A központi idegrendszer megismerésének fontosabb állomásai Joó József Gábor dr. Az emberi test, különösen az idegrendszer működésének, morfológiai és működési sajátosságainak, illetve szív, hanem az agy a gondolkodás központja. Általánosságban: az ókori görög orvostudomány a filozófiában azok összefüggéseinek megismerésére való igény már megjelenő arisz totelészi gondolatmenetet követte, évezredekkel ezelőtt megfogalmazódott. Az ókori Egyiptom orvoslása szorosan összefonódott a vallással, a többistenhittel, ugyanakkor néhány korabeli tekercs figyelemre méltó megfigyelésekről tanúskodik. Ezek közül is kiemelkedik a Kr. e. 1600 körüli időszakból származó Edwin Smith-papírusz, amely 48, döntően fejsérüléses esetet ír le. Ezek alapján látható, hogy a központi idegrendszer vegetatív működései vonatkozásában amelynek alapján az emberről, illetve közelebbről a központi idegrendszerről törvényszerűségek és összefüggések alapján igyekezett gondolkodni. A görög civilizációval párhuzamosan a prekolumbán azték és inka civilizáció ugyancsak rendkívül fejlett anatómiai és ezen belül neuroanatómiai ismeretekkel rendelkezett; a Kr. u. V. századtól nagy számban végeztek koponyaműtéteket (például trepanatio vér- az egyiptomi orvosok jelentős meglátásokat tettek; a fejsérülésekkel járó pulzusváltozások, illetve az azokat követő bénulások nagyon pontos klinikai leírásával találkozhatunk e fennmaradt írásos emlékekben. A központi idegrendszerről, különösen az agyról szóló ismeretanyag hosszú időn keresztül a gyakorló orvoslásból, a mumifikálás révén nyerhető tapasztalatokból, valamint a filozofikus gondolkodásból merítődött. E hármas forrás markáns együttese érhető tetten az ókori görögök élettani, illetve klinikopatológiai ismeretei mögött is. Az elsősorban Alkmaión (Kr. e. VI. század) (1. ábra) nevével fémjelzett krotoni orvosi iskola az agyat az emberi élet, a gondolkodás, az emocionális működések központjának tekintette, s ezzel a tanítással azonosult később a kószi iskola is, amely elsősorban Hippokratész (Kr. e. 460 377) révén lett halhatatlan. Erazisztratosz (Kr. e. 304 250) megfigyelései szerint az agy anatómiai formája és működése között szoros öszszefüggés van, egyszersmind az agy barázdáltságának foka a működés bonyolultságával is összefüggést mutat. Ő valószínűsítette először azt is, hogy külön motoros és érzőidegek léteznek. Galénosz (Kr. u. 130 200) a gerincvelő-sérülés következtében létrejövő bénulás kapcsán tett fontos megfigyeléseket. Ugyancsak az ő nevéhez fűződik az az elgondolás, amely szerint a gondolkodás során az agykamrákban bomlástermékek keletkeznek, amelyek az orron, a koponyavarratokon, valamint a csontok lika csain keresztül gáz formájában távoznak. Hérophilosz (Kr. e. III. század) a koponyasérülések és az agyi mű ködészavarok összefüggéseiről tett lényeges felismeré seket, és ő írta le először, hogy nem a 1. ábra Alkmaión (Kr. e. VI. század) DOI: 10.1556/OH.2012.HO2386 235 2012 153. évfolyam, 6. szám 235 239.
ömleny lebocsátására). A történészek szerint egyébként trepanatiókat ennél jóval korábban is végeztek már erről hazai régészeti leletek is tanúskodnak. A középkor tudományában mértékadóként megmaradt Galénosz elmélete, kisebb-nagyobb módosítások azonban születtek. Galénosz óriási alakja volt a kísérleti orvostudománynak. A nervus recurrens átvágásával hangszalagbénulást, a medulla átmetszésével pedig légzésbénulást okozott. A háti gerincszakaszon végzett vizsgálatai kapcsán ő számolt be először a harántbénulás kialakulásáról. Poszeidonosz a Kr. u. IV. században, Bizáncban koponyasérült betegek vizsgálata alapján tett megfigyelései említést érdemelnek, mivel ő az egyes idegrendszeri működéseket (képzelőerő, gondolkodás, emlékezet) az agyon belül igyekezett elhelyezni. E felfogás galénoszi tanokhoz való kapcsolódását az agykamrák kitüntetett, gondolkodásban és emlékezésben egyaránt fontos szerepe jelenti. Poszeidonosz érdeme továbbá, hogy az elmebetegségeket nem démoni eredetűnek, hanem az agy betegségeinek tartotta. Lényegében őt tekinthetjük az elmekórtan atyjának. Három betegségcsoportot különített el: 1. az érzékelés, 2. az értelem, 3. a memória zavarain alapulókat. Miként az orvostudomány egészében, úgy az idegtudomány területén is hatalmas, új impulzust jelentett a boncolásra alapozott ismeretszerzés. Charles Estienne (1503 1564) és Jacopo da Carpi (1470 1530) ezek alapján adott igen pontos anatómiai leírást az agykamrák szerkezetéről, illetve a plexus chorioideusokról. A kor legmaradandóbb tudományos életműve Andreas Vesalius (1514 1564) nyomán maradt fenn, aki a XVI. században közzétett De Humani Corporis Fabrica Libri VII. című munkájában az emberi anatómia, s ezen belül az emberi idegrendszer igen pontos és jól demonstrált leírását adta, amely olyan, szemmel nehezen megközelíthető agyi területeket is magában foglalt, mint például a köztiagy. Az idegtudomány történetében a galénoszi tanokat követő legközelebbi mérföldkőnek Vesalius munkássága bizonyult. Az idegrendszer megismerésének fő irányaként az agykamrák vizsgálatát egyre inkább a nagyagy-kisagy komplexum vizsgálata váltotta fel. Sok, egymásnak részben vagy teljesen ellentmondó elmélet született, hiszen míg Luigi Variolo (1543 1575) a nagyagyat az érző-, a kisagyat a mozgatóműködéssel hozta összefüggésbe, addig Nathaniel Highmore (1613 1685) vagy Antonio Molinetti (? 1675) egymással egyenrangú funkciót tulajdonított e két agyi területnek. A XVII. század igen jelentős élettani felfedezésének a vérkeringés felismerése, illetve leírása bizonyult, amely William Harvey (1578 1657) nevéhez fűződik. E felismerés az egész orvostudományt, így az idegtudományokat addig domináló kutatási irányokat is számottevően befolyásolta; elég, ha Thomas Willis (1621 1675) (2. ábra) vizsgálataira utalunk, aki az agy vérkeringése kapcsán tett nevét halhatatlanná tevő jelentős felfedezéseket. Ugyancsak 2. ábra Thomas Willis (1621 1675) számottevő eredményeket ért el az agyidegek vizsgálatában (a korábban ismert héttel szemben ő már kilenc pár agyideget különített el), valamint a központi idegrendszer vegetatív működéseit illetően. Az újkor első számottevő kutatója Albrecht von Haller (1708 1777) volt, aki elsősorban a neuromuscularis működés megismerésével gazdagította az orvostudományt, ugyanakkor a korábban egyre nagyobb teret hódító, agyi működések és területek összekapcsolását hirdető elmélet tagadásával egyszersmind gátja is volt fejlődésének. Mindenesetre az első, emberi agyon végzett kísérletek egyértelműen az ő nevéhez fűződnek. Ő teremtette meg a kísérleti élettant, és az idegek vezetőképességéről is elsőként számolt be. Jean Baptiste Lamarck (1744 1829) francia zoológus az emberi idegrendszer fejlődésével kapcsolatos új elméleteiről vált híressé és elismertté. Elképzelése szerint az idegrendszeri funkciók, a szenzualizmus, a gondolkodás nem az idegszövethez köthető eredendő tulajdonság, hanem az egyedfejlődés bizonyos fokán új kvalitásként jelenik meg. Ugyancsak Lamarck ismerte fel a veleszületett hajlamok, ösztönök létezését, illetve később ezeknek a környezettel való kölcsönhatásait; ennek üzenete többek között napjaink humángenetikájában is tetten érhető. A XIX. század első harmadában Frantz Gall (1757 1828) a gondolkodás és a szürkeállomány kapcsolatára vonatkozó elmélete, illetve az úgynevezett agylokalizációs elmélet újbóli felvetése és továbbfejlesztése bizonyult korszakalkotónak. Később Pierre Flourens (1794 1867) kísérletei a nyúltagyat emelték a kor idegtudományának új célpontjává, hiszen e terület életfontosságú szerepének felis- 2012 153. évfolyam, 6. szám 236
4. ábra Pierre-Paul Broca (1824 1880) 3. ábra Richard Caton (1842 1926) merése az addigi tudásanyaghoz képest teljesen új eredménynek bizonyult. Johannes Müller (1801 1858) az érzékszervek, illetve az érzőidegek specificitására vonatkozó kutatásai az idegélettan új, nagy tudományos érdeklődést kiváltó megállapításainak bizonyultak. Tanítványai, Emil du Bois Reymond (1818 1896), Carl Ludwig (1816 1895), Ernst Brücke (1819 1892) és Hermann Helmholtz (1821 1894) új fizikai élettan megteremtését tűzték ki célul. Du Bois Reymond rakta le a modern elektrofiziológia alapjait, Helmholtz pedig elsősorban az érzékszervek élettanával foglalkozott, és kidolgozta a szemtükrözés technikáját. Bizonyította, hogy a retinában háromféle, más-más hullámhosszúságú fényre érzékeny receptorsejt található. Helmholtz mérte meg először az idegingerület terjedési sebességét is. Az ingerküszöb fogalmát Ernst Heinrich Weber (1795 1878) vezette be, aki öccsével, Eduard Weberrel (1806 1871) együttműködve kidolgozta a pulzushullám sebességének mérési módszerét is. A XIX. század végén miként a tudománytörténetben nemegyszer előfordult a lengyel Adolf Beck (1863 1942), az orosz Nyikolaj Danyilevszkij (1852 1939), valamint az angol Richard Caton (1842 1926) (3. ábra) egymástól füg getlenül, szinte egyszerre jutott el arra a felismerésre, hogy az emberi agyból elektromosságot lehet elvezetni, s hogy az agyi potenciálváltozások regisztrálhatók. Továbblépést jelentettek Wlagyimir von Bechterew (1857 1927) kutatásai, aki elkülönítette az agy úgynevezett nyugalmi tehát mély alvás állapotában is észlelhető aktivitását, az intenzív agyműködéshez társuló, kifejezettebb amplitúdóval járó potenciálváltozásoktól. Az idegélettan e korszaka az úgynevezett agylokalizációs elmélet hirdetői és ellenfelei között fellángoló tudományos harc jegyében telt el. Többek mellett Jean-Baptiste Bouillaud (1796 1881), Gustave Dax (1815 1893) és Pierre-Paul Broca (1824 1880) (4. ábra) az előbbi, míg Charles-Edouard Brown-Séquard (1817 1894) és Friedrich Goltz (1834 1902) az utóbbi mellett tört lándzsát. Broca nemcsak az agylokalizációs elmélet híve volt, hanem elhatárolta a róla elnevezett mezőket is. E tudományos holtpontról Hughlings Jackson (1835 1911) kutatásai jelentettek elmozdulást, aki az agylokalizációs elméletet a korábbinál számottevően funkcionálisabb és komplexebb szemléletű környezetbe helyezte, ezzel kitörési pontot nyújtva mindkét idegtudományi irányzat újabb kutatásai számára. Claude Bernard (1818 1878) híres kísérlete során a IV. agykamra alapjának megszúrásával cukorvizelést idézett elő. A modern reflexelmélet megszületéséhez a XIX. század elején két fontos esemény vezetett. Az egyik 237 2012 153. évfolyam, 6. szám
5. ábra Szentágothai János (1912 1994) esemény az volt, amikor Legallois (1770 1814) idegirtásos kísérletekkel igazolta a gerincvelő és a reflex kapcsolatát, a másik esemény pedig, amikor Bell és Magendie azonosították azt a biológiai törvényt, amely a korábbi kutatóknál csak vágyként jelent meg. Ők igazolták, hogy a gerincvelő elülső szarvaiból kiinduló idegek mozgásokat, a hátsó szarvból kiinduló idegek pedig érző működéseket közvetítenek. Rámutattak, hogy a reflex az idegrendszer működési egysége, amely egy meghatározott idegi egységhez (a gerincvelői szelvényhez) kötődik. A XX. század első felének neurofiziológiájában fontos kutatásokat végzett Ivan P. Pavlov (1849 1936) és Ivan M. Szecsenov (1830 1905), hiszen a környezet ingereire adott válaszok, a reflexműködések vizsgálata, a tanulás folyamatának megismerése jelentősen orien tálták a kor tudósainak tudományos érdeklődését. Nem hagyhatjuk ugyanakkor figyelmen kívül hazánk nagy nevű kutatóit sem. Lenhossék József (1818 1888) az átmetszeti-topográfiai neuroanatómia egyik megalko tója volt, fia, Lenhossék Mihály (1863 1937) pedig a neuronelmélet egyik képviselője. Kiemelkedő neuroana tómusaink közé tartozott Schaffer Károly és Apáthy István is, akik Ramon y Cajal elméleteivel is magas szinten foglalkoztak. Ugyancsak intenzíven fejlődő kutatási területnek bizonyult az idegrendszerben talál ható ingerületátvivő mediátoranyagok vizsgálata. Ezek létét először W. E. Dixon és P. Hamill feltételezte még a XX. század első évtizedében (1909); később Sir Henry Dale (1875 1968) elkülönítette az acetil-kolint mint alapvető idegrendszeri mediátort. Otto Loewi (1873 1961) Dale felfedezésére alapozva kísérletesen is bi zonyítani tudta az idegingerület kémiai áttevődésének elméletét. A központi és a vegetatív idegrendszer szinapszisainak vizsgálatában Szentágothai János (1912 1994) (5. ábra) kiemelkedő érdemeket szerzett. Az ingerületvezetés beható tanulmányo zása, az úgynevezett membránelmélet értelmezése és továbbfejlesztése a kor idegtudományának számottevő eredményei közé tartozott. H. J. Curtis (1896 1963), K. S. Cole (1900 1984), illetve Alan Hodgkin (1914 1997) és Andrew Fielding Huxley (1917 1988) óriásaxonokba vezetett elektródok révén vizsgálták az ingerlékenység sejtszintű alapjait. A XX. század utolsó harmadában az idegrendszerben végbemenő információtovábbítás számos újabb mediátorát fedezték fel; napjainkban ezek száma a százat is meghaladja. Warren McCulloch (1898 1969) és Walter Pitts (1923 1969) a XX. század közepén megalkották az első formális neuronhálózat modelljét, amely azon túl, hogy modellezte az ember központi idegrendszerének működését, olyan, a neuroanatómián messze túlmutató felismerésekhez szolgáltatott kiindulási alapot, mint Neumann János (1903 1957) EDVAC (electronic discrete variable automatic computer) számítógépes rendszere, amely az informatika és számítástechnika rohamos fejlődésének kiindulópontjává vált. A későbbiekben a neurofiziológia és az informatika összefonódása további jelentős idegélettani felfedezésekhez vezettek, amelyek már egy új tudományág, a neurokibernetika keretein belül láttak napvilágot. A számítástechnika tudományos diadalútja az orvostudomány képalkotó eszköztárának repertoárját is rendkívüli módon kiszélesítette. Az ultrahangtechnika, a komputertomográfia (CT), az MRI (magnetic resonance imaging), a PET (pozitronemissziós tomográfia), a SPECT (single photon emission computer tomography) mind-mind az orvosi informatika jelentős vívmányának tekinthető. A legalapvetőbb és a klinikai gyakorlatban legáltalánosabban használt módszer az ultrahang-diagnosztika, amely az általános orvosi diagnosztika új horizontjait tárta fel. Az egyik legjelentősebb alkalmazási területévé a szülészet-nőgyógyászat, illetve a klinikai genetika vált, hiszen a magzat méhen belüli fejlődésének vizsgálata, a fejlődési rendellenességek korai felismerése korábban elérhetetlen lehetőség volt. Az első, ultrahangvizsgálattal diagnosztizált magzati fejlődési rendellenesség az anencephalia volt, amelyet Stuart Campbell és munkatársai 1972-ben kórisméztek először. Az ultrahangdiagnosztika fejlődése egyre több rendellenesség méhen belüli felismerését tette lehetővé. Leggyakrabban napjainkban is a központi idegrendszeri fejlődési rendellenességek kerülnek felismerésre, s mivel ezek nagy része a postnatalis élettel nem összeegyeztethető, a megfelelő diagnosztikát e tény még értékesebbé teszi. 2012 153. évfolyam, 6. szám 238
Felhasznált irodalom [1] Balter, M.: Genetics. Was Lamarck just a little bit right? Science, 2000, 288, 38 40. [2] Benedek, I.: Hügieia. Az európai orvostudomány története. Gondolat Kiadó, Budapest, 1990. [3] Benke, J.: Az orvostudomány története. Medicina Könyvkiadó, Budapest, 2009. [4] Biesbrouck, M.: An introduction to an updated bibliography of Andreas Vesalius (1514 1564). Vesalius, 2006, 12, 41 43. [5] Dolan, B.: Soul searching: a brief history of the mind/body debate in the neurosciences. Neurosurg. Focus, 2007, 23, E2. [6] Doty, R. W.: Alkmaion s discovery that brain creates mind: a revolution in human knowledge comparable to that of Copernicus and of Darwin. Neuroscience, 2007, 147, 561 568. [7] Flerkó, B.: In memoriam János Szentágothai, 31. 10. 1912 8. 9. 1994. Ann. Anat., 1996, 178, 101 103. [8] Hamilton, A.: Nathaniel Highmore M. D. Anatomist and physician. (1614 1685). Trans. Int. Conf. Oral. Surg., 1973, 4, 164 168. [9] Hiatt, J. R., Hiatt, N.: Galen a father of medicine. J. Am. Coll. Surg., 1994, 178, 410 416. [10] Jefferson, M.: Brown-Séquard: a biographical essay. Lancet, 1952, 1, 760 761. [11] Katona, F.: Az agykutatás története, az idegtudományok kialakulása. Medicina Könyvkiadó, Budapest, 2005. [12] Kohler, I.: Pavlov and his dog. J. Genet. Psychol., 1962, 100, 331 335. [13] Rengachary, S. S., Colen, C., Guthikonda, M.: Charles-Edouard Brown-Séquard: an eccentric genius. Neurosurgery, 2008, 62, 954 964. [14] Shahlaie, K., Watson, J. C., Benson, D. R.: The intriguing encounters of Pavlov and Cushing. J. Neurosurg., 2004, 100, 568 571. [15] Stoney, P., MacKay, A., Hawke, M.: The antrum of Highmore or of da Vinci? J. Otolaryngol., 1991, 20, 456 458. [16] Swash, M., Evans, J.: Hughlings Jackson s clinical research: evidence from contemporary documents. Neurology, 2006, 67, 666 672. [17] Székely, G.: János Szentágothai (1912 1994). Acta Biol. Hung., 1995, 46, 3 7. [18] Tansey, E. M.: Henry Dale and the discovery of acetylcholine. C. R. Biol., 2006, 329, 419 425. [19] Todman, D.: Galen (129 199). J. Neurol., 2007, 254, 975 976. [20] Ustun, C.: Galen and his anatomic eponym: vein of Galen. Clin. Anat., 2004, 17, 454 457. [21] Wendler, D.: Nathanael Highmore (1613 1685) and the maxillary sinus. Anat. Anz., 1986, 162, 375 380. [22] Joó, J. G.: A központi idegrendszer fejlődési rendellenességeinek kézikönyve. In Vivo Kft., Budapest, 2009. (Joó József Gábor dr., Budapest, Baross u. 27., 1088 e-mail: joogabor@hotmail.com) Az Orvosi Hetilap 2012, 153, 40. oldalán (1. szám) megjelent OH-Kvízre egy helyes megfejtés érkezett. A beküldő: Dr. Sárkány Endre (Budapest). A nyertesnek szívből gratulálunk. Nyereményét egy, az Akadémiai Kiadó webáruházában kedvezményes vásárlásra jogosító kupont e-mailen küldjük el. 239 2012 153. évfolyam, 6. szám