Az agy felparcellázása: honnan tudjuk, hogy az agy egyes részei mással foglalkoznak?

De, mint egy Tarantino filmben, a történet egészen máshol és máskor kezdődik. Az agy tájanatómiáját / makroszkópos anatómiáját már a rómaiak kapizsgáltak (Arisztotelész még nem annyira, szerinte az agy a takony elválasztásának szerve volt). De Galénus már az agykamrákba tette a gondolkodást, jelentős előrelépés. Az első alaposabb agyanatómiát a belga Vesalius alkotta meg a 16. században és már ő sem hitt Galenus elképzelésében. Kihagyjuk itt most azt a számtalan lenyűgöző kutatót, akik az agy magjainak és pályáinak leírásában részt vettek és csak a mondanivalónk szempontjából fontosokat említjük.

No egyet azért említünk: a légzésritmus előállításában fontos pre-Bötzinger nevezetű agyi magcsoport elnevezését egy borfajtáról kapta, amit felfedezését követően a kutatók fogyasztottak.

Azt már a makroszkópos (mikroszkóp nélküli, lásd szabad szemmel) leírás feltárta, hogy az előagy két féltekéjének felszínét egy szürkés bevonat az agykéreg alkotja, és ennek egyes területei precízen meghatározott rostkötegekkel vannak egymással, illetve alacsonyabb agyterületekkel összekötve. A rostkötegeket egy ügyes anatómus szépen ki tudja preparálni, ugyanis, az amúgy puding állagú agy formalinba helyezve radírgumi állagúvá keményedik, és a benne futó idegpályák rostkötegei mentén szépen hasítható. Ennek mai modern változata az MRIben felvehető „diffusion tensor imaging”, mely ugyanezen rostkötegeket mutatja ki csak sokkal Csillagok háborúbbja módon. Ennek megfelelően leírták a két agyféltekét összekötő corpus callosumot (kérges test, majd később a hasított agy kísérleteknél még találkozunk vele) illetve az anterior commissurát (elülső agyköteg), valamint az agykéreg első és hátsó lebenyeit összekötő rostkötegeket és még számtalan másikat.
Azt, hogy az agykéreg nem egyegyenletes (homogén) struktúra és egyes agyi funkciókért eltérő agyterületek felelősek, igazán Phineas Gage vasútépítő munkás esetében sejtették meg 1848ban. Robbantómesterként dolgozott, és egy baleset alkalmával egy vasrúd fúrta át a fejét a bal szemétől a jobb koponyatetőig. Az esetet túlélte, de korábbi megbízható, barátságos személyisége eltűnt és egy léhűtő kötekedő emberré vált, cirkuszban mutogatta a fejét átlukasztó vasrudat. A következő megfigyelés az 1860as évekből származik. Két neuroanatómus, neuropatológus Broca és Wernicke agyvérzéses betegek agyát vizsgálva megállapította, hogy az azóta róluk elnevezett agyterületek a beszédértéshez (Wernicke terület) és a beszédhez (Broca terület) szükségesek.

Az agykéreg területeinek feltérképezésében (parcellázásában) a jó minőségű mikroszkópok és anatómiai festések segítettek sokat. Brodman 1909ben megfigyelte, hogy a 6 rétegű agykéreg nem mindenhol néz ki ugyanúgy, hanem eltérő területeken más az egyes rétegek vastagságának aránya. Az egyes agyterületek metszetén a sejtsűrűsödések vonalkód szerű mintázatot mutatnak. Ezeknek az eltéréseknek az alapján 52 eltérő agyterületet térképezett fel.

Arra, hogy ezeknek az anatómiai eltéréseknek mi lehet a jelentősége, neurológusok, pszichiáterek és idegsebészek évtizedek alatt összegyűjtött megfigyelései mutattak rá. A témához egy szórakoztatóan olvasmányos könyvet, a Párbajozó idegsebészek-et ajánlanám, sajons magyar fodítása nincs (The duelling neurosurgeons).

Megfigyelték, hogy kis területre kiterjedő agykéregkárosodásokat (agyvérzés, fejsérülés) követően a páciensek igen egyedi agyműködés kiesésekről számoltak be. Az 1905-ös orosz-japán háború idején jelentek meg azok a nagysebességű puskalövedékek, melyek átütötték a koponyát, anélkül, hogy megölték volna a katonákat. Tatsuji Inouye japán orvos a háború poklába is próbált értelmet vinni, a gondjára bízott fejsérültek esetében pontosan feljegyezte a golyó útját és a betegek panaszait. Munkája alapján az emberi látókéreg egy igen pontos funkcionális térképe készült el. Azóta eltelt több mint száz év, adataihoz hozzátevődtek még az állatkísérletek pályakövető adatai, és legújabban a funkcionális képalkotó MR eredmények.

Ennek alapján egyértelművé vált, hogy a Brodman által leírt, anatómiailag eltérő területek élettani funkciója is eltérő, azaz a szerkezet összefügg a funkcióval. Az egyes eltérő szerkezetű agykérgi területeket felfoghatjuk az alap agykéreg terv egyedi funkciókra módosított változatainak. Azt ugye már az agykéreg rétegeinek tárgyalásakor említettük, hogy attól függően, hogy érzékelő, mozgató vagy asszociációs területről van szó az egyes rétegek viszonylagos vastagsága eltér. Az élettani vizsgálatok végül jóval több eltérő szerepű agykérgi területet találtak, mint a Brodman által leírt 52. Ennek két oka is lehet, egyrészt nem biztos, hogy Brodmanminden anatómiai finomságot észrevett, másrészt attól, hogy két agykérgi terület szerkezete hasonló, lehet eltérő a funkciójuk, amennyiben a jelfeldolgozási láncban máshol állnak. Még ha hasonló jelmanipulációt is végeznek is,ha más feldolgozottságú jeleket kapnak, más eredményt adnak tovább.

Mint ahogy egy túra során sem nézünk meg minden fát, itt sem megyünk végig az összes területen, hanem néhány érdekesebb réten megállunk. Az első réten egy Makákóval találkozunk.

Szerző: Gulyás Attila