Lexikon az agyban

A mesterséges retina, mellyel a vakok is láthatnak, már nem tartozik az elérhetetlen álmok közé. A nemrégiben Pro Renovanda Cultura Hungariae díjjal kitüntetett Hámori József és Roska Tamás agykutatók a látástanulás vizsgálata mellett arra nézve is folytatnak kísérleteket, hogyan lehet őssejtekkel pótolni a mozgáskoordinációért felelős kisagy sérült sejtjeit.

Hámori József egyik legfontosabb kutatási területe a látórendszer vizsgálata. A kutató magyarázata szerint a látás rendszerében a szem hasonló funkciót tölt be, mint a fényképezőgép esetében a lencse; a szem azonban jóval érzékenyebb, és több részlet felfogására képes. A szem a külvilágból érkező fényingereket (illetve a fotonokat) különféle neurokémiai folyamatok során elektromos jelekké alakítja, s ezek a jelek az agyba kerülnek. Hámori József és Roska Tamás azt vizsgálta, hogy az agykéreg alatti területen mi történik ezekkel a jelekkel.
– Tulajdonképpen azt kellene feltételezni, hogy valamiféle átkapcsolódás történik, amelynek során az információ szegényedik. Ennek azonban épp a fordítottja igaz: információgazdagodás figyelhető meg az adott területen, mielőtt az elektromos jel a látókéregbe kerülne.
A professzor szerint valójában nem a szemünkkel, hanem az agykérgünkkel látunk – ezért okoz az agykéreg sérülése látászavart. Ám azért is a látókéreg felelős, hogy mi az, amit látunk – nem vagyunk képesek mindent látni, ami a szemünk előtt van, legfeljebb annak tizenhét–húsz százalékát. Ha állandóan százszázalékos képi információ bombázná az agyunkat, valószínűleg beleőrülnénk.
– Az európai ember nem látja az előtte levő teret, látásunk célorientált – mondja Hámori József, aki szerint ugyanakkor a japánok – egy tanulási folyamat eredményeként – a „tárgyak közti teret” is látják.
A látókéregben egy nagy agyterület foglalkozik azzal, hogy azonosítsa a beérkezett információkat. Ez a terület kiszűri és nem engedi látni a még ismeretlen tárgyakat. Azonban ha az ismeretlen információ többször megismétlődik, a látókéreg beazonosítja, és engedi az érzékelését.
– Hatalmas lexikon van az agyunkban, amelybe csak az kerül, amit megtanultunk – mondja a professzor. – Roska Tamással sokat foglalkoztunk a látás megtanulásának folyamatával, hiszen a látás nem automatikus képesség. A csecsemő először fordítva látja a világot, majd a tapasztalatok ráébresztik, hogy ez nem jó így – és a világ a talpára áll.

A látástanulás kritikus periódusa emberek esetében három-négy éves korig tart. Agyunk viszont tizennyolc éves korunkig fejlődik, a hosszú idő pedig optimális differenciálódásra ad lehetőséget, hogy beépíthessük azokat a környezeti hatásokat, amelyek később szükségesek lesznek. A kutatópáros azt keresi, hogyan lehetne a látás strukturális és funkcionális paramétereit egy programozható, analóg számítógéppel szimulálni. Remélhetőleg ez a kutatás a hallással és tapintással kapcsolatban is hoz majd eredményeket.
– Egy olyan mesterséges receptoron dolgozunk, amely a környezet száz százalékát képes rögzíteni és feldolgozni – mondja a kutató. Ez a robottechnikában is jól hasznosítható eljárást ígér, ám gyakran felmerül a kérdés, mikor lesz olyan mesterséges retina, amely a vakok számára lehetővé teszi a látást. – Az élettelen anyagok átvezetése az élő rendszerbe nagyon problematikus, mégis remélhető, hogy tíz–tizenöt éven belül a mesterséges szem valóság lesz – fogalmaz Hámori professzor.
A kutató által vizsgált másik terület az idegrendszer korai fejlődése. Paradox módon egy kétéves gyermeknek jóval több idegsejtje, idegsejtnyúlványa és az idegsejteket összekötő szinapszisa van, mint egy felnőttnek, de ez nem jelenti azt, hogy a gyermek többet tud. A szelekció során csak az az idegsejt marad meg, amely megfelelő funkciót talál magának, a többi elpusztul – kissé a létért való küzdelem darwini gondolatának mintájára. Ahhoz, hogy normálisan folyjék le a szelekció, szükséges, hogy megfelelő impulzusok érjék az agyat. Ha a kísérleti állat nem kap megfelelő mennyiségű ingert, az agykéreg alatti központban lelassul vagy megáll az idegsejtek szelekciója, ennek következtében a funkciók kialakulása is fékeződik.
A professzor harmadik kutatási területe a kisagy.
Néhány éve megállapították, hogy az eddig ismert öt mellett egy hatodik idegsejttípus is található a kisagyban, amely nagyon fontos serkentő elemnek bizonyult.
– Összes idegsejtünk fele a kisagyban található. Régen tudott, hogy a mozgáskoordinációban fontos szerepe van e területnek, a legújabb kutatások szerint azonban ennél sokkal többet tud. Az érzékszervi élmények nemcsak a nagyagykéregig jutnak, az érzékelés utáni cselekvéshez ez a szerv is hozzáteszi a magáét. Hoszú vita folyt arról, hogy a kisagy csak egy számítógép-e, mely információkat raktároz, vagy maga is képes a tanulásra. Mára sikerült megmutatni a kisagykéreg azon területét, ahol a tanulás végbemegy. Arra nézve is folynak kutatások, hogyan lehet őssejteket mobilizálni, s bepótolni az esetleg sérült kisagysejteket.