Podobe so ikonične za vsakogar, ki si je v širokem in zagonetnem bazenu nevroznanosti pomagal z nogo: iz občutljivega razvejanega vzorca izvira majhen črni pramen in ga obdaja. Različne uteži linij namigujejo na tridimenzionalno strukturo, ki jo risba opisuje in spominja na golo razvejeno drevo pozimi. To so risbe nevronov španskega nevroanatomista Santiago Ramón y Cajal.
Sorodne vsebine
- Znanost, ki stoji za našim iskanjem Walda
V petih desetletjih dela je Cajal (1852-1935) ustvaril več kot 2900 risb, ki podrobno opisujejo arhitekturo živčnega sistema. Nešteto ur natančnega opazovanja je te risbe seznanilo in mu pomagalo spoznati dve temeljni resnici nevroanatomije. Najprej je sklepal, da so možgani sestavljeni iz številnih posameznih celic, imenovanih nevroni, in ne pajkove mreže, ki je podobna zgradbi spojenih celic (pogled mnogih njegovih sodobnikov). Drugič, električni signali te celice ustvarjajo pretok skozi nevrone v eno smer: razvejani dendriti prejmejo impulz, ga prenesejo v glavno celico in nato po svojih aksonih - dolge projekcije, ki lahko povežejo oddaljene dele možganov.
Cajal je za svoje delo delil Nobelovo nagrado za fiziologijo ali medicino iz leta 1906 s Camillom Golgijem, Italijanom, ki je izumil metodo obarvanja tkiv, ki jo je Cajal uporabljal za prikaz posameznih nevronov. Neverjetno bi minilo desetletja, preden bi drugi raziskovalci lahko potrdili njegove poglede na zgradbo in delovanje možganov. Zdaj je znan kot oče moderne nevroznanosti.
"Bil je genij in velik znanstvenik, ki je bil sposoben videti stvari, ki jih drugi ne bi mogli, " pravi Eric Newman, nevroznanstvenik z Univerze v Minnesoti, ki je souredil novo knjigo o Cajalu, Lepi možgani: Risbe Santiaga Ramóna y Cajal s kolegoma Alfonsom Araqueom in Janet M. Dubinsky, tudi nevroznanstvenikom na univerzi. Njihova knjiga vsebuje več kot 80 Cajalovih risb in je spremljevalec potujoče razstave, ki se bo 28. januarja odprla v umetniškem muzeju Weisman v Minneapolisu.
Lepi možgani: risbe Santiaga Ramona in Cajala
NakupKot kažeta knjiga in razstava, je bil Cajal vešč umetnik in njegove opazovalne moči so ga privedle do titanov v zgodovini znanosti.
Izrazita lepota Cajalovih risb izhaja iz zapletenih narekov nevronske biologije in temnega Golgijevega načina obarvanja, ki ga je Cajal izpopolnil, vendar njegovo delo vsebuje nekaj več. Številne slike so tako informativne, da se še danes uporabljajo v pouku nevrobiologije. "Njegove risbe so še vedno najboljše risbe, " pravi Newman. "Tako ponazarjajo toliko ključnih točk." Tudi sodobne tehnologije za slikanje ne morejo preseči elegance, s katero Cajal povezuje obliko in funkcijo.
Knjiga je razdeljena na štiri glavne sklope. Prvi uvaja menagerie različnih vrst celic v možganih, od bujnih razvejanih nevronov Purkinje, ki telo držijo pokončno in uravnoteženo, do redkih nevronov, ki uravnavajo mišične kontrakcije, ki premikajo hrano skozi črevesje.
V drugem razdelku je razvidno, kako se toliko celic integrira, da ustvari senzorične sisteme. Tu slike Cajala raziskujejo, kako možgani in čutni organi sprejemajo in obdelujejo vonje, znamenja in zvoke. Tretji del vključuje risbe nevronov, ki delujejo skupaj v vezjih, gradijo poti, ki povezujejo različne dele možganov ali povzročajo določeno vedenje. Končni del raziskuje slike celic, ki rastejo, se delijo in umirajo.
Newman je napisal napise za slike. "Od ene do druge risbe poskušam povedati zgodbo, tako da se ljudje lahko naučijo o nevroznanosti, ko berejo, " pravi. Toda njegove razlage še zdaleč niso didaktične; namesto tega se zgodba o živčnem sistemu prepričljivo odvija, v majhnem delu ga olajša vizualna obravnava Cajalovega dela.
"Nekatere risbe smo izbrali predvsem zaradi svoje lepote, " pravi Newman. Nato se je ekipa morala potopiti v revije Cajal in izvirne znanstvene članke, da je bolje razumela kontekst in pomen vsake risbe.
V knjigi sta tudi esej Larryja W. Swansona, nevrobiologa z univerze v Južni Kaliforniji, in še enega soavtorja Lyndel King, direktorja in glavnega kustosa umetniškega muzeja Weisman, in Eric Himmela, glavnega urednika Abrams Books, založnik.
Swanson se poglobi v Cajalovo življenje in znanstvene dosežke, ki ga imenujejo "očarljiv, večrazsežen, večji od življenja." King in Himmel raziskujeta njegovo umetnost in metode. Oba eseja izhajata iz moške avtobiografije, Pripovedi mojega življenja .
Avtoportret, ki ga je Cajal posnel v svojem laboratoriju v Valenciji, ko je bil v zgodnjih tridesetih letih, c. 1885. (Courtesy Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, © 2017 CSIC) 
Avtoportret, ki ga je Cajal posnel v svoji knjižnici, ko je bil pri tridesetih. (Courtesy Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, © 2017 CSIC) 
Štirje avtoportreti, ki jih je posnel Cajal, ko je bil star 34 let, 1886. (Courtesy Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, © 2017 CSIC) Cajal, ki se je rodil leta 1852 v majhnem mestu na severovzhodu Španije, se je opisal kot slabega študenta, sramežljivega in neškodljivega, piše Swanson. V mladosti je risal kompulzivno in si želel biti umetnik. Njegov oče, lokalni zdravnik, si je želel, da bi bil zdravnik. Dva sta se pomirila, ko je Cajal odkril, koliko ga je človeško telo očaralo, oče pa je videl, kako odlične so njegove risbe za poučevanje anatomije. Cajal je obiskoval lokalno zdravstveno šolo.
Potem ko je malarija, zakrčena med služenjem vojske, pustila Cajal prešibak, da bi lahko postal zdravnik, se je obrnil na histologijo, mikroskopsko raziskavo telesnih tkiv. Imel je tudi občutek za poetično razlago: Cajal je zapisal, da mu je histologija razkrila "hrup nemirnega čebelnjaka, ki ga imamo vsi v sebi." V lastno zgrajenem laboratoriju v svojem domu je odpovedal svojo obrt. Obisk Golgija v Italiji ga je seznanil z metodo na osnovi srebra, ki obarva nekaj naključnih nevronov globoko črno, kar je osnova za njegove risbe.
Cajal je pogosto destiliral opazovanja stotih nevronov, da bi narisal edinstveno elegantno strukturo v svoji končni podobi. King in Himmel si s pomočjo enega od njegovih avtoportretov predstavljata svoj tipičen dan: Cajal sedi za mizo, v kateri je več mikroskopov, naslonjena na roko in glava v gledalca. Police kemikalij v steklenih steklenicah in obarvane krpe na mizi dokazujejo, da se na živalskih tkivih obarvajo tkiva, vključno s tistimi zajci, žabe in golobi ter na tkivih človeškega trupa.
Esejisti pojasnjujejo, da bi Cajal lahko pokukal skozi mikroskop pred seboj in skiciral na majhni risalni površini v stran. Oni pišejo:
Morda bo začel risbo s svinčnikom, nato pa jo čez indijsko črnilo dodal s črnilom za pranje ali akvarelo za tonska območja. Pogosto bi preživel jutro pri mikroskopu, ne da bi sploh skiciral in popoldne črpal iz spomina ter se vrnil k mikroskopu, da bi potrdil in popravil svoja opažanja; na belih območjih, s katerimi ni bil zadovoljen, vidimo sledi procesa.
Ta naporen postopek je bil ključen za Cajalova odkritja. "Lahko bi trdili, da je bil le veliko boljši opazovalec in je znal razlagati, kar je gledal pod mikroskop, " pravi Newman.
Za Newmana Cajalovo delo nosi posebno odmev. Newmanove lastne raziskave se osredotočajo na nevronske celice v možganih, imenovane glia. Tradicionalno velja, da so te celice veljale za pasivne podporne celice, kar je druga nitka nevronom. Šele v zadnjih letih se je ta ideja prevrnila. Glialne celice so glavni akterji, ki spodbujajo in obrezujejo povezave med nevroni, pomagajo modulirati signalizacijo nevronov in uravnavajo pretok krvi v možganih. V še enem primeru svojega vpogleda je Cajal pred več kot stoletjem prepoznal pomen glialnih celic.
"Dejansko je predlagal številne funkcije glialnih celic, za katere zdaj ugotavljamo, da so resnične, " pravi Newman.
Knjiga se zaključi s končnim esejem Dubinskega, ki ponuja in razlaga slike možganov in njegovih struktur, ustvarjenih s sodobnimi tehnikami in objavljenih v znanstvenih revijah danes. Sem spadajo miška Brainbow, ki nosi nevrone, ki fluorescirajo v približno 100 različnih barvah, in digitalno rekonstrukcijo samega konca aksona - ki temelji na elektronskih skenirajočih mikroskopih in eksperimentih z identifikacijo beljakovin - nabito polno kemičnih sporočil, ki čakajo, da se razlijejo in pošljejo informacije do naslednje celice. Njihov večbarvni sijaj poudarja, kaj je Cajal naredil prav, pa tudi kako daleč je napredovalo razumevanje znanstvenikov od njegovega dne.
Celo znanstveno sramežljivi znajo ceniti vizualni sijaj Cajalovih risb in kako temeljito so osvetlili možganske skrivnosti, ki se lahko zdijo tako zastrašujoče kot vesolje samo. "Ko danes gledamo njegove risbe, " King in Himmel pišeta v svojem eseju, "ne vidimo diagramov ali argumentov, temveč prvo jasno sliko oddaljene meje, ki jo je narisal človek, ki je potoval najbolj daleč v svoje neskončne dosege."
Lep možgan je bil objavljen 17. januarja in je na voljo za nakup. Spremljevalna razstava s prvotnimi risbami Cajala je v umetniškem muzeju Weisman v Minneapolisu od 28. januarja do 21. maja. Skozi to leto in spomladi 2019 bo potovala v Vancouver, Kanada; New York City; Cambridge, Massachusetts; in nazadnje Chapel Hill, Severna Karolina.
