IPM 2008.

A cikk előző része itt olvasható.

Az elfeledett agy és az elfeledett gliasejtek

Albert Einstein halála után 30 évvel Harvey végül engedelmeskedik. 1983. tavaszán elküld néhány agydarabot Marian Diamond professzornak, a kaliforniai Berkeley Egyetem neuroanatómusának. Ő észreveszi, hogy a bal alsó fali lebeny különlegesen magas számban tartalmaz gliasejteket. Ezek a sejtek alkotják az idegsejtek mellett az agy szövetét. Az alsó fali tekervények azért érdekesek Einstein esetében, mert ezt tekintik a matematikai és a térbeli gondolkozás székhelyének. Ez lenne Einstein zsenijének magyarázata? Diamond óvatos. Harvey-val együtt jegyzett cikke 1985-ben jelenik meg, egy nemrég indult szaklapban, az Experimental Neurology-ban.

A megállapítás ugyan zavarba ejtette a tudományos világot, de csak egyszerű érdekességet láttak benne. Ma már világos, hogy a gliasejtek meghatározó helyet foglalnak el az emberek intelligenciájának fejlődésében: hiszen az összes faj közül az emberi agyban a legmagasabb az arányuk. Röviden: minél élénkebb a szellem, annál gazdagabb az agy gliasejtekben. Néhány év óta olyan adatok gyűlnek, amelyek rehabilitálják az eddig figyelmen kívül hagyott agyi sejtek szerepét. A gliasejtek egyik fajtája pedig, a csillagsejtek (asztrociták) rendkívüli kommunikációs készséget tanúsítanak. Az idegsejtekhez hasonlóan képesek az információ szállítására az agyban, így egyfajta „kommunikációs hálót” alkotnak, kiegészítve az idegsejtek hálózatát.

A csillagsejteknek köszönhetően agyunknak nem egy, hanem két módja is nyílik az információ továbbítására. Olyan ez, mintha két vasúthálózatunk lenne: egy a nagy sebességű közlekedéshez, és egy másik a hajtányokhoz. Idegi úton ugyanis az információk 100 000-szer gyorsabban terjednek, mint a csillagsejtek útján. Gliasejtjeinek hála, a zseni agya egy ideje az agyi kommunikációról szóló legelitebb szimpóziumok vesszőparipája lett.

A felfedező agy

Az Illinois-i Egyetem Beckman-intézetének egy pszichológuscsoportja William Greenough vezetésével a 90-es évek óta tanulmányozza a patkányok csillagsejtjeit. Egy kísérletsorozatban fiatal rágcsálókat három csoportba osztottak. Az első csoport tagjait egyesével helyezték el e ketrecekben. A másodikban a csoport együtt maradt. A harmadik is, de itt a csoportnak sokkal izgalmasabb élet jutott: olyan helyre kerültek, amely nekik szinte vidámparknak tűnhetett, színes, szórakoztató tárgyakkal, különféle lépcsőkkel, csúszdákkal. Később azt a meglepő eredményt kapták, hogy a harmadik csoportnál az agykéreg tömege jóval nagyobb lett, miközben az idegsejt-sűrűség csökkent: mintha az idegsejteket kiszorították volna a csillagsejtek. Vagyis az új szituációhoz való alkalmazkodáskor előtérbe léptek a csillagsejtek. Ugyanezt az eredményt kapták intenzív akrobatikai képzésnek alávetett állatoknál is. Az adatok arra utalnak, hogy a csillagsejtek közreműködése főként a tanulás, az új környezet felfedezése vagy egy ismeretlen feladat időszakában érvényesül.

Eddig azonban időszakos felfedező hajlam kialakulásáról volt szó. Mi a helyzet azokkal, akiknél ez a hajlam veleszületetten erősebb? Gliasejtjeik száma eleve magasabb, azért ilyenek, vagy fordítva, agyuk extrém kíváncsiságukhoz alkalmazkodva alakul így? A fenti kísérlet alapján utóbbi sem lehetetlen: hiszen gliasejtek jöhetnek, mehetnek az élet során, ahogy a körülmények diktálják. De akkor mégis, honnan ered a felfedezésre való hajlam? Gyermekkorban kapott impulzusokból? Vagy valamely öröklött, és kevésbé változható agyi sajátságból? Ha az utóbbi a válasz, az kiderülhet Einstein agyának behatóbb vizsgálatából.

Az egész több, mint a részek összege

Az agyi képalkotás immár lehetővé teszi, hogy egymás után derüljön fény egy olyan szerv titkaira, amely annyi idegsejtet tartalmaz, amennyi csillagot egy galaxis. Sokáig élt a fantazma, hogy itt olyan gépről van szó, amely egymástól elkülönült rekeszekre oszlik: egyikben a nyelv, másikban az emlékezet, harmadikban az okoskodás, és így tovább. Ezek a modulok. Ugyan igaz, hogy egyes agyterületek specializálódnak olyan feladatokra, mint a látás, hallás, sőt ezeken belül egyes agysejtcsoportok érzékenyek például bizonyos irányú vonalakra. Mégis, tudatos és tudattalan elmeműködéseink egységes egészet alkotnak. A mozgás, az érzelmi-hangulati élet és az értelmi folyamatok nem függetlenek egymástól: megvannak a saját agyterületeik, de olyanok is, ahol „találkoznak”, kommunikálnak. Ráadásul az agy egyáltalán nem hermetikusan elzárt biológiai szerv. Fejlődése, helyes működése függ a külső-belső környezettől: másképp alakul, mint láttuk, a „vidámparkba” helyezett állatoknál (és embereknél), és másképp azoknál, akiknek csak egy cella jut osztályrészül.

Ami a belső környezetet illeti, a mozgatószervek, a zsigerek és az immunrendszer egyaránt folyamatosan küldik jelzéseiket az agynak a szervezet állapotáról – amit különösen fájdalom, betegség, éhezés és hasonlók esetén lehet érezni, amikor a figyelem beszűkül, és a szárnyaló gondolatok átadják helyüket a túlélésre való összpontosításnak. Mindezek az Einstein agyáról kapott kép értelmezését is árnyalják. Fel lehet fedezni sajátságokat egyes agyterületeken, de ezek csak az egyes modulokról mondanak valamit, nem az egész agyról – pláne, hogy az agy nem is választható el attól, ami valaha körülvette. Vegyük figyelembe tehát a post mortem agyvizsgálatok ezen általános korlátját, amikor az alábbi adatokat értelmezzük.

A nevezetes Sylvius-árok

Az „agy évtizede”, vagyis a 90-es évek közepén Harvey először gondolja úgy, hogy megválik attól, ami fétisévé vált, és néhány darabját átengedi Britt Andersonnak, az Alabamai Egyetem kutatójának. Anderson összehasonlítja kontroll agyakkal, és kideríti, hogy Einstein homloki agykérge némileg vékony volt. Ezt a megfigyelését – ismét Harvey társszerzőségével – a Neuroscience Letters 1996. júniusi számában közli, minden különösebb visszhang nélkül. Egy másik írás: The exeptional Einstein brain, 3 évvel később jelenik meg a The Lancet-ben, a legnagyobb brit orvosi folyóiratban – és ez aztán valóságos médiatornádót indít el.

1995. végén Harvey, aki több mint 80 évesen visszatért Tituswillbe, Princeton-tól 30 kilométerre, egy újabb élettárs bungalójába, találkozott Sandra Witelson professzorral, a McMaster Egyetem (Hamilton, Ontario, Kanada) neurológusával. Nem véletlenül választotta ezt a göndör fürtös, 50-es nőt, ugyanis az övé a legimpozánsabb agygyűjtemény, ha nem is az egész világon, de legalábbis Észak-Amerikában (35 férfi, 56 női agy). Ezekből aztán lehet összehasonlító vizsgálatokat végezni, ha valaki meg akarja ismerni az agy egyik vagy másik kulcsfontosságú részének használati utasítását. Az agyak mind olyan önkéntesektől származnak, akik neurológiailag, pszichiátriailag normálisak voltak, és kognitív képességeik megfeleltek a közönséges halandókéinak.

Harvey és fiatalabb kolléganője közt kialakul a rokonszenv, olyannyira, hogy a kezelhetetlen doktor 24 agydarabot bíz rá és asszisztensnőjére, Debra Kigarra. Ez a kettős aztán igen hamar megtalálja azt az anatómiai furcsaságot, amely a Sylvius-árok hátulsó ágára vonatkozik; ez egy olyan barázda, amely az agy alapjából indul ki, és elválasztja a halántéklebenyt a homlok- és fali lebenyektől. Egy átlagos agyban ez az ág úgy 10 centiméteren át halad, és a fali lebeny középső részéig nyúlik be, részben kettéosztva a fali lebenyt. Ez az ág Einstein agyában szokatlanul rövid; így a két terület, amely általában szét van választva, találkozik, elősegítve a fali lebenyen belül az idegsejtek fokozott kommunikációját. „A szokatlan anatómiai jellegzetesség magyarázhatja Einstein különleges gondolkodását” – állítja Witelson. Ugyanis éppen a fali lebenyekben van a matematikai okoskodás és a térérzék képességének székhelye.

Witelson és Kigar azt is kimutatja, hogy Einstein bal oldali fali lebenye ugyanolyan terjedelmes, mint a jobb – szemben az átlagos aggyal, amelyben a bal oldali fali lebeny kisebb, mivel összenyomják a nyelvben szerepet játszó szomszédos területek. Einsteinnél nem; ami magyarázhatja, hogy a fizikus nyelvi fejlődése is eltért a szokásostól. Ahogy egyszer mondta:

„Szüleim aggódtak, mivel meglehetősen későn kezdtem el beszélni, ezért orvoshoz fordultak tanácsért. Nem emlékszem pontosan mikor, de semmiképpen sem voltam már 3 évesnél fiatalabb... A későbbiek során sem váltam szónokká.”

 Azonban nem volt diszlexiás, ahogy egyesek állítják. Már korán sokat olvasott, ami nem jellemző a komoly olvasási nehézséggel küzdő diszlexiásokra.

Csupán 12-13 éves volt, amikor elolvasta Büchner Erő és anyag című könyvét, valamint Kanttól A gyakorlati ész kritikáját. Ilyen szakszövegek a diszlexiások számára még az irodalmi műveknél is nagyobb problémát okoznak, a sok hasonló hangalakú terminus miatt. Ezzel együtt Einstein, saját leírása alapján, inkább gondolkozott képekben, mint szavakban, ami eltér az átlagostól. Tudományos gondolkodásáról szólva, ezt mondja: „a szavak nem játszanak benne semmi szerepet”, de a „többé-kevésbé tiszta, vizuális és muszkuláris képek” „asszociatív játéka” igen. A téri-vizuális elképzelést, a matematikai gondolkodást és a mozgásképzeteket a hátsó fali területekkel hozzák összefüggésbe.

Witelsonék utolsó fontos megállapítása: Einstein agyában nem található meg a parietális operculum – ez a struktúra a kézzel való megfogás, a tapintási felismerés mozdulatait ellenőrzi. Valószínű azonban, hogy Einsteinnél ezt a funkciót már korán átvette egy másik agyterület, hiszen nem mutatkozott hiányossága e téren, sőt amatőr hegedűsként egész tűrhető szintet ért el.

A Lancetben Debrah Kigar és megint csak Thomas Harvey által jegyzett cikk nagy vihart kavar. Az optimisták elkezdenek lelkesedni, hogy halála után 40 évvel végre megvan az anatómiai alapja annak, hogy Einstein és százmilliárd idegsejtje miért találhatta ki az egyenletek egyenletét, az E=mc2-et.

Stephen Pinker, a kognitív tudományok professzora (Massachusetts Institute of Technology) ezt írja a New York Timesban:

„Különös egybeesés, hogy az az agy, amely a lét, a tér és az idő, az anyag és az energia, a nehézkedés és a mozgás alapvető kategóriáit egyesítette, most abban segít minket, hogy a fogalmi kozmosz utolsó nagy dichotómiáját – az anyagét és a szellemét – egyesítsük.”

A kutatók többsége ugyanakkor kétségbe vonja, hogy mechanikus összefüggés volna az intelligencia foka, típusa és valamely konkrét agyterület szerkezeti jellegzetességei közt. Hiszen egy-egy intellektuális képesség több struktúrára és alstruktúrára épül, ezekből rengeteg van, és az idegsejtek közt üzenetek milliárdjai és milliárdjai cserélődnek minden másodpercben. E vita árnyékában Harveynak minden lehetősége megvan arra, hogy felmérje az utat, amelyet amaz 1955-ös áprilisi reggel óta tett meg, amikor néhány szikevágás megfordította sorsát.

1997. elején Michael Paternity író Driving Mr. Albert című könyvében elmeséli, hogy rábeszélte dr. Harveyt: látogassa meg Kaliforniában Evelint, Einstein unokáját, miközben kocsijuk csomagtartójában elvitték az évszázad agyának néhány darabját, dobozokban. A San Francisco környékén lezajlott találkozás semmit nem eredményezett. A Paramon Pictures filmkészítő társaság tervbe vette, hogy e Rood Trip Book-ból filmet forgassanak, Harvey szerepében Paul Newman-nel, de a jó doktor, akinek a könyv nem tetszett, és akit a pénz soha nem érdekelt, udvariasan elhárította az ajánlatot. 1998-ban elhatározta, hogy értékes kincsét dr. Eliot Kraussra hagyja, aki a Princeton Hospitalban kórboncnoki posztján sokadik utóda volt. Dr. Thomas Harvey 2007. április 5-én hunyt el, 94 éves korában. Utolsó éveiben nyugodtan pergette napjait Titusville-ben, természetesen továbbra is őrizve Einstein agyát.

Einstein agya újra egyben

Dr Mark Lythgoe, a londoni College Egyetem kutatója a Harvey által közvetlenül az agy eltávolítása után felvett fényképek alapján elkészítette Einstein agyának életnagyságú modelljét. E fényképeken ugyanis megmutatkoznak a dimenziók, mivel ráccsal kalibrálták őket. Ún. sztereolitográfia nevű, számítógéppel vezérelt lézeres modellezéssel, amelyet a 3D Systems nevű társaság végzett el, lehetővé vált a modell elkészítése.

Mindezzel együtt Lythgoe azt mondja, a tudósok és filozófusok legjobb szándéka ellenére sem sikerült eddig megmagyarázni a géniusz természetét, illetve Einstein rendkívüli kreativitásának titkát. Milyen kár, mondhatják a neurobiológusok, hogy Einstein már nem él! Akkor alá lehetne vetni agyát annak a számtalan módszernek, amely az agyat működésben látja: MRI, PET, magnetoenkefalográfia, kétfoton mikroszkópia. El lehet képzelni, hogy életében a zseniális fizikus szívesen megengedte volna, hogy teszteljék – hogy agya kiszolgáltassa működésének titkait a tudománynak. Azonban hiába gyűjtött be az idegtudomány az utóbbi 30 évben látványos eredményeket oly sokféle területen, mint a molekuláris neurobiológia, a fejlődés neurobiológia, a neuroanatómia, a neurofarmakológia, a neuroendokrinológia; hiába értjük jobban, hogyan beszélgetnek egymással az idegi hálózatok, és hiába állapítottak meg oksági kötelékeket klinikai jelek és bizonyos idegi együttesek vagy bizonyos kémiai hírvivők közt, még hosszú út vár ránk. Ha vizsgálható lenne egy ilyen nagyszerű agy működés közben, az ünnep lenne a tudomány számára. 

Jakabffy Éva

Folytatjuk a legújabb kutatásokkal.