A két tudós, akik egyszerre kaptak Nobel-díjat, pedig homlokegyenest ellentétes eredményre jutottak
Santiago Ramón y Cajal a dolgozószobájában – Fotó: Biblioteca Nacional de España

A Nobel-díj nemcsak a legrangosabb elismerés a tudományos világban, hanem a tudomány ünnepe is. A ceremónia előtti hetekben a díjazottak előadásokat tartanak, amikben bemutatják a munkájukat – ha ezt nem teszik meg, a díjat sem kapják meg. 1906. december 10-én a hangulat a korabeli beszámolók szerint mégsem ünnepi, hanem fagyos volt a Nobel-előadáson. Abban az évben első alkalommal történt meg, hogy az orvosi és élettani díjat megosztva kapta két kutató. Az olasz Camillo Golgi és a spanyol Santiago Ramón y Cajal mindketten az idegszövetekkel foglalkoztak, de a kutatásaikból nagyon különböző következtetéseket vontak le, és a viszonyuk nem volt éppen barátinak nevezhető, amit nem is rejtettek véka alá.

Robert Hooke már a 17. században használta ugyan a mikroszkópot mindenféle élőlények vizsgálatára, és a parafa metszetein látott hatszögeket el is nevezte a méhkaptárra emlékeztető forma miatt sejtnek, sok akadálya volt annak, hogy igazán alaposan megismerjük a sejtek, szövetek világát. A legfontosabb, hogy ahhoz, hogy a fény keresztüljusson a mintán, annak nagyon vékonynak kell lennie, ezért kell metszetet készíteni a mintából.

Már eleve az sem könnyű, hogy például egy zsírszövetből vágni tudjunk, de még nagyobb gond, hogy a megfelelően vékony, pár ezredmilliméter vastag metszeten szinte minden átlátszó. A 19. század közepén kezdték kialakítani azokat a fixáló eljárásokat, amikkel egy puha minta is keménnyé, vághatóvá tehető, ilyen volt a krómsavas áztatás, a mintában levő víz fokozatos kicserélése paraffinra vagy az 1893-ban felfedezett formaldehid használata. Hiába azonban a vékony metszet, ha azon a sejtmagon kívül nem sok dolog látszik.

Az 1770-es években a mexikói kaktuszokon élő bíbortetvekből állítottak elő olyan festéket, ami a mikroszkópos vizsgálatokban is hasznosnak bizonyult, megfestette a sejtmagot és például a májsejtekben felhalmozódó glikogént. Az igazi áttörés viszont a 19. század második felében történt, különösen két festék, a karibi börzsönyfából kinyert hematoxilin és a BASF mérnökei által a kokszgyártás melléktermékeként bőségesen rendelkezésre álló kőszénkátrányból előállított eozin (ami csak nevében hasonlít a Zsolnay porcelánok festéséhez használt eozinmázhoz). Ezekkel korábban láthatatlan részletek váltak megfigyelhetővé, és létrejött egy új tudományterület, a szövettan.

A különféle szövetek közül azonban az idegszövetek még ezekkel az új módszerekkel is csak keveset mutattak meg magukból. Az apró nyúlványokat még a legvékonyabb metszeten sem lehetett kivenni, az idegszövet csak homályos masszának látszott, elszórt sejtmagokkal. A látványt Joseph von Gerlach próbálta meg értelmezni, és az 1870-es évekre az ő hálózatelmélete lett az elfogadott magyarázat. Az elképzelés szerint az idegrendszer egybefüggő hálózat, amiben itt-ott a sejttestek gondoskodnak az anyagcseréről, de a szerepük csak annyi, hogy ellássák, táplálják a hálózatot.

Az idegrendszer alaposabb vizsgálatában Camillo Golgi felfedezése hozott áttörést. Golgi pályáját a tudományos kriminológia megalapítójánál, Cesare Lombrosónál kezdte. Lombroso meggyőződése az volt, hogy a bűnözés kiváltó oka valamilyen betegség, defektus, elmebaj. Lombroso mellett Golgi érdeklődése az éppen formálódó pszichiátria felé fordult, de nagyon hamar arra a meggyőződésre jutott, hogy amíg fogalmunk sincsen arról, hogy hogyan néz ki és miként működik az agy, addig kár a lélekről beszélni. Egy Milánó-közeli, krónikus betegeket ápoló kórház főorvosa lett, itt egy használaton kívüli konyhában rendezte be azt a labort, ahol az idegszövet vizsgálatával foglalkozott.

Sokféle legenda van arról, hogy a nagy áttörést nyújtó felfedezését milyen balesetnek vagy véletlennek köszönhette, de a valóság az, hogy tervezetten kereste azt a festési eljárást, amivel láthatóvá teheti az agy szerkezetét. 1873-ban publikálta a fekete reakció nevű eljárást: az idegszövetet hosszan (akár hetekig) fixálta kálium-dikromát-oldatban, majd híg ezüst-nitrát-oldatba helyezte át. Az így készített metszeteken az idegsejtekben fekete ezüst-kromát-kristályok jelentek meg, feketére színezve azokat. Az eljárás igazi különlegessége, hogy nem minden sejt festődik feketére, csak a sejtek 1-3 százaléka, a metszeteken láthatóvá válnak a vékony, elágazó nyúlványok, a teljes hálózat. Amit látott, azt a hálózatelméletnek megfelelően értelmezte, úgy gondolta, hogy a hosszú nyúlványok, amiket lát (az axonok), összefüggő hálózatot alkotnak, a kisebb nyúlványok (ezeket nevezik fácskának, azaz dendritnek) viszont csak arra szolgálnak, hogy tápanyagokat vegyenek fel, az ingerületek továbbításában nincsen szerepük.

A fekete reakciót gyorsan elkezdte használni minden kutató, aki az idegrendszer működését akarta megfejteni. Egy fiatal spanyol orvosnak is megmutatott ilyen módon kezelt preparátumokat egy barátja, ő pedig úgy döntött, hogy többet semmi mással nem akar foglalkozni. Santiago Ramón y Cajal útja nem volt nyílegyenes a Nobel-díjig, az apja anatómiaprofesszor volt ugyan, az ifjú Ramón nem orvos, hanem művész akart lenni, apja ezért beadta inasnak egy borbély, majd egy cipész mellé, hátha észhez tér. Miután elvégezte az orvosegyetemet, talán azért is, hogy távolabb kerüljön a zord atyától, katonaorvosnak állt, de két év kubai szolgálat után tuberkulózissal és maláriával fertőzötten szerelt le. Lázadás ide vagy oda, belőle is anatómus lett, ahol kamatoztathatta fantasztikus rajzképességét.

Bartolomeo Emilio Camillo Golgi – Fotó: De Agostini Picture Library / Getty Images
Bartolomeo Emilio Camillo Golgi – Fotó: De Agostini Picture Library / Getty Images

A vizsgálatai során meggyőződésévé vált, hogy a hálózatelmélet helytelen, az idegszövetet is éppen úgy sejtek építik fel, mint minden mást a szervezetben. Cajal nemcsak felnőtt élőlényeket, hanem csirkék, néha macskák és kutyák embrióit is vizsgálta, ezekben pedig nagyon látványos volt, hogy az egyes idegnyúlványok nem érnek össze egymással. Még fontosabb érv volt az idegsejtek, neuronok létezése mellett, hogy a fejlődő sejtben a hosszú nyúlványon egy növekedési kúp figyelhető meg, amivel a sejt keresi a kapcsolódást más sejtek rövid nyúlványaihoz. Cajal rajztehetségét is kamatoztatva tárta a világ elé felfedezéseit, és azzal a (később helyesnek bizonyult) hipotézissel is előállt, hogy az ingerület csak egy irányban terjed az idegsejtek között.

Sokat tett a neuronelmélet széles körű elfogadásáért egy magyar anatómus, ifjabb Lenhossék Mihály. Apja és nagyapja is szervezettannal foglalkozott, ő maga Bázelben, Würzburgban, majd Budapesten dolgozott. 1890-ben a berlini anatómiai kongresszuson mutatta be azokat a preparátumait, amiken a csirkeembriókban láthatók voltak a növekedési kúpok. Noha Cajal már két évvel hamarabb írt erről, német nyelven, ami ekkoriban a tudomány fő nyelve volt, ő beszélt ezekről elsőként. Az újra nyitott anatómusok, a neuronisták csoportjának egyik vezetője volt, elvetette a korábbi hálózatelméletet, és támogatta Cajal elképzeléseit. Később fontos felfedezést tett az idegszövetben előforduló gliasejtek azonosításával, amik nem vesznek részt az ingerület vezetésében, hiába gondolta akár Golgi is, hogy a hálózat részei.

Az 1901-ben alapított Nobel-díjra minden évben jelölték Cajalt, aki egyre újabb és újabb felfedezéseket tett, és a századfordulóra elméletét tulajdonképpen konszenzus övezte. Az egyetlen komolyan vehető tudós, aki még ekkor is kitartott a hálózatos elképzelés mellett, Golgi volt. Ő továbbra is egybefüggő hálózatnak gondolta az idegrendszert. A sors iróniája, hogy hiába tett egy újabb lényeges felfedezést és azonosított egy sejten belüli szervet egy gyöngybagoly gerincvelőjéből készült mintán, az általa leírt belső hálózatos szerkezetről mindenki azt gondolta, hogy csak valami kosz volt a tárgylemezen. Évtizedekkel később, az ötvenes években az elektronmikroszkópok bizonyították, hogy a felfedezőjéről elnevezett Golgi-készülék a sejt működésének egyik fontos eleme.

A Nobel-bizottság sokáig töprengett azon, hogy kapjon-e elismerést a maradi olasz, végül 1906-ban a gordiuszi csomót a kettős díjazással vágták át, Golgi és Cajal megosztva kapták a díjat.

A Nobel-előadáson már az első pillanattól látszott, hogy az ellentétek nem lesznek az asztal alá söpörve, Golgi nem fogott kezet riválisával, hozzá sem szólt. Saját előadásának címe A neuronteória – elméletek és tények volt, és már az első mondatban leszögezte, hogy a tudományos közösség ma már látja, hogy a neuronelképzelés nem állja meg a helyét, és az elmélet egyre jobban kimegy a divatból. Ebből természetesen semmi nem volt igaz. Próbált azzal is érvelni, hogy lehetnek ugyan különálló sejtek is az idegszövetben, de a többség egybefüggő hálózat, így Cajal és kollégái értelmezése teljes tévút.

A hallgatóság szakértő tagjai később azt írták, fájdalmas volt azt látni, ahogyan egy nagyszerű tudós nem képes elfogadni, hogy a tudomány meghaladta az ő elképzeléseit. A másodikként az emelvényre lépő Cajal udvariasan jeles kollégának nevezte Golgit, de ezt követően kétséget sem hagyott afelől, hogy mit gondol. Saját rajzaival illusztrálta, hogyan fejlődik, alakul az idegrendszer, mi az idegsejtek szerepe, hogyan terjed csak egy irányba az ingerület, és megelőlegezte azt is, hogy az idegsejtek között valamilyen vezetőanyag továbbítja az ingerületet – ezek a később felfedezett neurotranszmitterek. Annyira tiszta és egyértelmű volt Cajal érvelése, hogy Golgi előadása a hálózatelmélet hattyúdala lett.

Hasonló eset, hogy ennyire eltérő elméleteket képviselő kutatók kapjanak megosztva Nobel-díjat, a természettudományos díjaknál addig és azóta sem fordult elő. Az 1968-ban alapított közgazdasági Nobel-emlékdíj esetében az 1971-ben kitüntetett szocialista Gunnar Myrdal és libertárius Friedrich Hayek elképzelései között nem lehetett könnyen közös pontokat találni, Myrdal annyira fel is dühödött, hogy kétségbe vonta az egész díj értelmét. Nem volt ennyire szöges az ellentét a 2002-ben díjat kapott Vernon Smith és Daniel Kahneman munkájában, bár az előbbi a piaci szereplők racionális viselkedését hangsúlyozta, az utóbbi pedig azt, hogy a gazdasági döntések gyakran irracionálisak. A korabeli kommentár szerint Smith azért kapott díjat, mert bizonyította, hogy a közgazdaságtan működik, Kahneman pedig azért, mert bizonyította, hogy nem.

Cikkünkben a megjelenése után jeleztük, hogy az eozin nem azonos a Zsolnay porcelánok festéséhez használt eozinmázzal.

Kedvenceink
Partnereinktől
Kövess minket Facebookon is!