Székely György: Agyunk újjászervezi önmagát

Tavaly év végén Tankó Béla-díjban részesült Székely György akadémikus, a magyar agykutatás egyik meghatározó személyisége. A debreceni orvosegyetem biokémiai intézetét megalapító tudósról elnevezett kitüntetést azok kapják, akik kiemelkedő eredményeikkel nemzetközi tekintélyt vívtak ki maguknak, és öregbítették a debreceni egyetem jó hírét. Székely professzor a központi idegrendszer struktúrája és funkciója közötti viszony elemzésekor állította fel azt a hipotézist, hogy az agy szerkezete a funkciók változása függvényében folyamatosan módosul. Feltevését a kilencvenes évek elején néhány agyterületre vonatkozóan bizonyította is. Ezzel a magyar tudós jelentősen hozzájárult ahhoz, hogy a központi idegrendszer működését egyszerű inger-válasz reakciókon alapuló funkcióként felfogó több mint százéves tudományos tételt megkérdőjelezzék.

2007. 01. 17. 0:00
VéleményhírlevélJobban mondva - heti véleményhírlevél - ahol a hét kiemelt témáihoz fűzött személyes gondolatok összeérnek, részletek itt.

Mivel nem találtuk kielégítőnek az idegrendszer működésének modellezésére a reflexelméletet, ezért megvizsgáltuk, hogy egyszerű mozgásfunkciók esetén igazolható-e a százéves elgondolás érvényessége – idézi fel a nagy jelentőségű kísérletsorozatot Székely professzor. – A kérdés megválaszolását egy német kollégával, Ulrich Klinggel azzal kezdtük, hogy megnéztük, igaz-e az a feltevés, miszerint egy adott feladat elvégzésére egy adott idegsejt mindig adott módon utasítja a végrehajtásért felelős izomsejteket. A kísérlethez részben elektronikus modelleket, részben kétéltűembriókat használtunk. Megnéztük, mi történik akkor, ha egy végtagot eredeti helyéről eltávolítunk, és azt a kísérleti állat más testtájára ültetjük be. Kísérleteink során az állat lábát annak oldalára, hátára operáltuk át. Az inger-válasz elmélet értelmében azt várhattuk volna, hogy a végtagok számukra idegen helyen is jól működnek. Nem így történt. Valamilyen ingerre vagy nem reagáltak, vagy úgy mozogtak, mintha a hátat akarták volna mozgatni. Ahhoz, hogy jó végtagmozgást láthassunk, a gerincvelőnek azt a szakaszát, amely a hátmozgást működteti, ki kellett cserélnünk arra a szakaszra, amely a végtagot eredetileg is működtette. Ez azt jelenti, hogy a gerincvelőnek ebbe a szakaszába már nagyon korai embrionális életben „be van építve” az a szerkezet, ami és csak ami képes a végtagot megfelelően mozgatni. Ha csirkeembrióba a szárny helyére az alsó végtagot ültettük, akkor az csak szárnyszerűen tudott csapkodni, ha viszont a szárnyakat beidegző gerincvelőszakaszt cseréltük ki a lábakat beidegző gerincvelőszakasszal, akkor az állat a szárnyait minden lépésnél megemelte. Tehát még a mozgás típusa is „programozva” van a gerincvelőben. A nagy kérdés most már az volt, hogyan alakul ki az a program, ami nem a „specifikus inger á specifikus válasz” elv alapján, hanem egy meghatározott program szerint működteti a végtagot.
Hosszú kísérletsorozatokból – amelyeket részben elektronikus modelleken, részben állatokon végeztünk – arra a következtetésre jutottunk, hogy egy sajátságos idegi hálózat genetikai kódok segítségével áll össze. Ez az „összeállás” azonban nem merev, hanem szelektív próba-szerencse útján történik. Tehát ami az összerendezésben rosszul sikerült, az kiszelektálódik, ami jó, az megerősödik. Vagyis egy képlékeny szerkezet alakul ki, amelyre még hatnak a „genetikán túli” epigenetikus tényezők is. Ezért a képlékenység a felnőtt agy sok részében is megmarad – foglalja össze a felfedezés lényegét a neves biokémikus.
A professzor állatkísérleteinek eredményei nem voltak összhangban a reflexelmélettel, de értelmezhetőnek tűntek más magatartási folyamatok. Ki ne ismerné azokat a patkánykísérleteket, amelyek során az állatok hosszas próbálkozások eredményeként megtanulják, hogyan juthatnak ki a labirintusból, ki ne látott volna olyan tudományos ismeretterjesztő filmet, amelyekben a kutyák, macskák csak akkor juthattak hozzá a táplálékhoz, ha megtanulták a csengő vagy a mechanikus kar használatát? Számos kísérlet bizonyította azt is, hogy az állatok kellemetlen ingerek hatására megtanultak olyan leckét is, amelynek lényege az volt, hogy elkerüljék a számukra megszokott étel érintésekor elszenvedett áramütést olyan módon, hogy a kedvenc falat helyett inkább egy számukra kevésbé vonzó ételt választottak. Ebben az esetben ugyanis elmaradt a kellemetlenség. Ezek a kísérletek megmutatták, hogy az állatok képesek annak megtanulására, amelyek létfontosságú szükségleteik kielégítése érdekében nélkülözhetetlenek, és képesek előzőleg ismeretlen veszélyforrások felismerésére is felkészülni, ám semmit nem mondtak arról, mi történik e tanulási folyamat során az agy szerkezetével. Székely profeszszor vizsgálódásai viszont feltárták a viselkedés megváltozása idegrendszeri hátterének egy fontos aspektusát. Eszerint a külső körülmények megváltozásának hatására a plasztikus agy saját szerkezetének – vagyis idegsejtjei közötti kapcsolatainak megváltozatásával, máskor a már kialakult kapcsolatok hatásának növelésével – csökkentésével reagál. A már említett próba-szerencse mechanizmus segítségével hoszszabb-rövidebb gyakorlat után kialakulnak azok a szerkezeti-működési változások, amelyek képesek egyszerű vagy komplex ingerek hatására megfelelő választ kidolgozni.
– A tíz-tizenöt évvel ezelőtt még eretneknek tűnő gondolatok, megállapítások ma már egyre inkább teret nyernek a tudományban, sőt a legmerészebb tudósok egyike-másika hajlik arra is, hogy az idegrendszer egészére vonatkozó alapvető működési elvként fogadja el a funkció és struktúra kísérleteink alapján felvázolódó összefüggéseit – mondja Székely professzor.
Ha pedig így van, akkor a messzemenő következtetések sokasága helyett – ami a természetbe való illetéktelen beavatkozás irányába is elviheti a meggondolatlan elmét, szerencsés lenne a felnövekvő generáció érdekei szempontjából is végiggondolni e felismeréseket. Az agykutatás eredményei ugyanis összecsengnek a hálózatelméletek más területeken is érvényes alaptételével, mely szerint a komplex rendszerek – hálózatok – állandóságát a gyenge, vagyis rugalmasan változó, újjászerveződő kapcsolatok adják. Ha igaz Székely professzor elmélete, akkor az emberi agy is ilyen gyenge. E belső kapcsolatok újjászervezéséhez nemcsak a drasztikus fizikai ingereknek lehet köze, hanem annak is, ami élete során éri az embert, annak is, ami a családban, bonyolult szociális késztetések eredményeként a szülő, a pedagógus, a felnőtt világ közvetítésével éri a gyermeket. – Az agykutatás egyre inkább világossá teszi azt, milyen óriási a felnőtt-társadalom gyermekek iránti felelőssége. Öröm lenne, ha ezzel végre nem visszaélne, hanem a jobb jövő érdekében hatékonyan élne a társadalom – vallja Székely professzor.

Ne maradjon le a Magyar Nemzet legjobb írásairól, olvassa őket minden nap!

Google News
A legfrissebb hírekért kövess minket az Magyar Nemzet Google News oldalán is!

Portfóliónk minőségi tartalmat jelent minden olvasó számára. Egyedülálló elérést, országos lefedettséget és változatos megjelenési lehetőséget biztosít. Folyamatosan keressük az új irányokat és fejlődési lehetőségeket. Ez jövőnk záloga.