Hogyan vizsgálják az idegrendszert?

Az idegrendszer a szervezet működéseit szabályozza, és ahogy láttuk, ez rengeteg izgalmas jelenséget takar. Gondoljunk csak bele, az ember esetében a belek perisztaltikus mozgását, egy barátságos integetést és a legmagvasabb gondolatokat is ez hozza létre, tehát valóban széles a funkciók spektruma. A sok különböző jelenség azonban valahol mégiscsak hasonlít: az idegrendszer működésének termékei, és éppen ezért hasonló megközelítéssel lehet őket vizsgálni.

Először is körvonalazni kell, mivégre is van az adott jelenség, legyen az szervi működés, viselkedés, vagy mentalizáció. A bél perisztaltikus mozgása például az emésztéshez szükséges, pontosabban ahhoz, hogy a falat végighaladjon a tápcsatornában. Ehhez a belek hosszanti és körkörös izmainak összehangoltan kell összehúzódniuk és elernyedniük. A perisztaltikus mozgást jellemezhetnénk az összehúzódások erejével, azok időzítésével, vagy akár az elfogyasztott táplálékkal összefüggésben. Az integetésnél ki lehetne deríteni mondjuk, hogy mikor és milyen körülmények között következik be az egyes személyeknél. A magvas gondolatok esetében érdemes lenne kideríteni például, hogy milyen dolgokra vonatkoznak és milyen esetekben fogalmazódnak meg.

Az idegrendszer által létrehozott jelenségek tehát önmagukban is számtalan kérdést provokálnak ki az emberekből, és így sok különböző tudományterület foglalkozik velük. A szervi működések egyértelműen az élettan asztalára tartoznak. A viselkedést és a mentalizációt nehéz elválasztani egymástól, ezekkel többé kevésbé együtt foglalkoznak a kutatók. A pszichológia például az egyén viselkedésével és mentalizációjával foglalkozik, míg a nyelvészet kifejezetten a nyelvhasználattal kapcsolatos jelenségekre fókuszál. Az antropológia az emberi kultúrát vizsgálja. Már a viselkedéses jelenségek kapcsán is felmerül más fajok haszna: az állatok viselkedésével foglalkozó etológia is segíthet megérteni az emberek magatartásának bizonyos részleteit.

cultanth
Az emberi viselkedés különböző szeleteit vizsgálja az antropológia, pszichológia és a nyelvészet, de a társadalomtudomány, sőt akár a közgazdaságtan is.

Ha már van valami elképzelésünk arról, hogy mi a szerepe az adott jelenségnek, akkor elkezdhetünk azzal foglalkozni, hogyan hozza azt létre az idegrendszer. A bél perisztaltikus mozgása esetében viszonylag könnyű dolgunk van: az idegrendszertől csak annyit várunk, hogy a hosszanti és a körkörös izomrétegeket megfelelő ritmusban húzza össze. Ehhez biztos kellenek olyan sejtnyúlványok, melyek csak az egyiket, illetve csak a másikat idegzik be, ezekben pedig összehangoltan kell kialakulnia az izmokat összehúzó elektromos jelnek. Na persze a valóság ettől egész biztosan komplikáltabb, a lényeg azért így is látszik: azt keressük, hogy az adott jelenséget az idegrendszer melyik részei és milyen módon hozzák létre. Ezen a ponton kapcsolódik az idegtudomány az előbb említett tudományterületekhez.

Tehát vehetünk egy szervi működést, viselkedést, vagy mentális jelenséget, és megpróbálhatjuk kipuhatolni, hogy az idegrendszer mely részeinek van hozzá köze. Ilyen módon például David Hubel és Torsten Wiesel 1959-ben felfedezték, hogy a nyakszirtlebeny egyes agykérgi idegsejtjei a különböző orientációjú vonalak látótérbe kerülésekor produkálnak elektromos jelet. Ebből azt a következtetést lehetett levonni, hogy a sejtek konkrétan az ilyen vizuális részletek, az élek észlelésében játszanak szerepet, amelyek egyébként minden természetes látkép gyakori elemei. Érdemes azt is megjegyezni, hogy a kutatók nemcsak a nagy léptékű anatómia és az idegsejtek által produkált elektromos jelek segítségével kaphatnak képek az idegrendszerről és annak állapotáról. Az infraindividuális biológia szinte minden specialitása hasznos lehet, hiszen a szövettani jellegzetességektől, a sejtszintű, vagy a molekuláris interakciók egyaránt fontosak az idegrendszer működésének megértésében.

brainandnervecells
Az agy és egy idegsejt (LadyofHats és Patrick J. Lynch munkái alapján).

Egy másik bevett stratégia az idegrendszer befolyásolása által kiváltott hatások megfigyelése. Wilder Penfield például a 20-as években ingerelte epilepsziás betegek agykérgét — így fedte fel, hogy a központi árok előtt elhelyezkedő tekervény mozgást hoz létre, az árok mögötti pedig a különféle érzeteket a testben. Az idegrendszer működésének befolyásolására durvább módszerek is vannak, például a roncsolás. David Ferrier épp ezzel mutatta ki például, hogy a halántéklebeny felső, hátsó része elengedhetetlen a halláshoz. A roncsolásos vizsgálatokhoz elvben nagyon hasonló a természetesen kialakult sérülések hatásainak megfigyelése. Ezzel az orvosi szakterületek foglalkoznak, mint a neurológia, pszichiátria, illetve a neuropszichológia. Az ezeken a területeken dolgozó szakemberek megpróbálják feltárni, hogy a különböző betegségek tünetei hátterében milyen idegrendszeri elváltozások állnak.

Végül térjünk ki arra is, hogy az idegrendszer vizsgálatához jól jöhetnek egyszerűbb, mégis hasonló rendszerek. Ez a gondolat igazából az eddigi példákat is átitatta: az egyszerűbb viselkedéssel, egyszerűbb idegrendszerrel bíró élőlények viselkedésének, idegrendszerének vizsgálata leginkább azért fontos, mert hozzásegíthet az emberi viselkedés és idegrendszer megértéséhez (persze más gyakorlati haszna is lehet). Bizonyos esetekben akár egy idegsejt tenyészet is hasznos információval szolgálhat a valódi idegrendszer működéséről. Az összehasonlítás azonban a másik oldalról is kiindulhat: hogyan kell működnie egy mesterséges rendszernek, amit egy olyan probléma megoldására hoztak létre, amit természetes rendszerek, idegrendszerrel rendelkező élőlények is megoldanak? Erre a kérdésre adhat választ a mesterséges intelligencia kutatása és a robotika is.

roboinsect
A “robosáska” segíthet feltárni a célinger követésének hátterében álló információfeldolgozási folyamatokat.

Összességében tehát az agyhoz köthető a szervi működések egy részének szabályozása, a viselkedés és a mentalizáció is. Ezen jelenségek megértése önmagában is elég összetett ahhoz, hogy külön tudományterületek foglalkozzanak velük (pl. élettan, antropológia, pszichológia). Az idegtudományi kutatók azon fáradoznak, hogy megértsék, hogyan hozza létre ezeket az idegrendszer. Ezt többnyire kétféle megközelítésekkel teszik: megfigyelik, hogy egy adott jelenség lefolyása közben mi történik az idegrendszerben, vagy, hogy milyen hatással van a jelenség lefolyására az idegrendszer bizonyos részei működésének befolyásolása. Az így halmozódó ismeretek remélhetőleg egyre közelebb visznek az agy titkainak feltárásához, noha vannak, akik szerint akármennyit is tudunk meg róla, azt soha nem fogjuk megérteni, hogyan hoz létre az agy mentális jelenségeket.

Vissza az Alapokhoz!