Miben tér el az agykéreg a kéreg alatti területektől?
Ha mikroszkóppal vizsgáljuk az agykéreg és a kéreg alatti területek szerkezetét, alapvető különbségeket látni. A kéreg alatti területek számtalan sejtcsoportosulásból, idegi magvakból állnak, melyek a magokra jellemző összetételben tartalmazzák sokféle sejt keverékét, a magra jellemző összeköttetési mintázatban. Az egyes területek sejtjei gyakran egyedi kémiai ingerületátvivő anyagot (transzmitter) vagy azok keverékét használják kommunikációjukban. Ezek egyrésze lassú, más sejtek viselkedését hosszabb távon áthangoló hatású. Némelyikük, mint például a noradrenalin vagy a hisztamin, itt, a központi idegrendszerben szinapszisok útján, mint transzmitter működik, de a szervezetben a vérkeringésbe is felszabaduló hormonként is hat.
Mások, a szerotonin vagy a szomatosztatin pedig a bélidegrendszer fontos ingerületátvivő anyagai (még a hisztamin is). A kéreg alatti területek hasonló transzmittereket tartalmazó magjai diffúz, egymásba fonódó és a szervezet belső egyensúlyának irányításában meghatározó magrendszereket alkotnak.
Az egyes transzmitter rendszerek a szervezet működésének eltérő aspektusainak szabályozásáért felelősek és károsodásuk vezet számos gyakori idegrendszeri megbetegedéshez. Az acetil-kolin tartalmú magrendszer az ébrenlét biztosításában, valamint a tanulás és memória szabályozásában fontos. A rendszer károsodása Alzheimer kórhoz, korai szenilitáshoz vezet. A szerotonin rendszer az alvás-ébrenlét napi ciklusának szabályozásán keresztül a hangulat, emóciók, étvágy és szexuális hajtóerő szabályozásában játszik szerepet. Zavarai az oly sokakat érintő depressziót okozzák. Az adrenalin és noradrenalin az éberség és figyelem szabályozásában, valamint a készenléti állapot létrehozásában fontos. Ennek eltúlzott és krónikus működése a stressz.
Mint korábban láttuk, ezek a szabályozó rendszerek az agyfejlődés korai állapotában kialakult területek részei és alapvető életfenntartó szerepük van, emiatt szerkezetük és összeköttetésrendszerük genetikailag meghatározott, csak kisfokú rugalmasságot mutatnak. Az egyes területek egyedi szerkezetű célprocesszorok, egyszerű feladatok merev megvalósítására. Leginkább egy a szobánkban a hőmérsékletet szabályozó termosztáthoz, a bluetooth-os fülhallgatónk elektronikájához, vagy a WC tartályt vízzel feltöltő szeleprendszerhez hasonlíthatók. Egy dolgot tudnak, de azt hatékonyan.
De miben más az agykéreg (és sok tekintetben a talamusz és striátum) szerveződése és működése, mint a kéreg alatti területeké?
Itt most röviden: a jól meghatározott típusú sejtek az agyfelszínre merőleges oszlopokba rendeződnek és hasonló belső kapcsolatrendszerrel leírható ismétlődő agykérgi modulokat alkotnak. A modulok jól meghatározott rétegeibe érkeznek a kéreg alatti területekről, illetve számos más modultól a bemenetek, és ugyanígy jól meghatározott rétegekből erednek a kéreg alatti területek, illetve a más modulok felé menő kimenetek.
Amikor az emlős evolúcióban kialakult az előagy két oldalsó lebenyén az agykéreg, hogy az élőlény bonyolultabb feladatokat legyen képes rugalmasan megoldani, az életfontosságú kéreg alatti rendszerek rajta tartották a „kezüket” az agykéreg működösének irányításán. A kéreg alatti területekről, hosszú felszálló idegpályák indulnak és az egyes magvakra jellemző transzmittereket szabadítanak fel az agykéregben. Vagy közvetlenül szinapszisok útján egy-egy idegsejtre, vagy közvetve a sejtek közötti térbe. Ezeknek a szerepe, hogy az idegsejtek és kapcsolatrendszerük működésének hangolása (modulálása) útján az agy működését a szervezet és a környezet aktuális állapotának megfelelő állapotba kapcsolják. Ne felejtsük, a levegővétel vagy a ránk szakadó állvány előli elugrás az evolúciónak és nekünk is fontosabb, mint Shakespeare szonettjeinek élvezete! Mint azt sokan tapasztalhatják hangulatunk, az éhség, a fáradtság, a fázás, a boldogság vagy egy új dolog által okozott izgatottság erősen meghatározzák hogyan is gondolkodunk és mit cselekszünk. Ilyenkor mindig a kéreg alatti területek hangoló hatását figyelhetjük meg gondolkodásunkra (mely elsősorban az agykéregben történik).
Többek közt ezért nem kell tartanunk a Terminátortól és a mesterséges intelligencia elszabadult gyilkos robotjaitól. Az AI rendszereket mérnökök tervezik, és nem a mostoha fog és karom evolúció során keletkeztek. Ennek megfelelően nincsenek meg bennük a kegyetlen hajtóerők.
A két rendszer egy kölcsönösen összekapcsolt hálózatot alkot, mely a szervezet és a külvilág kölcsönhatását vezérli. A későbbiekben majd látni fogjuk, hogy a kéreg alatti rendszerek agykérgi vetítése igen fontos az agykéreg aktivitásának tér és időbeli szervezésében, mely a tudatosság kialakulásához nélkülözhetetlen. A kéreg alatti területek sérülése tudatvesztéshez vezet. De persze ez nem azt jelenti, hogy itt van elrejtve a válasz a nagy kérdésre, hiszen az autót sem a gázpedál hajtja, mégis kell ahhoz, hogy menjen az autó.
Hátra van még agyunk egy fontos része. Erről írunk legközelebb.
Szerző: Gulyás Attila