A BUDAPESTI ISKOLA
A BUDAPESTI ISKOLA
1963-ban Szentágothai János tanszékvezető professzor lett abban az intézetben, ahol tudományos és oktatói pályafutását kezdte. Tanári szobáját abban a laboratóriumban rendezte be, ahol 1930-ban medikus famulusként, majd gyakornok, tanársegéd és adjunktusként dolgozott 1944 októberéig. 19 éves megszakítással látott le ismét a nagy magasföldszinti ablakból ugyanarra a kis kertrészre, csenevész orgonabokraival a még mindig szép akácok alatt. – Iskolateremtő szelleme ismét felragyogott az öreg, meghitt és számára oly kedves falak között. Új kutatási irányokat indított el, és egy tucat fiatalembert igézett meg, akik lelkesen követték őt az idegtudományok ösvényén. De ő itt sem csak a diákkörösök és munkatársai oktatója volt, hanem orvostanhallgató generációk, orvosok ezreinek nagy formátumú nevelője és oktatója lett. Az intézet nagy előadótermében nem volt egyetlen üres hely, sem a padokban, sem a lépcsőkön, ha ő adott elő.
Röviddel az Anatómiai Intézet vezetésének átvétele után már Golgi, elektronmikroszkópos és degenerációs módszereket kombinálva analizálta munkatársaival (Hámori József, Majorossy Kálmán, Réthelyi Miklós, Tömböl Teréz) a komplex synaptikus szerkezeteket a gerincvelőben és az ún. „glomerulusokat” a specifikus thalamus-magokban, ideértve a corpus geniculatumokat is, valamint a kisagyban. Főleg Hámori Józseffel, Palkovits Miklóssal és Pellionisz Andrással együttműködve folytatta Pécsett megkezdett, a kisagykéreg szerkezetére és működésére vonatkozó, illetve Réthelyi Miklóssal a gerincvelő szerkeretével kapcsolatos kutatásait. Szentágothainak a kisaggyal kapcsolatos anatómiai felfedezései összhangban állottak Sir John Eccles elektrofiziológiai módszerekkel nyert adataival, és gyümölcsöző együttműködésük vezetett az 1967-ben a japán M. Itóval közösen publikált a Cerebellum as a Neuronal Machine című monográfia megírásához.
Szentágothai érdeklődése a hatvanas évek végétől főleg, de nem kizárólag, a nagyagykéreg funkcionális organizációjára koncentrálódott.
Az agykéreg az ember mintegy százmilliárd idegsejtjének (neuronjának) durván egytizedét tartalmazza. Jelentős – és közel egy évszázada ismert – helyi különbözőségek, valamint a benne lévő elemek sokfélesége ellenére az agykéreg idegelemeinek egymás közötti helyi kapcsolatai mindenütt meglepően hasonlók, ezért kb. 25-30 évvel ezelőtt még nemigen volt reális kérdésfeltevés az agykéreg elvi kapcsolási mechanizmusának keresésében. Az utóbbi három évtizedben viszont főleg erre a kérdésre irányultak Szentágothai kutatásainak vezető koncepciói.
A kéreg mikrofiziológiai kutatásának az 50-es évek végén ismertté vált ama meglepő eredménye ejtette gondolkodóba az ideganatómusokat, hogy – elsősorban elsődleges érző kéregterületekben – a kéreg felszínére merőleges elrendeződésben szinte minden idegsejt ugyanarra az ingerfajtára reagál. Ez az észlelet vezette először Mountcastle-t 1957-ben, majd Hubel és Wiesel amerikai kutatókat 1959-től a kéreg ún. kolumnáris, (a felszínre merőleges oszlopokból álló) szerkezeti felépítésének felvetésére.
Szentágothai koncepcióját és kutatási stratégiáját kezdetben az a saját előző kísérleteiből származó nyilvánvaló tény határozta meg, hogy az agykéregbe beérkező impulzusokat közvetítő rostok lényegesen nagyobb szövettérben ágazódnak el, mint az idegsejteknek élettani kísérletekkel kimutatható specifikus ingerek iránti érzékenységéből adódó mozaik. Ezt az ellentmondást úgy látta áthidalhatónak, ha feltételezte, hogy a sejtek helyileg nagyon eltérőnek tapasztalt érzékenységét nem a bemenő impulzusminta, hanem közbeiktatott neuronok (rövid nyúlványú idegsejtek) izgalmi és gátló típusaiból alkotott ideghálózat hozza létre közvetetten. Ezért figyelme már a 60-as évek elején az addig általánosító néven Golgi II. típusú idegsejtek különbözőféleségeinek és kapcsolatainak elemzésére összpontosult. Analógiaként, a jobban ismert gerincvelői és főleg kisagykérgi közti neuronokhoz való hasonlóságuk alapján feltételezte, hogy egyik-másik neurontípus izgalmi, illetve gátló működésű lehet. Ez a még nagyon erősen spekulatív megközelítés hamarosan kiegészült egy-egy neuronféleség synapsisainak elektronmikroszkópos vizsgálatával. Így az 1960-as évek második felében lehetségessé vált az első elvi kapcsolási modell megszerkesztése. Ekkor azt gondolták, hogy az élettani kísérletekben észlelt oszlopszerű elrendezést nem valami eleve meglévő anatómiai szerkezet, hanem a közti neuronok hálózatában kidolgozott, dinamikusan létrejövő működési minta biztosítja.
Az 1970-es években az első kapcsolási modellek folytonos finomításával rájöttek, hogy mégis léteznek az agykéregben – éspedig nem elsősorban az érző kéregterületekben – olyan függőleges hasábszerű szöveti egységek, amelyeket a távoli kéregterületeket összekötő asszociációs rostrendszerek gazdagon elágazó és az agykérgen átterjedő, 300 mikron körüli átmérőjű oszlopokban való végződése okoz. Ennek következtében léteznek az agykéregben ilyen méretű, a felszínre merőlegesen rendezett valóságos szerkezeti egységek, bár nem úgy, mint eredetileg gondolták, hanem kéreg-kéregközti kapcsolatok tekintetében. Sőt maga az egész agykéreg úgy fogható fel, mint ilyen méretű oszlopszerű egységek mozaikja, melyek mindegyike kéregterületenként változó számú idegsejtet tartalmaz és mintegy 50-100 másik ilyen oszlopszerű egységhez ad, és ugyanannyi más kéregoszloptól kaphat kapcsolatokat. Ezek a kérgi egységek méret- és sejtszám, sőt valószínűleg a belső sejtkapcsolatok elve tekintetében az egértől az emberig nem nagyon változnak lényegesen. A különbség az alacsonyabb rendű emlősök és az ember között többek között a kérgi egységek száma: egérben mondjuk pár ezer, nagyobb és bonyolultabb szervezettségű emlősben pár tízezer, majomban pár százezer, emberben pedig kétmillió ilyen, egyenként mintegy 5000 sejtet tartalmazó egység van. A nagyagykéreg tehát úgy fogható fel, mint ilyen oszlopszerű egységek mozaikja. Működési elvének, valamint a központi idegrendszerben számos más komplex integratív egység funkcionális jelentőségének felismerésével és működésük számítógépes szimulálásával Szentágothai professzor munkatársaival az agyműködés jelenlegi legmodernebb neuronhálózati szemléletét és az agykutatás egyik legújabb komplex metodikai irányát dolgozta ki. Ezen és korábbi eredményeit Állami Díjjal honorálták 1970-ben, és Akadémiai Aranyéremmel 1985-ben.
Az 1970-es évek vége felé az agykéreg kutatásában újabb fordulat következett be olyan módszerek kidolgozásával, amelyek egyedi synapsisok közvetlen vizsgálatát teszik lehetővé az elektronmikroszkóp feloldási nagyságrendjében. E módszerek, amelyek kifejlesztésében budapesti tanítványai, így elsősorban Somogyi Péter és Freund Tamás jelentősen közreműködtek, lehetővé tették az első kapcsolási modellek pontosítását.
Szentágothai koncepciója szerint a közel szomszédos kéregterületek közt létező, kevésbé pontosan meghatározott (több esetlegességgel létrejött), de ugyanakkor viszonos kapcsolatok igen jelentősek. Véleménye szerint ezek biztosítják, hogy a kérgi (és valószínűleg más) ideghálózatok (is) önszervező rendszerként is működnek, és ezzel dinamikus működési mintázatok is létrejöhetnek bennük. Az idegrendszer és bonyolultabb elektronikus készülékek (pl. számítógépek) közötti sokszor említett analógia ezért is sántít: hiszen a legbonyolultabb elektronikus berendezések is precízen meghatározott belső huzalozással rendelkeznek, ezért működésük szigorúan determinisztikus.
Az idegrendszer felépítésének lényeges eleme ugyancsak az illető élőlényre jellemző és fejlődési programjában pontosan előírt precíz huzalozási minta, erre azonban ráépül egy olyan, több esetlegességet megengedő kapcsolási mód is, amely lehetővé teszi önszervező mechanizmussal létrejövő dinamikus térbeli és időbeli működési minták keletkezését. Ilyen problémákkal foglalkozik Szentágothai utolsó, most már posztumusz könyve is.
Gulyás Balázs és Freund Tamás írják a Természet Világa 1993. januári számában megjelent Szentágothai János köszöntése c. közleményükben: „Budapesti évei alatt tudományos érdeklődése egyre inkább az agykéreg felé irányul, s alkotó egyénisége a legkomplexebb szervezésű, a magasabb rendű idegi tevékenységekért felelős agykéreg funkcionális felépítésének vizsgálatában teljesedik ki. A fény- és elektronmikroszkópos megfigyelésekből kiindulva szárnyaló fantáziája és hatalmas szintetizáló képessége filozófiai szintű következtetésekig vezeti el. Megtalálja a törvényszerűségeket ebben a reménytelenül bonyolultnak tűnő, változatos szerveződésű struktúrában, melynek megismerése talán minden tudományok legvégső céljaként fogható fel, és az agy–elme (anyag–szellem, test–lélek) kapcsolat örök filozófiai kérdésére adandó választ hordozza magában. A témával kapcsolatban számos filozófiai jellegű írása jelent meg, és a legnevesebb filozófusok társaságában szerepelt meghívott előadóként nemzetközi konferenciákon.
Egyre intenzívebben dolgozik akkor már egy olyan ideológiasemleges szemléletmód kialakításán, amely természettudományos alapokon állva egységes egészbe ötvözi a neurobiológia eszközeivel megismerhető agy és a csupán személyes tapasztalatként megélhető elme világát. Agykutató kortársait megelőzve, elsőként készít tudományos alapokon álló hipotézist arról, hogy az elme hogyan képes az agyműködéseket irányítani anélkül, hogy bármilyen természettudományos törvényen csorba essék. Elgondolásai széles visszhangra találnak mind a filozófia, mind a természettudományok művelőinek részéről.” – Az Ulyssesként az agy körül harmadik részében írja Szentágothai: „Régebbi, Székely György jelenlegi debreceni professzorral végzett idegrendszeri embriológiai kísérleteink utaltak számomra először arra, hogy az idegi lényegét mindmáig a René Descartes által a 17. században felismert reflexelv keretében magyarázó agyelméletek alapfeltétele hibás. Eredeti nyomaikban és a fejlődés legkezdetén az idegi jelenségek nem reflexek, hanem az egymással kölcsönösen kapcsolt izgalmi (excitatórikus) és gátló (inhibitórikus) elemek hálózatában keletkező spontán ingerületi állapotok hozzák létre önszervezéssel a fejlődő állat első idegi működéseit, a külvilágtól függetlenül. Csak a további magzati fejlődés során kapcsolódnak ezek az ősműködések össze a külvilágból származó impulzusok felvételére alkalmas receptorokkal (érzékelőkkel).
Ez a felismerés önmagában még nem agyelmélet, de annak leendő fontos eleme. Arra a meggyőződésre jutottam, hogy az idegi jelenségek lényegét csak a reflexgépezet paradigmájától való elég radikális elszakadás és a spontán – belső forrásból jött – aktivitások önszervezéssel való összekapcsolása képzetéhez kell eljutnunk. Persze ez még önmagában kevés, az is kell hozzá, hogy az idegi jelenségek információelméleti aspektusait is bevonjuk egy ilyen új agy–elme (test–lélek) szemlélet alappilléreiként. Ennek első csírái Szilárd Leó egy 1929-ben megjelent cikkében mutatkoztak meg, aki egy ilyen szemlélet leglényegesebb elemét már tisztán látta, mielőtt az ún. Shannon-féle 1948-as információátvitel matematikai formulája megfogalmazásra került volna. A decartes-i reflexelv »trónfosztásából« szükségszerűen következik az egész karteziánus »res extensa« (kiterjedéssel rendelkező) és »res cogitans« (gondolkozó »nem-anyag-anyag«) épület összeomlása. De semmi esetre sem úgy, ahogy ezt az ún. redukcionista materialista filozófusok remélték, hanem egy sokkal bonyolultabb és ezelőtt nem sejtett új filozófiai irányban majd a jövőben fogják kidolgozni. Megfelelő filozófiai alapképzettség hiányában óvakodnom kell idáig merészkedni, de annyi máris nyilvánvaló, hogy az esetben, ha azt, amit az emberi ősvallások óta a tárgyak és élőlények mögött rejlő léleknek (lényegnek) éreztek, és a vallások így megfogalmaztak, az a valóságban csak az állati idegrendszerekben, azok működő idegi struktúráiban megnyilvánuló és kódolt információrendszer. A világegyetem legcsodálatosabb terméke, az emberi agy tehát egy információs világrendszer hordozója: tudatunk és mindaz, ami benne rejlik, amit önmagunkról tudunk, nyelvünk, művészetünk, elméleteink, tudományunk, mind-mind működő agyi struktúrák által hordozott információs rendszer. Ha ezt az információelméletet a modern fizikai világkép ismeretében végiggondoljuk, nyilvánvaló, hogy elvileg nem lehetünk determináltak, nem vagyunk a véletlen és az előző peremfeltételek vak játékszerei, hanem szabad akaratúak és tetteinkért felelősek a legszigorúbb természettudományi világkép szerint is.
Ennek egyes filozófiai és teológiai következtetéseit néhány egyházi hetilapban írt cikkemben már kifejtettem. Úgy vélem, a legszigorúbb keresztény (vagy bármely kultúrvallás híve), vagy a legradikálisabb ateista számára is elfogadhatók az ezekben az írásaimban csak felvázolt alapelvek. Teljes és szakszerű kifejtésükhöz már más műveltségű és életvezetésű agy kell, mint az, amit saját sorsom adott.”
Szentágothai János több évtizeden át mint a világ egyik legismertebb és elismertebb neuroanatómusa kiemelkedő úttörő volt az idegtudományok területén. Felfedezéseivel és koncepcióival sok tekintetben világviszonylatban is irányította a korábbi klasszikus idegtudománynak a kortársi molekuláris neurobiológiába történő átmenetét.
Budapesten két tudományos monográfia és 94 tudományas könyvfejezet, illetve folyóirat-közlemény mellett megírta háromkötetes, ragyogó Funkcionális anatómia tankönyvét, amely 1971 óta – később Réthelyi Miklóssal együtt átdolgozva – az ország valamennyi orvostudományi egyetemén medikusgenerációk által használt tankönyv. – Az általa 1976-ig vezetett intézetben, majd akadémiai kutatócsoportban a tanítványok egy újabb generációja nőtt fel, akik azt a motivációt és kutatási alapkoncepcióit, ami Szentágothaitól kitörölhetetlenül beléjük ivódott, magukban hordozzák. – Amikor egy újságíró megkérdezte: „Munkásságából mire a legbüszkébb?” Szentágothai ezt válaszolta: „Hozzám igazán kegyes volt a sors: kiváló tanítványok egész sorával áldott meg, akik tudományos kutatásaim során néhány jelentősebb megismeréshez segítettek. Ők a büszkeségeim.”
