Előfizetés a lapra

Figyelem és gátlás az emberi agyban

A hét kutatója, agy, agykutatás, figyelem, fMR, interjú, MR

2016/02/16

Agyunk többféle szűrőt használ arra, hogy a beérkező információrengetegből csak azt használja fel, ami éppen akkor a legfontosabb számunkra. Ha ezek a funkciók nem működnek, annak komoly következményei vannak. Ilyen például az öregedés során tapasztalható kognitív leépülés. Ezért is fontosak azok a kutatások, melyeket az OTKA támogatásával Vidnyánszky Zoltán agykutató és csoportja végez az MTA TTK Agyi Képalkotó Központjában.

– Tudatosan készült agykutatónak?

– A szerencse nagyon fontos az ember életében, az én pályám indulásában is közrejátszott. Kárpátaljáról származom, ahol a természethez közel töltöttem a gyerekkoromat, mindenki humán beállítottságú volt a családban és talán egy kis dac is volt bennem, hogy reáltudományokkal foglalkozzam. Ungváron fejeztem be az egyetemet, biológia szakon, utána sikerült átjönnöm Budapestre. 1990 végén még példa nélküli volt, hogy egy határon túli magyar magyarországi állami ösztöndíjat kap. Hámori József akadémikus, az MTA Tudományos Minősítő Bizottság akkori vezetője – akiről akkor még nem is tudtam, hogy agykutató – elintézte nekem. Látták ugyanis, hogy ha ezt át tudják vinni, akkor jöhetnek mások is Erdélyből, Felvidékről és Kárpátaljáról, így be tudják kapcsolni ezeket a régiókat a tudományos életbe. Először a SOTE és az MTA közös kutatócsoportjában, éppen Hámori Józsefnél kezdtem el dolgozni, de úgy éreztem, nem az én világom az állatkísérletes agykutatás. Szerencsére ki tudtam menni egy évre Stockholmba Gulyás Balázs professzorhoz a Ka­ro­lins­ka Intézet PET-köz­pont­já­ba, ahol belekóstolhattam a humán kutatásokba. Abban az időben indultak világszerte az MRI-kutatások, ami nagyon izgalmas területnek tűnt. Sokáig nem volt itthon készülék, de egy pályázat révén sikerült kijutnom a Rutgers Egyetemre az USA-ba, ahol 2001 és 2005 között minden évben eltölthettem 2-3 hónapot. Ott tanultam meg az MRI-módszert, illetve azt, hogy mi az emberi agy, hogyan látunk, és mi az, hogy figyelem.

– Önök mire használják az MR-t?

– A funkcionális MRI arra való, hogy feltárjuk bizonyos kognitív folyamatok neurális hátterét képező agyi hálózatait, jellemezzük funkcionális állapotukat. Az emberi agy vizsgálata esetén az fMRI-vel tudjuk elérni a lehető legjobb térbeli felbontást. Viszont az időbeli felbontásunk meglehetősen gyenge, körülbelül 1 másodperc. Az agy tevékenysége viszont egy nagyságrenddel kisebb, milliszekundumos tartományban a legizgalmasabb. Erre való az EEG, aminek tökéletes az időbeli felbontása. Annak ellenére, hogy az EEG régi módszer, az új adatfeldolgozási eljárásoknak köszönhetően ma is az emberi agy kutatásának egyik legfontosabb eljárása. Mivel mindkét módszert jól ismerjük és sikeresen alkalmaztuk, megpróbáljuk kombinálni őket annak érdekében, hogy minél pontosabban tudjuk jellemezni az emberi kognitív funkciók ép és kóros agyi folyamatait. A legújabb készülékek már kompatibilisek egymással. Meg lehet csinálni, hogy egyszerre mérjük az agyi események dinamikáját és lokalizáljuk azokat. Ehhez azonban meglehetősen nagy és összetett módszertani háttérrel kell rendelkezni, amit az elmúlt évek során sikerült kiépítenünk. Az általunk kidolgozott kutatási megközelítés nemzetközi szinten is előremutatónak tekinthető. Jövőre tudjuk elkezdeni a kombinált MRI-EEG méréseket.

Siemens Magnetom Prisma 3T MR készülék

– Mi a célja ezeknek a kutatásoknak?

– Mi többek között a figyelmi gátlással foglalkozunk. Mivel az agynak véges a kapacitása, nagyon erős szelekciós mechanizmus működik benne. Kiválasztja, hogy az adott pillanatban mi a legfontosabb inger, amit fel kell dolgozni és mi a legfontosabb cselekvés, amit végre kell hajtani. Ezért a fontos ingereket felerősíti, ami nem az, azt gátolja.

 Nálunk a látás áll a kutatások fókuszában. Meglepő lehet, de a látásunk nem folytonos és egyszerre nem is dolgozunk fel mindent. Egy nagyon szűk, meghatározott kis területre fókuszáljuk a feldolgozási kapacitásunk. Oda, ahol a legjobb a felbontás és ahonnan a legtöbb információ jön. A mintavételezés 3-4 Hz-en működik, tehát 1 mp alatt csinálunk 3-4 szemmozgást és ezen belül másodpercenként 8-10-szer veszünk mintát. Az információnak azt a részét, amit nem használunk fel az aktuális cselekvés irányítására, az agyunk elnyomja.

– Önök új, saját módszerrel vizsgálják a látást is.

– A látás egy aktív folyamat: folyamatos szemmozgással, figyelmi mintavételezéssel választjuk ki a cselekvésünk szempontjából legfontosabb információt. Ezért mi a figyelmi szűrési funkciókat természetes körülmények között vizsgáljuk. Az egyik kutatási irány az olvasás. Aki látott már olvasás közbeni szemmozgást, az tudja, milyen hihetetlenül dinamikus folyamat. Nem fényképezzük a sorokat, hanem mintavételezve szedjük ki a fontos információkat. Ehhez egyszerre kellett mérnünk a szemmozgást és az EEG-t. Ha tudjuk, hogy adott pillanatban hogyan mozgott a szem, mikor fixált, hova nézett, akkor össze tudjuk rakni a dinamikus leképezését az egész folyamatnak.

 Attól függően, hogy mit olvasunk, másodpercenként körülbelül négyszer ugrik tovább a szemünk a soron, és az egyes fixációk körülbelül 150–250 milliszekundum hosszúak. A módszer, amit kidolgoztunk lehetőséget nyújt arra, hogy vizsgáljuk a fixációk során történő információ-feldolgozást és a háttérben folyamatosan jelenlevő agyi oszcillációs tevékenységet egyaránt. Olvasás közben folyamatosan el kell nyomnunk a látómezőnkben jelenlévő azon szövegrészek feldolgozását, melyeket már elolvastunk. Elképzelésünk szerint ebben fontos szerepet játszanak az EEG-ben alfa tartományú oszcillációs tevékenységként megjelenő látókérgi gátló folyamatok. Ezek a kutatásaink számos olyan módszertani újítást tartalmaznak, melyek talán az egész világon jelentős hatással lehetnek arra, hogyan kutatjuk a közeljövőben az emberi látás agyi folyamatait. Mindenesetre az első eredmény az, hogy ezt meg tudjuk csinálni.

– Lehet majd a gyakorlatban is alkalmazni az eredményeket?

– Azon dolgozunk, hogy a diszlexiások esetében tudjuk alkalmazni is. Ha egy 7-8 éves gyerek rosszul olvas, felmerül a kérdés, hogy a figyelmi és vizuális információ-feldolgozási funkciói alapvetően gyengébbek, mint a normálisan olvasó gyerekeké vagy más okból megy neki nehezebben? Például amiatt, mert nem volt sikerélménye, így nem gyakorolta eleget ahhoz, hogy „olvasásszakértővé” váljon.

 Az olvasás elsajátítása és folyamatos gyakorlása hihetetlen módon áthangolja az idegrendszerünket. Egy francia kutatócsoport viselkedéses tesztekkel, EEG és fMRI módszerekkel hasonlította össze az agyi vizuális információ-feldolgozás folyamatait az olvasni tudó és olvasni nem tudó emberek között. Voltak köztük olyan dél-amerikai indiánok is, akik még soha nem láttak betűket. Az eredményekből kiderült, hogy az olvasás megváltoztatja, hatékonyabbá teszi szinte az egész látási folyamatot, beleértve azokat is, amelyeknek közvetlenül nincs közük az olvasáshoz.

 A mi új módszerünkkel sikerült specifikus EEG-markereket találnunk az általános vizuális feldolgozási folyamatok hatékonyságának és az – olvasási szakértőséggel szorosan összefüggő – írottszó-feldolgozás agyi mechanizmusainak mérésére. Reményeink szerint meg tudjuk majd mondani, hogy a diszlexia hátterében a figyelmi és vizuális információ-feldolgozási funkciókat érintő alapvető probléma áll, vagy a kevés gyakorlás, az olvasási szakértelem hiánya okozza a nehézséget. Jövőre el tudjuk indítani ezeket a kutatásokat is. Ezek még mindig alapkutatások, de már most látszik, hogy milyen a gyakorlati kifutásuk. Rá vagyunk kényszerítve, de örülünk is neki.

 TRUPKA ZOLTÁN

 

2015/49