Be kell vallani, hogy a legtöbb agyterületnek jelenleg még az összes különböző típusú sejtje sem ismert, nemhogy a funkciója – mondta a Tudás.hu-nak Nyiri Gábor agykutató, a Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet egyik kutatócsoportjának vezetője. A beszélgetés Dean Burnett angol agykutató A boldog agy című, magyarul a napokban megjelenő könyve apropóján indult.

Keressük meg a boldogság helyét az agyban! Azt már kiderítették a kutatók, hogy a nagyobb agyi területeknek alapvetően milyen fő „feladataik” vannak?

Sok agyterület feladatainak egy része már elég jól ismert, de még mindig rengeteg meglepő felfedezés történik nap, mint nap. Be kell vallani, hogy a legtöbb agyterületnek még az összes különböző típusú sejtje sem ismert, nemhogy a funkciója.

A sejtek beszélgetnek

Elsődlegesen (bio)kémiai, vagy (bio)fizikai folyamatok zajlanak az agyban? Hiszen a neuronok különálló, egymástól független agysejtek, és úgy jön létre kapcsolat közöttük, ha egy „közvetítő” átviszi az „üzenetet”. Vagyis, az egyik sejt kibocsát valamilyen vegyületet, amely találkozik a másik sejt receptoraival?

Valóban ez az egyik legismertebb kommunikáció az idegsejtek között, bár számos más is létezik. Ugyanakkor nem érdemes úgy kategorizálni, hogy elsődlegesen biológiai, kémiai, vagy fizikai folyamatok zajlanak-e az agyunkban, ugyanis ezek inkább csak általunk alkotott mesterséges kategóriák. A sejtjeinket felépítő molekulák is, mint – jelen ismereteink szerint – minden az univerzumunkban, négyféle alapvető kölcsönhatásnak engedelmeskednek: az úgynevezett gyenge, erős, elektromágneses és gravitációs kölcsönhatásoknak. És az erre alkalmas vegyületekből a sok évmilliós evolúciós folyamatok e kölcsönhatások révén kialakították az emberi agyat, melyet ma biofizikai, kémiai és különböző biológiai módszerekkel tanulmányozunk.

Egy-egy bennünket érő hatásra egyes agyi területeken ingerület jön létre, aminek nyomán az agy kisül. Profán a hasonlat, de talán érthető a laikus összevetés: ez olyan, mint a szexuális vágy esetében? Inger, majd utána kisülés?

Kellemes érzést valószínűleg több különböző agyterület bizonyos sejtjeinek aktiválásával is el tudnánk érni, de az extázis, vagy a kielégülés érzése nem azonos a boldogsággal, az egy egészen más kategória. Hisz az utóbbi egy általánosan, hosszabb ideig fennálló állapota az agynak. Egy olyan tartós egyensúly, amelyben az agy úgy érzi, hogy a szervezet ideális állapotban van, testi és szellemi szempontból egyaránt.

Igaz az, hogy a leggyakoribb jelátvivő anyagok (neurotranszmitterek) közül a dopamin és az endorfin jutalmaz, az élvezetekért felelős, illetve fájdalomcsillapító hatású, az oxitocin meg jogosan kapta a szerelemhormon elnevezést, mert valamiféle rajongást, kötődést vált ki, a szerotonin pedig a legjobb hangulatjavító?

Ez így durva leegyszerűsítés.  Például, az oxitocin épp úgy segít a ragaszkodás, mint az agresszió kialakulásában, illetve, van szerepe a szociális kapcsolatok működésében, vagy a gyermekszülés folyamatában is. Az agy nem úgy működik, hogy néhány vegyület felszabadulásával leírható lenne egy-egy annak megfelelő működés. Gondoljuk csak el: nincs annyiféle jelátvivő anyag, ami magyarázhatná a rengetegféle érzésünket és gondolatunkat.

A neurotranszmitterek csak közrejátszanak a jóérzésben, de valójában nem ezek okozzák a boldogságot. De ha nem speciális vegyületek, akkor mik okozhatják?

Ha a pozitív élmények átéléséért felelős agyterületek tartósan jelzik az agykéreg asszociációs területeinek, hogy pozitív élményeik vannak, akkor egy idő után a megfelelő magasabb rendű agykérgi területek elemzik ezt és az eredmény nyújtja az embernek a boldogság élményét. Az ember igyekszik is majd ezt fenntartani. Evolúciós szempontból a boldogság minden bizonnyal rendkívül fontos tényező volt, hiszen az élőlény ebből érzékelte, hogy az adott állapot jó neki és ez optimális volt a fajfenntartás szempontjából is.

Fogjuk a jeleket

Az agyat vizsgálva, mit látnak a kutatók, amikor erőteljesebb agyi tevékenységről beszélnek? Mozgást, rezgést észlelnek?

„Erőteljesebb agyi tevékenységen” általában azt értjük, hogy egy agyterület, pontosabban annak bizonyos, vagy több sejttípusának az aktivitása fokozódik. Ez azt jelenti, hogy az adott sejttípus aktívabban kommunikál a vele kapcsolatban lévő sejtekkel, a sejt membránjának két oldala közötti elektromos feszültségkülönbség gyakrabban változik. De ez lehet megtévesztő is, hiszen nem jelenti automatikusan azt, hogy az adott agyterület felelős volna a kérdéses funkciókért. Lehetséges, hogy az adott sejtek éppen gátló sejtek és így azért felelősek, hogy bizonyos folyamatok fel legyenek függesztve, míg más agyterületek működnek.

Dean Burnett angol agykutató azt állítja, egyes kutatások szerint van egy kis terület a hippokampusz mellett, az amygdala, amely érzelmi töltetet ad az emléknyomoknak. Állatkísérletekben, ha az amygdalát kioperálták, az állat nem tudott emlékezni arra, hogy valamivel kapcsolatban félnie kell. Igaz lehet ez az embernél is?

Számos agyterületre igaz lehetne, hogy ha azt „kioperálnánk” az emberi agyból, akkor az ember nem tudna megfelelően emlékezni. De ez nem jelenti azt, hogy az adott agyterület egymaga felelős az adott emlék megjegyzéséért vagy az adott félelemérzetért. Például, ha valaki fél az erős hangoktól és bedugnánk a fülét, amitől az illető már nem félne az erős hangoktól, attól az még nem jelenti azt, hogy a fül képes emlékezni a félelemre, csupán azt jelenti, hogy a hangtól való félelem folyamatában szerepe van. Tehát egy-egy ilyen kísérlet nem lesz elegendő az agyterületek funkciójának eldöntésére. Valójában a legnagyobb probléma ott van, hogy igyekszünk néha olyan dolgokat is leegyszerűsíteni, amiket nem lehet. Kétségtelen, hogy például az amygdala fontos szerepet játszik bizonyos félelemmel kapcsolatos folyamatban, de nem egyedül látja el ezt a feladatot. Az agyterületek szinte mindig szoros együttműködésben alakítják ki a megélt érzelmeket, és azok nem csak egyetlen agyterülethez köthetőek.

Az Ön kutatócsoportja tavaly különleges felfedezést tett a negatív tapasztalatok agyi érzékelése és visszacsatolása terén. Miben áll ez és mire lesz használható?

Egy régóta ismert agyterületen felfedeztünk egy új sejtpopulációt, aminek létezése addig ismeretlen volt, és kiderítettük, hogy ennek a működése alapvetően fontos a negatív élmények feldolgozásában és megélésében. Orvosi jelentősége is lehet ennek a kutatási eredménynek, ugyanis kifejleszthető lenne egy olyan terápiás módszer, melyben e sejtek gátlása révén a betegek a negatív élményeiket képesek lennének könnyebben feldolgozni. Most ezen dolgozunk.

Külön agyi terület ad hozzá mindegyik fizikai cselekvésünkhöz valamilyen érzelmi töltetet?

Még nem ismert, hogy hányféle „érzelmi töltet” létezik, de valószínűtlen, hogy mindegyiket külön agyterület alakítaná ki. Azonban a hangulati életünket befolyásoló agyterületek több különböző sejttípussal rendelkeznek, melyek aktivitásainak aránya és mintázata befolyásolhatja számos különböző érzelem megélésének a képességét. Ezen aktivitások aránya és mintázata az emberek között nagy eltéréseket mutathat, ami nem meglepő, ha arra gondolunk, hogy az embertársaink ugyanazon helyzetben mennyire más érzelmekkel reagálnak bizonyos eseményekre.

„Nagy a feje, búsuljon a ló”

 Az agy nagysága összefügg az intelligenciával?

Nem. Az elefántok agya például 5 kg körüli, míg az emberé csak 1,4 kg körüli. Sőt az elefántoknak mintegy háromszor annyi idegsejtjük is van. Az agy méreténél sokkal fontosabb a felépítése és kapcsolatainak bonyolultsága, illetve az, hogy az evolúció során az emberi agy arra optimalizálódott, hogy jó problémamegoldó, azaz intelligens legyen, mivel a viszonylag törékeny testét csak fejlettebb intellektussal tudta megvédeni és a szaporodását biztosítani.

Az is boldoggá tesz bennünket, ha valamiben nagyon sikeresek vagyunk. Állítólag kimutatták, hogy a zongorán vagy hegedűn jól játszó zenészeknél szignifikánsan nagyobb a motoros kéreg finom kéz- és ujjmozdulatokért felelős területe. Az agy puszta szerkezetében tetten érhető, hogy valaki éppen miben kompetens?

Bár bizonyos nagyon speciális agyi tevékenység eredményezheti a fenti eltérést, pusztán agyi szerkezeti eltérésekből nem lehet megmondani, hogy kinek milyen képességei kiemelkedőek. Az agyterületek mérete – az agy méretéhez hasonlóan – önmagában nem mutatja a terület hatékonyságát, mivel a nagyobb hatékonyság eléréséhez az agyterület kapcsolatainak megfelelő komplexitására van szükség.

Valójában e pillanatban a boldog érzéseink pontos helyéről mit tudnak az agykutatók?

Sok részismeret van már, vannak nyomok, de az, hogy ezek a nyomok mind „láthatóvá” váljanak, hogy pontosan hol, mely sejtek felelősek ezekért az érzésekért, annak felfedezése még a jövő agykutatásának a feladata.