|
5. Módszerek
5.1 Rövid történeti áttekintés
Galvani az elektromosság jelenségét eredetileg biológiai organizmusok elektromos tulajdonsága révén fedezte fel. Megfigyelte, hogy a fémrácsra erősített békacombban a fémek összeérintése izomrángásokat okoz. A tudósról elnevezett galvanométer alkalmas volt az izmok és idegek elektromos hulámainak mérésére. Ezzel megteremtődött a neuropszichológia alapja. Fritsch és Hitzig 1870-ben a csatatéren folytattak neurológiai kísérleteket. A nyílt koponyatörést szenvedett katonák agykérgét elektromos impulzusoknak vetették alá. Ezzel a technikával sikerült kimutatniuk az agykéreg motorikus működését. A megfigyelés további differenciálása csak a 20. század negyvenes éveiben vált lehetségessé, amikor az agyi sérülések orvosi kezelésében előrehaladás következett be. Wilder Penfield kanadai idegsebésznek az agykéreg elektromos ingerlésével végzett operációi lehetővé tették a mozgás és érzékelés agyi régióinak pontos feltérképezését. Ezzel a technikával Penfield meg tudta határozni a beszédért felelős központok helyét is. Ma már egész elektródakötegeket lehet az agy felszínéhez csatlakoztatni az agyi funkciók pontos meghatározása érdekében.
5.2 Általános tudnivalók
Az agykutatás köré a legkülönfélébb módszerek csoportosulnak, melyek a kutatás keretében külön-külön alakultak ki, mégis nyilvánvaló kapcsolatban állnak más alapvető tudományágakkal, mint a biológia, fizika, kognitív tudományok, pszichológia. Az integratív tudományok egy része, pl. a kognitív pszichológia az agykutatás eredményeinek köszönheti sikereit. A klinikai gyakorlatban, de a kutatásban is jelentős szerepet játszanak az elektrofiziológiai technikák, a feltérképező eljárások és a neuropszichológiai vizsgálatok. A gondolkodás, az érzékelés és az agyi folyamatok közötti összefüggések keresésében gondosan ügyelnünk kell arra, az agyi folyamatok mely szempontjait tartjuk szem előtt. Ha a szellem-anyag hagyományos dualista felfogásából indulunk ki, tisztában kell lennünk azzal, hogy az egyes módszerekkel az agyat csak egyféle szempontból közelíthetjük meg, s hogy a megismerés és agyi folyamat közötti kapcsolat nagyban attól is függ, az agyi folyamatok mely aspektusát vesszük. Ha az információelméleti téziseket vonjuk be vizsgálatunkba, és megmaradunk a modellezés szintjén, talán az tűnik a legkézenfekvőbbnek, ha az agyat inkább szellemi, mintsem anyagi szervnek tekintjük. Így tett Hans Berger, az EEG alfa hullámainak felfedezője is, aki azt gondolta, hogy az agy energiadimenzióinak mérésével egyben a psziché energiadimenziói is megragadhatók. Már az információ és az energia fogalma is a legbonyolultabb fizikai és információelméleti összefüggések egész kozmoszát nyitja meg, így test és lélek dualizmusa máris erősen leegyszerűsített sémának tűnik. A szellem és anyag, test és lélek közötti összefüggésekről szóló vita alapjainak tisztázásához elengedhetetlen, hogy a neurológiai tudományok módszereit közelebbről megismerjük.
5.3 Elektrofiziológia
5.3.1 Agyi áramlatok mérése
Az agy globális aktivitásának megállapítására szolgáló egyik fontos technika a fejbőrön, az agykéregben vagy az agy belsejében lévő feszültségkülönbség mérése. A fejbőrről levezetett (nem invázív) EEG módszere az agyi áramok időbeli és feszültségre vonatkozó viselkedési módozatait mutatja, amelyeket a finom idegsejt-nyúlványok (dendritek) aktivitásának summapotenciáljaként foghatunk fel. A lazult állapotban, csukott szemmel mért alfa-alapritmus (másodpercenként 8-12 kilengéssel) a szem kinyitásával deszinkronizálódik. Az alfa-szint szinkronizációjának elvesztése a formatio reticularis aktiválására, az agytörzs növekvő aktiváló rendszerére vezethető vissza. A figyelem, a koncentráció és a kognitív folyamat az alfa-spektrum tartományában nem szinkronizációval, hanem deszinkronizációval jár. A deszinkronizációt egy a 40 Hertzes tartományba eső koherenciaképződés egyenlíti ki. Az EEG nem a megismerési folyamatok idejét méri, sokkal inkább annak váltakozó időparamétereit tükrözi. Az EEG-ben zajló számos nem lineáris folyamat ellenére is módunkban áll – éppen a paraméterek komplexitását kihasználva – az agyi hullámok további, várható viselkedését előre megállapítani. Így válik lehetővé az EEG-paraméter komplexitásvesztéséből kompenzációs szinkronizációk, akár epilepsziás rohamok előrejelzése is. Az ezt célzó kutatások nagy ütemben folynak. Fejlesztés alatt áll egy olyan mikrochip, mely az agyba ültetve epilepsziás betegek rohamait prognosztizálja, és megelőzésképpen az agy-gerincvelői folyadékba antiepileptikus szert adagol.
5.3.2 Előidézett potenciál
Az agyi elektromos aktivitásból kinyerhetünk olyan jeleket, melyek az érzékszervek működésével korrelálnak. De a kívülről érkező stimulusok nélkül is létrejöhet agyi hullám, pl. a figyelem eltolódásával, a várakozások korrigálásával összefüggésben, vagy szokatlan szemantikai szituációban. (Ilyen pl. a 300 ms után megjelenő pozitív hullám, mint a várakozás korrekciója; vagy a 400 ms után érkező negatív hullám szemantikai inkongruencia esetén: “A kávéba cukrot és cementet tett.”) A kognitív folyamatokat diagnosztikai célból befolyásolni lehet mágneses térrel. Ha a koponyához helyezünk egy mágnestekercset, olyan agyhullámokat válthatunk ki, melyek motorikus reakciókat indukálnak, de interferenciáik révén a beszédészlelés, sőt hangulati zavarok (pl. a depresszió) vizsgálatára is alkalmasak.
5.4 Agyi funkciókat feltérképező eljárások
Az agy kognitív folyamatai a neuronok azon aktivitásán alapszanak, amely a jelek feldolgozásakor elektrolit-eltolódással jár. Az eltolódások, különösen a káliumé, az agyi edények izomzatára azonnal hatnak, és ily módon a kognitív folyamatokkal korrelációban a vérellátás megváltozását eredményezik. Funkcióját tekintve ez igen hasznos, mert azok az agyi területek, amelyekben az energiafelhasználás nagy, további energia-utánpótláshoz juthatnak. A radiológiában és a nukleáris medicinában használatos technikákkal közvetlenül befolyásolhatjuk a vérellátást és az energiafelhasználást, s általuk láthatóvá tehetjük a megismerési folyamatok energetikai bázisát. Ez elsősorban izotópok (PET, SPECT) alkalmazásával, másrészt a funkcionális magspintomográfiánál a megváltozott elektronspin mérésével sikerülhet. A pozitron kibocsátásán alapuló terápia a radioaktívan megjelölt glükózzal, valamint transzmitterek radioaktív jelölésével is dolgozik. A kogníciót kísérő anyagcsere-folyamatok feltérképezése hasonlóképpen lehetséges differenciált SPECT-technika alkalmazásával is. Mindhárom említett eljárás korlátozottan eredményes az időbeli dimenziók feloldásában. Mindent egybevéve a kognitív neurológiát mégis jelentős mértékben előrelendítették az agyi funkciókat feltérképező eljárások, mivel ezen módszerek révén betekintést nyertünk differenciált megismerési folyamatokba (pl. figyelem, tudat, beszéd, észlelés).
5.5 Neuropszichológia
Hétköznapi emberekkel végzett pszichológiai teszteljárásokkal a neuropszichológia a kognitív és érzelmi folyamatokat vizsgálja. A teszteket az agy sérüléseinél és agyi funkciók korlátozott működése esetén is alkalmazzák. A több száz neuropszichológiai teszt közül említsünk meg egyet. A Wisconsin-Card-Sorting-Test (WCST) segítségével az ember azon képessége vizsgálható, hogy szabályszerűségek alapján tud-e hipotéziseket felállítani, illetve ezen várakozásait képes-e kiigazítani. A vizsgálatot végző személy a kísérleti alanynak, ill. a páciensnek kártyákból álló sorozatot mutat. A kártyákat úgy állítják sorba, hogy mire a szabályszerűség felismerhetővé válik, másik logikai sorrend következik. Ezzel nemcsak a tesztelt személy előrejelzési képessége vizsgálható, hanem az is, mennyiben tudja várakozásait korrigálni. Kimutatható, hogy ez utóbbi különösen nagy gondot okoz skizofrén betegeknél. Miután a tesztben gyenge eredményt elért pácienseket az agyi funkciókat feltérképező eljárásokkal is megvizsgálták, beigazolódott, hogy a dorzolaterális frontális cortex alacsony aktivitást mutat. Ez az agyi terület játszik döntő szerepet a viselkedés tervezésében és annak korrigálásában.
5.6 A Wada-teszt
Juhn Wada neurológus olyan vizsgálatot fejlesztett ki, melynek során agyi funkciók néhány perces kiesését szimulálják. Ily módon az egyes agyi területekhez tartozó funkciókat éppen leállásuk alapján lehet meghatározni. A feltérképező eljárások során mért agyi aktivitások többségének megléte egy bizonyos funkcióra nézve nem feltétlenül szükséges, azok gyakran kísérő jelenségként lépnek fel. Csak az agy egyes területeinek mesterséges kiiktatása adhat egyértelmű választ arra, vajon az adott régió egy bizonyos funkcióhoz valóban nélkülözhetetlen-e. A Wada-teszt során a fej belső ütőerébe (carotis interna) barbiturátot (sodium amobarbital) fecskendeznek, melynek hatására az agyfélteke funkciói leblokkolnak. Az injekciót adhatjuk szelektív módon, pl. a homloklebeny kis vérereibe is. Rövid idő elteltével megállapítható a funkció – pl. beszéd, emlékezet, érzelem – gátlása. A feltérképező eljárásoknál jelenleg ez a módszer eredményesebb. A funkciók gátlásának legpontosabb mérését mindamellett a WADA-teszt és az elektrofiziológiai eljárások kombinálásával érhetjük el.
|