SiNAPSA, sobota, 25. marec 2017

eSiNAPSA

Spletna revija za znanstvenike, strokovnjake
in nevroznanstvene navdušence

Možgani skozi zgodovino

Zvezdan Pirtošek

V zgodovini medicine in znanosti so možgani nenavadno odsoten, spregledan organ. Šele zadnjih sto, dvesto let lahko govorimo o bolj sistematičnem, znanstvenem raziskovanju možganskih funkcij. In vendar vemo, da so ljudje možgane poznali in se z njimi ukvarjali že v zori človeštva1.

Zvezdan Pirtošek Arheološke izkopanine so razkrile preluknjane lobanje neolitskega človeka izpred 10.000 let; namen tehnike, t.i. trepanacije, ni jasen; v veliki meri je odražal verovanje, da bodo skozi odprtino odtavali zlobni duhovi, ki povzročajo različne bolezni; po drugi strani pa je kar nekaj dokazov, da so trepanacijo uporabljali tudi za odstranitev krvnih strdkov in drobcev kosti2.

Prvi znan zapis o delovanju možganov so pred 4000 na eni izmed glinenih tablic zapustili Sumerci, ko so opisali evforični učinek maka. Egipčani so ta organ poimenovali in opisali osnovno anatomijo možganov, meninge in likvor. V slavnem tekstu (po najditelju imenovanem papirus Edwin Smith) so v obdobju od 3000 do1700 pr. n. št. opisali 48 kirurških tegob, med njimi odprto poškodbo glave s posledično hemiparezo in afazijo. V resnici pa so Egipčani možgane grdo obravnavali. Tako so jih v procesu mumifikacije skozi nosnici preprosto postrgali in nato zavrgli (ostale notranje organe so nadvse previdno odstranili in jih skrbno hranili ob mrtvem telesu; skupaj z njim bodo služili umrlemu v onostranstvu). V 6. stoletju pred našim štetjem so antični Grki bili deljenih mnenj o funkciji možganov. Znanstvenega preučevanja možganov se je 500 pr. n. št. lotil Alkmeon iz Krotona, ki je ob seciranju optičnega živca odkril, da ta izhaja iz možganov. Hipokrat, oče medicine (460 – 379 pr.n.št.), je trdil, da je v možganih sedež uma in senzacij, filozof in znanstvenik Aristotel pa je to funkcijo dodelil srcu. Hipokrat je bil tudi prvi, ki je menil, da lahko dve polovici možganov delujeta neodvisno in je uvedel izraz mentalna dualnost. V istem času je v svoji atenski šoli Platon učil, da so možgani sedež duševnih procesov, oče anatomije Herophilus pa je nekoliko kasneje pomaknil človekovo inteligenco v likvor. Rimska civilizacija k razumevanju delovanja možganov ni dodala kaj bistvenega, je pa znano, da je Galen l. 177 imel predavanje z naslovom O možganih, 200 let kasneje pa je Nemesius pomaknil vse duševne procese v možganske komore (ventrikularna doktrina). Velik napredek v razumevanju delovanja možganov je bil dosežen v času razcveta islamske misli v srednjem veku. Islamski zdravniki so se dokazali kot izjemni kliniki in so utrdili opazovanje bolnikov in logično povezali nekatere izpade z okvaro možganov: halucinacije, demenca, vertigo, kap. 1025 je Avicenna v svojem Kanonu Medicine napisal čudovit tekst o vidu.

Filozofijo, znanost in medicino je v 17. st. močno zaznamoval sporazum med Descartom in papežem, da je telo stvar posvetne znanosti in da je obdukcija torej dovoljena; duša in z njo čustva in misli pa so stvar teologije in Cerkve. Tako porojen dualizem je bil za medicino, posebej anatomijo koristen, saj je odprl vrata obdukcijam; za kognitivno nevroznanost pa je bil škodljiv, saj je višje duševne funkcije za dolgi dve stoletji izmaknil znanstveni metodi preučevanja.

Slika 2: Phineas Gage Ko je konec 18. stoletja v medicino uveden mikroskop, se znanstvenikom odpre drug svet, svet celic in tkiv. Tako sta Camillo Golgi in Santiago Ramon y Cajal odkrila in opisala nevrone kot temeljne zidake zgradbe živčevja in za ta opis 1906 skupaj prejela Nobelovo nagrado za fiziologijo in medicino. Ves ta čas klinični zdravniki vztrajno opisujejo in iščejo korelacije med možganskimi poškodbami in simptomi. L. 1848 je ob gradnji železnice v Severni Ameriki poškodovan delavec Phineas Gage. Železni drog mu poškoduje frontalni reženj v predelu pred precentralno vijugo; Phineas Gage lahko po nesreči, ki jo čudežno preživi, normalno vidi, sliši, giba, občuti, tudi misli; spremeni pa se njegov karakter in osebnost. V Franciji zdravnik Broca opiše poškodbe možganov v frontalnem predelu leve hemisfere, po katerih bolniki ne morejo več producirati govora; in v Nemčiji zdravnik Wernicke poškodbe temporalnega režnja, ki povzročajo nerazumevanje govora drugih, četudi je sluh ohranjen.

V dvajsetem stoletju se je raziskovanje možganov pričelo prebujati iz dolgega sna. Nastale so temeljne raziskave na področju elektrofiziologije, biokemije, molekularne fiziologije, genetike in izteku konca 20 stoletja pa je dal izjemno vzpodbudo razvoj računalništva. Leta 1929 je Hans Berger razvil metodo odjemanja možganske električne aktivnosti (elektroencefalografija, EEG), ki jo, izpopolnjeno in mnogo bolj občutljivo, tudi danes uporabljamo v diagnostični medicini in pri raziskavah. Živahno delo je potekalo na živalskih modelih, ki je – ravno zaradi nevarnih primerjav med delovanjem živalskih in človeških možganov – lahko vodilo v napačne zaključke. Tako je Karl Spencer Lashley sistematično odstranjeval vse večje volumske dele podganjih možganov in z opazovanjem, kako podgane obvladujejo labirint, sklepal na delovanje spomina. Opazil je, da je motnja spomina sorazmerna volumnu odstranjenega tkiva in iz tega sklepal, da spomin ni lokalizirana možganska funkcija, ampak odraz delovanja celotnih možganov. Spomin kot lokalizirano funkcijo možganov je v vsej svoji dramatičnosti in tragiki pokazal – prav tako v petdesetih letih prejšnjega stoletja – primer bolnika H.M.-a, prvi in zadnji bolnik, ki so mu zaradi epilepsije vede odstranili oba hipokampusa z okolnim tkivom. Po operaciji je izgubil kratko- in srednjeročni spomin in sposobnost učenja.

Do sredine prejšnjega stoletja so nevroznanstveniki bili prepričani, da so možgani med spanjem neaktivni; šele takrat sta Nathaniel Kleitman in Eugene Aserinsky opisala več stadijev spanja, zlasti t.i. stadij REM. Popularna in široko uporabljana možganska kirurgija sredi 20. st. je Rogerju Sperryju omogočila, da je preučeval bolnike s hudo epilepsijo, ki so jim ločili obe hemisferi. Pokazalo se je, da je v vsaki od hemisfer določena oblika zavesti. V sedemdesetih letih prejšnjega stoletja je Candace Pert odkrila opiatne receptorje, kamor se vežejo endorfini in s tem utrla pot domnevi, da imajo čustva biokemično osnovo; in v teh letih so prvič v z novimi slikovnimi tehnikami omogočili prikaz živih možganov.

V drugi polovici 20. st. je postalo vse bolj jasno, da mora biti uspešno raziskovanje možganov timsko in multidisciplinarno. Takrat so nastali pogoji za pojav nevroznanosti kot discipline. Delovanje možganov je znanost pričela preučevati skozi različne nivoje: molekule, celice, sistemi, posamezna vedenja in končno nivo kognitivne nevroznanosti, ki skuša ugotoviti odnos med Jazom in možgani. Leta 1960 je bila ustanovljena Mednarodna organizacija za raziskovanje možganov (International Brain Research Organization), sledile so ji še druge, ki so standardizirale metode raziskovanja možganov. Stoletje je v nekaj letih skušalo nadoknaditi nerazumljiv zastoj v razumevanju delovanja tega organa in se je izteklo v desetletje možganov, ki ga je leta 1990 na pobudo raziskovalcev razglasil ameriški predsednik George Bush.

Novo tisočletje se je pričelo vzpodbudno. Nevroznanost je danes med najbolj dinamičnimi vejami znanosti. Ima pravilno filozofijo – raziskovati multidisciplinarno, timsko, mednarodno; ima čudovita orodja, o katerih pred tremi desetletji ni mogla sanjati in s katerimi opazuje izražanje genov, reakcije molekul, povezave nevronov, dialog različnih sistemov in predelov možganov (npr. projekt Connectome3) da, celo dialog in empatijo mojih možganov s tvojimi. Z možgani se ukvarja vse več mladih znanstvenikov, filozofov, računalničarjev, zdravnikov … in zavedanje o pomenu tega organa vse pogosteje preveva dvorane evropskega parlamenta in pisarne evropskih vlad. Pa vendar - da bi dosegli dinamiko in rezultate primerljive z razumevanjem delovanja in bolezni srca, bi morali v raziskovanje možganov vložiti 15× več sredstev, kot jih vlagamo v tem trenutku. Šele potem se bomo s spoštovanjem, a olajšanjem, poslovili od Aristotela in segli v roko Hipokratu, Alkmeonu in Platonu. 4,5

    ___
  1. Avtor s prispevkom povzema vsebino uvodnega predavanja v Malo šolo nevroznanosti, ki jo je Laboratorij za kognitivno nevroznanost Kliničnega oddelka za bolezni živčevja v sodelovanju s SiNAPSO izpeljal v sklopu Tedna možganov 2011. 

  2. Alt KW, et al 1997. Evidence for stone age cranial surgery. Nature 378: 360. 

  3. http://www.humanconnectomeproject.org/overview/ 

  4. Clarke E, O’Malley C. 1968. The Human Brain and Spinal cord. 2nd ed. Los Angeles: Oniversity of California Press. 

  5. Finger S. 1994. Origins of neuroscience. New York: Oxford University Press. 

prof. dr. Zvezdan Pirtošek
KOŽB, Nevrološka klinika, Univerzitetni klinični center, Ljubljana