I. Az agykéreg felépítése és működése
A 20. század végén, az agykutatás évtizedében szinte szállóigévé vált, hogy "az agy megismerése korunk legnagyobb kihívása". Ez különösképpen igaz az agykéregre, mely a legmagasabb rendű idegi működések központja. Ide kapcsolódik a tudatos érzékelés, tanulás, memória, cselekvéseink tervezése, kivitelezésének irányítása, kreativitásunk, és más kognitív folyamatok, melyekért az agykéreg több milliárd sejtjének bonyolult hálózatai felelősek. Vajon megismerhető-e maga a megismerést végző szerkezet, az agykéreg? Ezt a megválaszolhatatlannak tűnő örök filozófiai kérdést én nem a filozófia, hanem a kísérletes biológia oldaláról fogom megközelíteni. Az előadás, remélem, meggyőzi Önöket, hogy az agykérgi működések kutatóinak feladata közel sem reménytelen, de azért a "korunk legnagyobb kihívása" megjelölés jogosnak mondható.
Videó: Emberi agy: az anyag evolúciójának legkomplexebb terméke
Az agykéreg az egész agyunkat tekervényezve beborító 2 mm vastag köpeny, mely több milliárd idegsejtet tartalmaz. Az idegsejtek abban különböznek egyéb testi sejtjeinktől, hogy bonyolult nyúlványrendszerrel rendelkeznek és elektromos jelek továbbítására képesek.
Ezek a sejtnyúlványok olyan komplexek, hogy mindegyikük képes 20-30 ezer másik idegsejt nyúlványaitól elektromos impulzusokat fogadni, és saját kisüléseit (az információ továbbítását jelentő impulzusokat) újabb 30-40 ezer hasonló idegsejthez továbbítani. Tovább fokozza a rendszer komplexitását, hogy egy-egy ilyen sejtközötti kapcsolat, szaknyelven szinapszis, amelyből a sokmilliárd agykérgi idegsejt mindegyike 50-80 ezerrel rendelkezik, nem állandó erősségű. Ezek a kapcsolatok használattól függő módon képesek megerősödni vagy gyengülni, és tulajdonképpen ez a memória sejtszintű alapja. Egy memórianyom tárolásához azonban nem két sejt között, hanem több százezer vagy millió idegsejt adott mintázatai között kell a kapcsolatnak tartósan megerősödnie, s a későbbiekben ennek a sejt-kombinációnak az együttes kisülése jelenítheti meg tudatunkban ezt az emléknyomot. Egy komplex emléknyomban számos érzékszervi információ kapcsolódik össze, például egy kerti sétára visszaemlékezve egyszerre jut eszünkbe a virágok színe, illata, a madarak éneke. Ezeknek az egyes érzékszervi információknak az elsődleges agykérgi feldolgozása más-más kéregterületeken történik, majd egy speciális kérgi régióban, a hippocampusban, kapcsolódnak össze egy egységes perceptummá (érzékletté) a tartós beégetődés során.