztikus élmény volt 19 éves fiatalként megélni, hogy világraszóló felfedezések születésének lehetek közvetlen szemtanúja. A KOKI alkotóműhelye életre szóló kedvet és példát adott – talán ilyenek lehettek a reneszánsz festők alkotóműhelyei.
A harmadik ok: nagy megtiszteltetésnek érzem a sorstól, hogy miközben olyan munkát végezhetek, amely a hobbim is, tudom, hogy eredményeink közvetve vagy közvetlenül, de nagyon sok ember számára hasznosak lesznek a jövőben.

J.É.: Hasznosak lesznek, bár nem mindig tudatosulnak – az emberek ugyanis csak újabban kezdenek ráébredni, hogy agyuk is van, s főleg, hogy az mennyire sérülékeny. Apropó, az agykutató hogyan éli meg ezt a fokozott „agytudatosságot”? 

K.I.: Azt szoktam példának felhozni, hogy az egyetlen szervátültetési műtét, ahol inkább donor szeretnék lenni, az agyátültetés lenne… A mindennapokban ritkán élem át, hogy másoknál kicsit jobban ismerem az idegrendszer működését. Ilyen alkalmakkor viszont, mint amilyen például a fájdalom tudatosulása, ez az ismeret egyértelműen segítségemre szolgál.

J.É.: Kutatásai adnak-e olyan impressziót, hogy ez a hihetetlenül bonyolultan szervezett rendszer – mármint az agy –, nem a véletlen műve?

K.I.: Úgy gondolom az agy és az idegrendszer az evolúció eredményeként jött létre: abban segítette az adott élőlényt, hogy a földi környezetben is túlélhessen. Pont ebben rejlik a korlátunk. Agyunk képes felfogni, hogy melyik gyümölcsöt ehetjük meg, és hogy az oroszlán elől el kell futni. Túlélésünkhöz elegendő is volt, hogy mind a gyümölcsöt, mind az oroszlánt részecske alapú dolgokként kezeljük. Egyenletekből ugyan meg tudjuk érteni, hogy a részecskéknek hullámtulajdonságai is vannak, de elképzelni már nem vagyunk képesek, legalábbis én még nem találkoztam olyan atomfizikussal, aki felvállalta volna, hogy egyszerre el tudja képzelni az anyag részecske és hullám természetét is. Ebből számomra az következik, hogy rengeteg az olyan jelenség, amelyet soha nem fogunk megérteni a Természet működéséből. Néhányat esetleg a matematika nyelvén bebizonyíthatunk, de soha nem tudhatjuk meg, hogy maradt-e olyan természeti törvény, amelyet még nem ismerünk.

J.É.: Az Isteni téveszme szerzője, Richard Dawkins szerint a tudósok között ritka madár a hívő ember, merthogy az intelligenciával és a tudományos fokozattal együtt az ateizmus gyakorisága is meredeken nő. Mit gondol erről?

K.I.: Nem hiszem, hogy hit és tudomány kizárná egymást, ez felszínes megközelítés. Dawkins-szal szemben olyan elterjedt érvrendszerre lehet hivatkozni, amely a biológusok logikáját követi. Vallások – ráadásul nagyon hasonló logikával – az összes kultúrában létrejöttek. Miért? Az egyik biológus érvelése szerint valószínűleg azért, mert segítették az adott csoport tagjait a túlélésben, mondjuk a csoportkohézió kialakításában. Ez arra utal, hogy a hit képessége, agyunknak a hitre való igénye akár genetikailag is kódolva lehet, tehát létező természeti jelenség. Ki tudja-e Dawkins zárni, hogy az ő harcos hite a természettudományok mai nézeteiben vajon nem ugyanolyan agyi folyamatok eredménye, mint egy vallási közösség adott hitvilága? Továbbmenve, én, mint egyén nyugodtan lehetek hívő, akár természettudósként is, hiszen közösségem részeseként, agyam segítségével átélem a hitemet. Ez szerintem nem zárja ki, hogy mint természettudós szigorúan ragaszkodjam a tudományom szabályaihoz. Amelyek alapján jelenleg nem eldönthető, hogy a természettudomány mai eredményei alapján elfogadott anyagi világon túl létezik-e más, ma még nem elképzelhető formája az életnek, anyagnak, Szentléleknek, illetve valaminek, amire szavakat sem találok, hiszen nem is tudok a létezéséről. Ez semmiképp nem jelenti azt, hogy „valószínűleg nincs Isten”, de azt sem, hogy van, legalábbis abban a formában, ahogy azt hívő emberként véljük. Galilei és a hozzá hasonló zsenik példája azt mutatja, hogy a Természet sokkal izgalmasabb annál, mint ahogy azt mi ma elképzeljük.