Walter R. Hess és a harcias macskák

Walter Rudolf Hess 1949-ben kapta meg az orvostudományi Nobel-díjat, a köztiagy funkcionális szerveződésével kapcsolatos munkájáért. A kísérletek során kutatócsoportja elektródákkal stimulálta a köztiagy különböző pontjait macskákban, rendkívül látványos eredményekkel.

Hess karrierje elején a vérkeringéssel és a légzéssel foglalkozott, de később ezen funkciók szabályozása kezdte érdekelni. A belső szervek működésének szabályozását az autonóm idegrendszer két ága végzi, ezt nagyon jól tudták már az ő idejében is. A szimpatikus ág a vészhelyzetek kezelésében segít, például fokozza a szívfrekvenciát és az izmok vérátáramlását, hogy a szervezet kész legyen harcolni vagy menekülni. A paraszimpatikus ág a normális anyagcserét és a reprodukciót teszi lehetővé, például a tápcsatorna vérellátását fokozza, illetve a szexuális izgalom testi megnyilvánulásait idézi elő. A XX. század elejére már az is ismert volt, hogy a hipotalamusz összeköttetésben van az autonóm idegrendszer szimpatikus ágával és fontos tényező számos alapvető élettani funkció szabályozásában is. Hess tehát a köztiagyat választotta vizsgálódásai célpontjául, ami a hipotalamusz mellett még néhány más agyterületet is tartalmaz.

koztiagy.png
A köztiagy hozzávetőleges elhelyezkedése az emberi agyban (Forrás: Dr. Faris Al-Haddad)

A kísérletek sikerességében fontos szerepe volt a Hess által bevezetett módszertani újításoknak. Először is, az általa használt elektródák jóval vékonyabbak voltak a megszokottnál, mindössze 0,25 mm volt az átmérőjük. Ezzel jelentősen lecsökkent az elektródák behelyezése által okozott sérülés mértéke. Másrészt az elektródákra kapcsolt feszültség is jóval kisebb volt az átlagosnál, ami a stimuláció hatásának terjedését volt hivatott korlátozni.

electrodes
Az elektródák elhelyezkedése egy macska koponyájában (Forrás: Akert, 1999)

A kísérletek eredménye esetenként igen drámai volt: a hipotalamusz hátulsó területén történő ingerlés például a vészhelyzetekben jellemző testi és viselkedéses reakciók megjelenését idézte elő: a vérnyomás megemelkedett, a légzés gyorsult, az állat háta meggörbült, szőre felállt, morgott és fújt. Mindez gyakran a kísérleti állathoz legközelebb lévő kutató megtámadásában, vagy egy nyitva felejtett tetőablakon történő menekülésben tetőzött. A hipotalamusz elülső részének ingerlése gyakran az állatok elalvását okozta, a szívfrekvencia és a vérnyomás lecsökkenésével együtt. Ez utóbbi meglehetősen ellentmondásos következménynek számított, mivel az alvást akkoriban passzív folyamatnak tekintették, ami a környezeti ingerek, a stimuláció hiánya miatt lép fel.

Az eredmények tehát a belső szervek hipotalamusz általi koordinációjának alapjait tárták fel. Nagyvonalakban összefoglalva a hipotalamusz hátulsó része a szimpatikus, az elülső pedig a paraszimpatikus idegrendszerhez köthető működéseket szabályozza. Hess szerint a reakciók összetettsége arra utalt, hogy a stimuláció az adott motivációs állapothoz társuló tudatos élményt is kiváltotta, tehát a macska valódi félelmet élt át, amit a látóterében lévő lehetséges forráshoz, a legközelebbi kísérletvezetőhöz kötött. A macskák ugyan nem tudtak beszámolni tudatos élményeikről, de közvetett módon későbbi vizsgálatok is támogatják ezt az elképzelést. A hipotalamusz köti össze az észleléshez szükséges agykérgi területeket az autonóm idegrendszer közvetlen szabályozóival, tehát szerepe lehet az érzelmek tudatos, viselkedéses és testi megnyilvánulásainak koordinációjában.

Hess a későbbiekben még a mozgással kapcsolatban is tett fontos felfedezéseket, a Nobel-díjat pedig az azóta kétes hírű Egas Moniz-zal osztotta meg 1949-ben, akit a frontális lobotómia kidolgozásáért tüntettek ki.

A borítókép forrása.

Reklámok

Szerző:

Reichardt Richárd

A BME doktori hallgatója vagyok és az agykutatás eredményeiről írkálok. [I am a PhD student in Budapest and I like to write about current research in neuroscience.]