Az agy működése

Az agy működése az egyik legösszetettebb téma, hiszen gyakorlatilag minden emberi tapasztalat, érzés és gondolat mögött az agyunk áll. Röviden összefoglalva: az agy a test központi vezérlője, amely elektromos és kémiai jelek segítségével dolgozza fel az információkat és irányítja a szervezetet. Az agy a test tömegének csak kb. 2%-át adja, de az energiafelhasználásnak 20%-át használja el – tehát egy „energiazabáló” szerv.

Mit jelent a neuroszkennelés?

A neuroszkennelés = az agy vizsgálata és feltérképezése különböző modern képalkotó és mérési technológiákkal.
Célja: az agy szerkezetének, működésének és hálózatainak feltérképezése.

Főbb módszerek:

• EEG (elektroenkefalográfia): fejbőrön mért elektromos jelek → agyhullámok.
• fMRI (funkcionális MRI): véráramlás változását mutatja → mely területek aktívak.
• PET (pozitronemissziós tomográfia): radioaktív jelzőanyaggal → neurotranszmitterek és anyagcsere folyamatok.
• MEG (magnetoenkefalográfia): idegsejtek mágneses tereit méri → nagyon pontos időzítés.
• Konnektomika: minden neuron és szinapszis feltérképezése (pl. „Human Connectome Project”).

Röviden: neuroszkennelés = agyi „térképrajzolás” + működésmérés.

1. Az agy fő részei és feladataik

• Agykéreg (cortex): a „gondolkodó” rész – itt zajlik a tudatos érzékelés, beszéd, gondolkodás, döntéshozás.
• Kisagy (cerebellum): mozgáskoordináció, egyensúly.
• Limbikus rendszer: érzelmek, emlékek, ösztönös reakciók (pl. félelem, öröm).
• Agytörzs: a legalapvetőbb életfunkciók (légzés, szívverés, alvás-ébrenlét).

2. Hogyan dolgozza fel az információt?

• Érzékelés: az érzékszervek (szem, fül, bőr stb.) jeleit az agy elektromos formában kapja meg.
• Feldolgozás: az agy több területén egyszerre zajlik (pl. látásnál külön terület felel a színekért, formákért, mozgásért).
• Válaszadás: az agy döntést hoz (tudatosan vagy automatikusan), majd idegi jelekkel utasítja az izmokat, hormonrendszert.

3. Tudat és tanulás

• Memória: az agy nem egyetlen helyen „tárolja” az emlékeket, hanem különböző hálózatokban.
• Tanulás: ismétlések során az idegsejtek közötti kapcsolatok megerősödnek (neuroplaszticitás).
• Tudat: még mindig rejtély, de úgy tűnik, hogy a neuronhálózatok óriási összehangolt aktivitásából emelkedik ki.

4. Az agy alapvető „üzemmódja”

Neuronok (idegsejtek)

Kb. 86 milliárd van belőlük. Ezek az apró sejtek elektromos jelekkel kommunikálnak. Elektromos jel: egy idegsejt membránja (sejthártyája) normálisan kb. –70 mV feszültségkülönbséget tart fenn a belseje és a külseje között. Ez az ún. nyugalmi potenciál. Amikor inger éri (pl. fény a szemben, érintés a bőrön), a membránban ioncsatornák nyílnak ki → nátrium és kálium ionok gyorsan áramlanak át → a feszültség hirtelen megváltozik (pl. +30 mV). Ez a hullám végigfut az axonon (az ideg hosszú nyúlványán) kb. 100 m/s sebességgel. Tehát: az „elektromos jel” valójában ionáramlás (Na+, K+, Ca2+) a membránon át.

Szinapszisok

Az idegsejtek kapcsolódási pontjai, ahol kémiai hírvivők (neurotranszmitterek) segítik az üzenet átadását. Amikor a jel elérkezik az idegsejt végéhez (axonvégződéshez), ott az axonvégződésben apró hólyagok vannak, bennük neurotranszmitterek, ezek a hólyagok kiürülnek, és a neurotranszmitterek bejutnak a szinaptikus résbe (a két sejt közötti kb. 20 nanométeres „szakadékba”). A következő neuron felszínén speciális receptorok várják ezeket a molekulákat. Ha kapcsolódnak, akkor ott új elektromos jel keletkezik.

Neurotranszmitterek (hírvivők): glutamát → fő serkentő anyag (tanulás, memória), GABA → fő gátló anyag (nyugalom, alvás), dopamin → jutalom, motiváció, mozgás (hiánya: Parkinson-kór), szerotonin → hangulat, étvágy, alvás, acetilkolin → memória, figyelem, izomműködés, noradrenalin → éberség, stresszválasz.

Milyen üzenetet adnak át?
– „Indulj be!” → serkentő inger (glutamát).
– „Nyugodj le!” → gátló inger (GABA).
– „Figyelem, fontos!” → moduláló inger (dopamin, szerotonin, acetilkolin, noradrenalin).

Hogyan tárolódnak az „üzenetek”?
Ez a memória kérdése. Nem számítógép-szerű „fájlokban”, hanem kapcsolatok erősségében. Ha két neuron sokszor aktiválódik egyszerre, a köztük lévő szinapszis megerősödik (Hebb-szabály: “neuronok, amelyek együtt sülnek ki, össze is kapcsolódnak”). Ha ritkán aktiválódnak, a kapcsolat gyengül. Így a memória nem egy helyen tárolódik, hanem elosztva a hálózatokban.

Elektromos impulzusok

Amikor egy idegsejt aktiválódik, „kisülést” hoz létre (akciós potenciál), ami továbbszalad a sejten, majd a szinapszisnál átadódik a következő sejtnek.

Agyhullámok (EEG): az agy rengeteg idegsejtje egyszerre szinkronban tüzel. Ezeket a ritmusokat lehet mérni: Delta (0,5–4 Hz): mélyalvás, Theta (4–8 Hz): álmosság, meditáció, Alfa (8–12 Hz): relaxált ébrenlét, nyugalom, Béta (13–30 Hz): aktív gondolkodás, problémamegoldás, Gamma (30–100 Hz): tanulás, emlékezet, magas szintű tudati integráció.
Olyan, mint a rádiófrekvenciák: különböző állapotokhoz más hullámhossz tartozik.

Agy – Anatómiájának és a funkcióinak vizuális bemutatása

Fő részek

• Frontal lobe – Homloklebeny
• Parietal lobe – Fali lebeny
• Occipital lobe – Nyakszirti lebeny
• Temporal lobe – Halántéklebeny
• Cerebellum – Kisagy

Funkciók (felső sor)

• Frontal lobe – Homloklebeny
• Association – Asszociáció
• Smell – Szaglás
• Coordination – Koordináció

Funkciók (alsó sor, bal oldali kép)

• Higher mental functions – Magasabb rendű mentális funkciók
• Eye movement – Szemmozgás
• Speech – Beszéd
• Voluntary motor function – Akaratlagos mozgásfunkció
• Association – Asszociáció
• Sensory – Érzékelés
• Hearing – Hallás
• Language comprehension – Nyelvi megértés
• Vision – Látás
• Coordination – Koordináció

Funkciók (alsó sor, középső kép)

• Higher mental functions – Magasabb rendű mentális funkciók
• Eye movement – Szemmozgás
• Voluntary motor function – Akaratlagos mozgásfunkció
• Sensory – Érzékelés
• Somatosensory association – Szomatoszenzoros asszociáció (testérzetek összekapcsolása)
• Emotion – Érzelem
• Vision – Látás
• Coordination – Koordináció

Funkciók (alsó sor, jobb oldali kép)

• Higher mental functions – Magasabb rendű mentális funkciók
• Eye movement – Szemmozgás
• Voluntary motor function – Akaratlagos mozgásfunkció
• Sensory – Érzékelés
• Somatosensory association – Szomatoszenzoros asszociáció
• Language comprehension – Nyelvi megértés
• Vision – Látás