Uncovering the brain's biggest secret - Melanie E. Peffer

Fordító: Orsolya Tumpek Lektor: Zsófia Herczeg

In the late 1860s, scientists believed they were on the verge

Az 1860-as évek végén a tudósok úgy vélték,

hogy közel járnak az agy legnagyobb titkának leleplezéséhez.

of uncovering the brain’s biggest secret.

They already knew the brain controlled the body through electrical impulses.

Azt már tudták, hogy az agy elektromos impulzusokkal irányítja a testet.

The question was, how did these signals travel through the body

A kérdés az volt, hogyan utaznak át a jelek a testen

without changing or degrading?

változás vagy gyengülés nélkül.

It seemed that perfectly transmitting these impulses

Úgy tűnt, hogy a jelek tökéletes továbbításához az kell,

would require them to travel uninterrupted along some kind of tissue.

hogy azok zavartalanul utazhassanak át valamiféle szöveten.

This idea, called reticular theory,

Ez az elképzelés, melyet retikuláris elméletnek hívnak,

imagined the nervous system as a massive web of tissue

az idegrendszert egy hatalmas szövethálózatnak képzelte,

that physically connected every nerve cell in the body.

mely fizikailag köti össze a test összes idegsejtjét.

Reticular theory captivated the field with its elegant simplicity.

A retikuláris elmélet elegáns egyszerűsége meggyőzte a szakmát.

But soon, a young artist would cut through this conjecture,

De hamarosan egy fiatal képzőművész megdöntötte ezt az elméletet,

and sketch a bold new vision of how our brains work.

és agyunk működésének egy új és merész vízióját vázolta fel.

60 years before reticular theory was born,

A retikuláris elmélet megszületése előtt 60 évvel

developments in microscope technology

a mikroszkóp technológiai fejlődésével felfedezték,

revealed cells to be the building blocks of organic tissue.

hogy a sejtek az élő szövetek építőelemei.

This finding was revolutionary,

Ez forradalmi áttörés volt,

but early microscopes struggled to provide additional details.

de a kezdetleges mikroszkópokkal nehéz volt további részleteket felfedni.

The technology was especially challenging for researchers studying the brain.

A technológiai kihívás különösen érintette az agyat tanulmányozó tudósokat.

Soft nervous tissue was delicate and difficult to work with.

A lágy idegszövet érzékeny volt, és nehéz volt vele dolgozni.

And even when researchers were able to get it under the microscope,

Még ha a kutatóknak sikerült is mikroszkóp alá venni,

the tissue was so densely packed it was impossible to see much.

a szövet annyira sűrű volt, hogy lehetetlen volt bármit is látni.

To improve their view,

Hogy jobban lássanak,

scientists began experimenting with special staining techniques

a tudósok különleges festési technikákkal kezdtek kísérletezni,

designed to provide clarity through contrast.

melyek a kontraszthatásnak köszönhetően segítették a tisztánlátást.

The most effective came courtesy of Camillo Golgi in 1873.

A leghatékonyabb technika Camillo Golginak köszönhető 1873-ból.

First, Golgi hardened the brain tissue with potassium bichromate

Golgi először kálium-bikromáttal megkeményítette az agyszövetet,

to prevent cells from deforming during handling.

hogy a vizsgálat során elkerülje a deformálódást.

Then he doused the tissue in silver nitrate,

Aztán ezüst-nitrátba áztatta a szövetet,

which visibly accumulated in nerve cells.

ami az idegsejtekben láthatóan felgyülemlett.

Known as the “black reaction,”

A “fekete reakció” nevű Golgi-módszer végre lehetővé tette,

Golgi’s Method finally allowed researchers to see the entire cell body

hogy a kutatók lássák a teljes sejttestjét annak,

of what would later be named the neuron.

amit később neuronnak neveztek el.

The stain even highlighted the fibrous branches

A festék még a rostos nyúlványokat is kiemelte,

that shot off from the cell in different directions.

amelyek különböző irányokban nyúltak ki a sejtből.

Images of these branches became hazy at the ends,

A képeken a nyúlványok végei homályosak voltak,

making it difficult to determine exactly how they fit into the larger network.

ami megnehezítette annak meghatározását, hogyan is illeszkednek bele a rendszerbe.

But Golgi concluded that these branches connected,

De Golgi arra jutott, hogy a nyúlványok kapcsolódnak egymáshoz,

forming a web of tissue comprising the entire nervous system.

és így hozzák létre a teljes idegrendszert alkotó szövethálózatot.

14 years later, a young scientist and aspiring artist

14 évvel később, egy fiatal tudós és törekvő művész,

named Santiago Ramón y Cajal began to build on Golgi’s work.

Santiago Ramón y Cajal folytatta a Golgi által megkezdett munkát.

While writing a book about microscopic imaging,

Miközben könyvet írt a mikroszkopikus képalkotásról,

he came across a picture of a cell treated with Golgi’s stain.

talált egy képet egy sejtről, amit Golgi festékével kezeltek.

Cajal was in awe of its exquisite detail— both as a scientist and an artist.

Cajalt mind tudósként, mind művészként ámulatba ejtette a kép részletgazdagsága.

He soon set out to improve Golgi’s stain even further

Hamarosan elkezdte Golgi festékét továbbfejleszteni,

and create more detailed references for his artwork.

hogy a képek még részletesebb hivatkozásul szolgálhassanak műalkotásaihoz.

By staining the tissue twice in a specific time frame,

Cajal rájött, hogy a szövet meghatározott időn belüli kétszeri befestésével

Cajal found he could stain a greater number of neurons with better resolution.

több neuron látszik majd, és így jobb lesz a képfelbontás is.

And what these new slides revealed would upend reticular theory—

Az, amit ezek az új lemezek feltártak, megdöntötte a retikuláris elméletet.

the branches reaching out from each nerve cell

Az idegsejtekből kiinduló nyúlványok

were not physically connected to any other tissue.

fizikailag nem kapcsolódtak más szövetekhez.

So how were these individual cells transmitting electrical signals?

De akkor hogyan továbbítják az egyes sejtek az elektromos jelet?

By studying and sketching them countless times,

Ahogy tanulmányozta és számtalanszor lerajzolta őket,

Cajal developed a bold, new hypothesis.

Cajal kidogozott egy merész, új hipotézist.

Instead of electrical signals traveling uninterrupted across a network of fibers,

Azt állította, hogy az elektromos jel

nem egy rosthálózaton keresztül utazik zavartalanul,

he proposed that signals were somehow jumping from cell to cell

hanem egy lineáris aktiválási láncban valahogy átugrik egyik sejtről a másikra.

in a linear chain of activation.

The idea that electrical signals could travel this way was completely unheard of

A gondolat, hogy az elektromos jel így is utazhat, teljesen új volt,

when Cajal proposed it in 1889.

amikor 1889-ben Cajal előállt vele.

However his massive collection of drawings supported his hypothesis from every angle.

De rajzainak hatalmas gyűjteménye minden irányból alátámasztotta a hipotézisét.

And in the mid-1900s, electron microscopy further supported this idea

Majd a 20. század közepén

az elektronmikroszkóp további bizonyítékkal szolgált,

by revealing a membrane around each nerve cell

mikor felfedezték az idegsejteket körülvevő membránt,

keeping it separate from its neighbors.

amely elválasztotta a sejteket egymástól.

This formed the basis of the “neuron doctrine,”

Ez adta a “neuron doktrína” alapját,

which proposed the brain’s tissue was made up of many discrete cells,

miszerint az agyszövetet nem egy összefüggő szövet,

instead of one connected tissue.

hanem sok különálló sejt alkotja.

The neuron doctrine laid the foundation for modern neuroscience,

A neuron doktrína lefektette a modern idegtudomány alapjait,

and allowed later researchers to discover that electrical impulses

és lehetővé tette, hogy a kutatók felfedezzék,

hogy az elektromos impulzusok

are constantly converted between chemical and electrical signals

folyamatosan váltogatnak a kémiai és elektromos jelek között,

as they travel from neuron to neuron.

ahogy neuronról neuronra utaznak.

Both Golgi and Cajal received the Nobel Prize

Különálló, de összefüggő felfedezésükért Golgi és Cajal is Nobel-díjat kaptak.

for their separate, but shared discoveries,

and researchers still apply their theories and methods today.

A kutatók még mindig az ő elméleteiket és módszereiket használják,

In this way, their legacies remain connected as discrete elements

így, mint az idegsejtek, örökségük különálló elemként kapcsolódik

in a vast network of knowledge.

a tudás hatalmas hálózatához.