Az agy európai hónapjának kiáltották ki 2013 májusát. Több száz konferenciát, kongresszust és kiállítást rendeznek az agyról a kontinensen. A héten a Futuris, az Euronews tudományos-technikai magazinja Litvániába, Ausztriába és Franciaországba látogat, az agykutatás legújabb eredményeit mutatjuk be.
Az agy vezényli gondolatainkat, érzéseinket, mozgásunkat. Egy a franciaországi Bordeauxban rendezett kiállításon a gyerekek is rengeteget megérthetnek működéséről. A kiállítás kurátora segít bemutatni azt, hogy európai tudósok miként próbálják feltárni az agy legmélyebb titkait, és elképesztő teljesítményét.
“Az evolúció során sokféle agy alakult ki az állatoknál, teljesen különböző méretekkel, adottságokkal. Még az emberi agyak is különböznek egymástól, nincs két egyforma” – mesélte Vincent Jouanneau. A szakértő hozzátette, a használattól, a tapasztalatoktól, a felhalmozott ismeretektől is függ, hogy mennyire fejlődnek ki az agyban a tudással kapcsolatos funkciók. “Ez a formálhatóság teszi agyunkat tökéletesen egyedi, csak az adott személyiségre jellemző szervvé” – mondta.
Régebben csak a halottak agyának tanulmányozására volt lehetőség, boncolás közben vagy után. Az orvosi képalkotásnak köszönhetően viszont immár valós időben figyelhetjük az agy élő tevékenységét. “Ezek az újítások segítenek jobban megérteni, hogyan is működik az agyunk” – fogalmazott a kurátor, aki szerint mindenki még csak hozzáérni is fél ehhez a nagyon érzékeny szervhez, és ez természetes. Kétségtelen, az agyműtétek sem hasonlíthatók mondjuk a helyi érzéstelenítést igénylő vakbélműtétekhez. “Fizikai kapcsolatba kerülni egy másik ember agyával, na, ez kemény dolog” – véli Vincent Jouanneau.
Szemüvegen keresztüli agynyomásmérés
Egy litván kórházban egy új eljáráson dolgoznak. Fejsérülést szenvedett betegek egy műanyag szemüveget kapnak, ezzel mérik az agyukban a nyomást. Az ilyen vizsgálatokat – amelyekkel kiderülhet, mennyire károsodott az agy – eddig csak a koponya megfúrásával lehetett elvégezni. Ez egy veszélyes és drága eljárás. Emiatt csak Európában évi egymillió emberen nem is végezték el mostanáig ezeket. Litván tudósok ezen változtatnának.
“Ez az eszköz lehetőséget ad arra, hogy műtét nélkül is megértsük, mi játszódik le az agyban. Mostanáig ilyen nem volt. Tudatánál lévő emberen nem is lehetett elvégezni a vizsgálatokat. A mi szerkezetünk lehetővé teszi, hogy az eddigieknél biztonságosabban, gyorsabban és sokkal pontosabban mérjük a koponyán belüli nyomást” – mondta az eljárás egyik kifejlesztője, Saulius Rocka idegsebész. Az új fejlesztés ultrahangos technológián alapul. Egy ultrahangot kibocsátó egységet helyeznek a szemre. Közben két helyen is folymatosan mérik a szem vérellátásának alakulását. Az ultrahang agyból visszaverődő jeleit dolgozzák fel már menet közben, gyorsan és pontosan. A fejlesztést végző cég igazgatója közölte: a vér részecskéinek sebességét és más paramétereket próbálják mérni az agy hajszálereiben. A lehető legpontosabban, szóval a műszereknek nagyon érzékenyeknek kell lenni. “Ez nagy kihívás. Ezért is szükséges az olyan résztechnológiák továbbfejlesztése, mint a digitális jelfeldolgozás vagy a szűrő algoritmus. Ezek mind részei elektronikai berendezésünknek” – mondta Edvardas Satkauskas.
Az agy magát fejleszti
A bordeaux-i kiállításon a gyerekek megtanulhatják azt is, hogy az agy képes növelni saját befogadóképességét. De veszíteni is tud belőle, különösen az öregedés során. Vincent Jouanneau kurátor elmesélte, hogy mágneses rezonanciavizsgálatokat végeztek londoni taxisokon. És ezek kimutatták, hogy hippocampusuk jóval fejlettebb, mint az átlagembereké. A hippocampus az a terület az agyban, amely a memóriáért felel. És hogy miért fejlettebb a londoni taxisok hippocampusa? Ahhoz, hogy levizsgàzhassanak és dolgozhassanak, fejből kell tudniuk London térképét, ismerniük kell az összes utcát. “Ki kellett fejleszteniük ezt a mentális képességet” – tette hozzá. A kurátor szerint az agy formálhatósága, képlékenysége rengeteg minden eredménye. És első helyen ezek közül mindenképpen a neuronok vannak, amelyek képesek megszervezni magukat és hálózatba szerveződni. “Minél inkább stimuláljuk őket, ezek a hálózatok annál fejlettebbek és megbízhatóbbak lesznek. És az ellenkezője is igaz, minél kevésbé hatunk rájuk, annál könnyebben tűnnek el” – jelentette ki a Vincent Jouanneau.
Nem minden agy 0regszik egyformàn
Egy bécsi laboratóriumban az aktív agyi tevékenységet kutatják. Az öregedő agysejtjek változásait akarják feltárni. Azt vizsgálják, miért marad teljesen egészséges egyes idős emberek agya, és miért fejlódik ki másoknál komoly idegrendszeri elváltozás, például az Alzheimer-kór.
A neuronok, az idegsejtek szoros kapcsolatban állnak egymással, a kóros elváltozásoknál épp ez a köztük lévő kapcsolat vész el először. Ettől pedig az idegsejt elhal. Ezzel párhuzamosan fehérje, mégpedig beteg fehérje halmozódik fel. Ez a folyamat megy végbe egy Alzheimer-kóros ember agyában. “Azt akarjuk megtalálni, ahogy ez a folyamat elkezdődik, az egésznek a legelső lépéseit keressük. Amikor egy beteg az Alzheimer-kór tüneteivel orvoshoz fordul, az idegsejtek már elvesztek, elhaltak. A folyamatok öt-nyolc évvel korábban kezdődnek, mi ennek a kezdeti elváltozásnak az okait akarjuk megtalálni” – mondja a Bécsben dolgozó, de magyar Kovács G. Gábor neurológus.
Az osztràk kutatócsoport máris több dolgot megfigyelt. Például hogy ugyanazok a fehérjék és gének, amelyek az agy fejlődéséért is felelősek, később szerepet játszanak az időskori agyi elváltozások kialakításában is. Ez a felfedezés lehet a kulcs az Alzheimer-kór korai felfedezéséhez és gyógyításához. Kovács G. Gábor, a Bécsben dolgozó magyar orvos elsősorban azt szeretné megérteni, hogy az emberek egy része miért nem épül le, miért működik tovább az agya normálisan. Hogy vajon van-e az agyukban valamilyen a betegséget kivédő genetikai módosulás.
“Kutatásunkban nem csak a teljes génállomány kockázati tényezőire koncentrálunk, hanem az agy védekezőfaktoraira is. Arra, hogy milyen genetikai együttállás képes kivédeni a leépülést. Ha megtaláljuk ezt a módosult gént, ezután célzottan erre és a fehérjeszint változására koncentrálhatunk” – meséli Kovács G. Gábor.
Rejtett képességek
A gyerekek a francia kiállításon azt is megtanulják, hogy az agynak még alig felfedezett képességei is vannak.Például képes számítógépek segítségével robotokat vagy gépeket irányítani. Ezek az összetett és bonyolult technikák többnyire kísérleti fázisban ugyan, de már léteznek. A kutatások reményt adhatnak rengeteg sérült embernek.
És egyre több nyaktól lefelé megbénult ember képes számítógép közbeiktatásával az agyával gépeket irányítani. “Azt eddig is tudtuk, hogy az agynak hihetetlen tulajdonságai vannak. És bár függően attól, hogy milyen szerkezettel kerül kapcsolatba, képes kommunikálni azzal. Úgyhogy egy darabig még nem nagyon fogjuk látni az agyi teljesítmény határait” – nyilatkozta Vincent Jounneau.
Agyhullámmal irányítanak
Egy linzi laborban tisztán agyi tevékenységgel kapcsolják fel és le a világítást. Fejre kapcsolt elektródák észlelik, hogy az agy mikor igazán aktív, ez elektromos jeleken keresztül mérhető. Egy számítógép alakítja át az elektromos jeleket parancsokká a villany kapcsolgatásánál is.
Az eljárás máris segít például videojátékokat vezérelni, társasjátékozni vagy az ajtót a távolból kinyitni a nyaktól lefelé megbénult embereknek. És a kutatók szerint hamarosan ennél jóval többre is képesek lesznek.
A rendszer alapvetően úgy működik, hogy elektródákat helyeznek el a fej megfelelő részein, oda, ahol az agyhullámokat mérni tudják. És elég egy minimális változás a jelekben ahhoz, hogy az a számítógépet vezérelje. “Olyan ez, mint amikor az ember valamilyen kapcsolót használ, csak mi az agy elektromos jeleivel irányítunk bizonyos gépeket” – mondta Stefan Marker, a linzi Johannes Kepler Egyetem számítástechnikai kutatója.
A linzi egyetem munkatársai a már ennél kifinomultabb, repülő szerkezetek agyhullámos vezérlését is tesztelik. És az osztrák tudósok ennél sokkal hasznosabb alkalmazásokat is fejlesztenek.
“Dolgozunk olyan kerekesszék kifejlesztésén, amely megbízhatóan és pontosan irányítható agyhullámokkal. Szeretnénk, ha az agyhullámokkal vezérelt számítógépek sokkal gyorsabbak lennének. Olyan jövőt képzelünk, amelyben gerincsérültek agyhullámok segítségével tudják majd irányítani testüket vagy nyaktól lefelé megbénult emberek képesek lesznek megmarkolni bizonyos dolgokat” – vázolta fel terveiket Gerhard Nussbaum, az egyetem másik kutatója, aki maga is nyaktól lefelé mozgásképtelen, és kerekesszékben tud csak közlekedni.
Ez a jövő nem is túl távoli – állítják egybehangzóan az osztrák, litván és francia szakértők. De amíg ez bekövetkezik, újabb kutatásokra kell majd idő, energia és pénz. Hogy a tudósok az apró, töredékes részletekből összerakhassák, hogyan is működik érzékeny, kifinomult és csodálatos szervünk, az agy.
www.fp7brainsafe.com
www.develage.eu
www.asterics.eu
www.cap-sciences.net