ნეირომეცნიერების ისტორია

ნეირომეცნიერების ისტორია
ნეირომეცნიერული პრაქტიკის არსებობა კაცობრიობის ისტორიის განმავლობაში დადასტურებული ფაქტია, დაწყებული ძველი ეგვიპტური მუმიფიკაციის ტრადიციით, დამთავრებული მე-18 საუკუნის ნეირონებზე ჩატარებული კვლევებით. ძველი ცივილიზაციების ხალხს არ გააჩნდათ ადეკვატური საშუალებები ადამიანის თავის ტვინის გამოსაკვლევად, შესაბამისად, მათი მოსაზრებები გონებისა და შინაგანი ორგანოების მუშაობის შესახებ არც ისე ზუსტი იყო. ადრეული წარმოდგენების მიხედვით, თავის ტვინი სხვა არაფერი იყო, თუ არა თავის ქალის შემავსებელი სუბსტანცია. ძველ ეგვიპტეში, კერძოდ, შუა სამეფოს პერიოდში, მუმიფიცირების პროცესის ერთ-ერთი ეტაპი გულისხმობდა თავის ქალიდან ტვინის ამოღებას, ვინაიდან იმ დროისთვის ინტელექტის წყაროდ გული მიიჩნეოდა. ძველი ბერძენი ისტორიკოსის, ჰეროდოტეს, მიხედვით: „მუმიფიცირების პროცესში ყველაზე დიდ ოსტატობას მოითხოვს რკინის კაუჭით ტვინის რაც შეიძლება დიდი მასის ამოღება თავის ქალიდან, ხოლო რასაც რკინის კაუჭი ვერ მისწვდება, ტვინის ის ნაწილი შესაფერის წამლების შერევით უნდა გაიწოვოს.“ მომდევნო ხუთი ათასი წლის განმავლობაში ხსენებული წარმოდგენა რადიკალურად შეიცვალა და ახლა ტვინია ის ორგანო, რომელიც ადამიანის გონებისა და ინტელექტის წყაროდ მიიჩნევა.
ადრეული შეხედულებები
ედვინ სმიტის „ქირურგის პაპირუსი“, რომელიც ძვ.წ.აღ. მე-17 საუკუნით თარიღდება, ტვინზე ყველაზე ადრეულ შენიშვნებს შეიცავს. ტვინის გამომსახველი იეროგლიფი პაპირუსში რვაჯერ ფიქსირდება და ორი თავში დაჭრილი, თავის ქალა დაზიანებული პაციენტის სიმპტომებისა და დიაგნოზის აღწერისთვის გამოიყენება. ავტორის, ამ შემთხვევაში საომარი ქირურგის, შენიშვნები და შეფასებები მოწმობს, რომ ძველ ეგვიპტელებს ბუნდოვანი წარმოდგენები ჰქონდათ თავის ტვინის ტრავმების შესახებ. სიმპტომების ზუსტად და დეტალურად ჩამოყალიბების მიუხედავად, იქამდე დაფიქსირებული სამედიცინო პრეცედენტის არარსებობა აშკარად ნათელია. ავტორი აღნიშნავს „გამოკვლეული ტვინის პულსაციას“ და თავის ტვინის ზედაპირს სპილენძისებულ ნაწიბურებს ადარებს(რაც მართლაც ჩამოჰგავს ტვინის ზედაპირის სპირალურ, დახვეულ პატერნს). მისი აღწერების მიხედვით, პაციენტში ჭრილობის ლატერალურობა სიმპტოპმების ლატერალურობაშიც ვლინდებოდა, ანუ ტვინის სხვადასხვა მხარეს სხვადასხვა სიმპტომები ჰქონდა, ასევე შეინიშნებოდა აფაზია („არ ესმის, რას ლაპარაკობს“) და შეტევები („მოჭარბებულად ყვირის“). ძველი ცივილიზაციების დაკვირვებები ადამიანის თავის ტვინზე მხოლოდ საბაზისო მექანიზმების აღწერასა და თავის ქალის დამცველობითი ფუნქციის დადგენას ემსახურებოდა. სამედიცინო პრაქტიკა ადამიანის ანატომიის შესახებ ძირითადად მითებსა და ცრურწმენებზე იყო დაფუძნებული, მაგრამ ძველი ეგვიპტელი საომარი ქირურგის ჩანაწერები მოწმობს მონაცემების ემპირიულობასა და მკითხველს მარტივ, დედუქციური პრინციპის შესაბამის დასკვნებს სთავაზობს.
ძველი წელთაღრიცხვით პირველ ათასწლეულში ძველმა ბერძნებმა თავის ტვინის ფუნქციონირებაზე საკუთარი ხედვები შეიმუშავეს. გამომდინარე იქიდან, რომ ჰიპოკრატეს სკოლის ექიმები ადამიანის ორგანიზმს არ კვეთდნენ, რადგან მათთვის სხეული წმინდად მიიჩნდეოდა, ბერძნების წარმოდგენები ტვინის ფუნქციონირებაზე ანატომიური ცოდნით არ იყო გამყარებული. ცნობილია, რომ ძველი წელთაღრიცხვით მე-6 და მე-5 საუკუნეებში მოღვაწე პითაგორას მოსწავლე, ალკმაეონი, იყო ის მოაზროვნე, რომელმაც პირველად ივარაუდა, რომ გონებრივი პროცესები სწორედ ტვინში წარიმართებოდა. ძველი ბერძენი ავტორიტეტები ალკმაეონზე ამბობენ: „მას სჯეროდა, რომ შეგრძნებებს ტვინით აღვიქვამთ და ეს ემოციების მართვასაც გულისხმობს; ყველა შეგრძნება ტვინში ერთად იყრის თავს და საბოლოოდ უმოქმედობამდე შეიძლება მიიყვანოს ადამიანი, თუ ტვინი ზედმეტად გადაიტვირთება... ტვინის უნარი, რომ დაასითეზიროს გარედან მიღებული შეგრძნებები, არის ფიქრის პროცესი; დაგროვილი აღქმები ქმნის მეხსიერებასა და რწმენებს, რაც საბოლოოდ ცოდნას იძლევა“. ძველი წელთაღრიცხვით მე-4 საუკუნეში ჰიპოკრატემაც ივარაუდა, რომ აზროვნების წყარო სწორედ ტვინია, თუმცა მეტწილად ალკმაეონის გავლენით. ამავე პერიოდში, არისტოტელე ფიქრობდა, რომ გონებას ადამიანის გული განსაზღვრავდა, ხოლო ტვინს სისხლის გაციებისა და მიმოცვლის მარეგულირებელი ფუნქცია გააჩნდა. იგი ამბობდა, რომ ადამიანი ცხოველზე რაციონალურია იმიტომ, რომ ადამიანს უფრო დიდი ტვინი აქვს, რაც ეხმარება მას ციებ-ცხელების კონტროლში.
განსხვავებით ბერძნებისგან, რომელთათვის ადამიანის სხეული წმინდა იყო, ძველი ეგვიპტელები გვამებს საუკუნეების განმავლობაში კვეთდნენ და ადამიანის სხეულის უფრო სისტემური კვლევებიც აწარმოეს. ელინისტურ პერიოდში, ქალკედონელმა ჰეროფილემ (ძვ.წ.აღ. მე-4-3 საუკუნეები) და ერასისტრასტემ ფუნდამენტული წვლილი შეიტანეს არა მხოლოდ ტვინისა და ნერვული სისტემის ანატომიისა და ფსიქოლოგიის დარგში, არამედ ზოგადად ბიომეცნიერებების სხვა მიმართულებებშიც. ჰეროფილემ ერთმანეთისგან განასხვავა ნათხემი და თავის ტვინის დიდი ნახევარსფეროების ქერქი და პირველად აღწერა ტვინის ვენტრიკულარული სისტემა, სადაც ცერებროსპინალური სითხე ფორმირდება. ერასისტრატემ პრაქტიკულად ჩაატარა კვლევები ცოცხალი ადამიანის ტვინზე. ეს ნაშრომები ძირითადად დაკარგულია და მათი მიღწევების შესახებ მეორეული წყაროები იტყობინებიან. ელინისტური პერიოდის ამ მეცნიერების ზოგიერთი აღმოჩენა ხელახლა მხოლოდ მათი სიკვდილიდან ათასწლეულების შემდეგ გაიმეორეს.
რომის იმპერიის პერიოდში ბერძენი ანატომისტი გალენი ცხვრების, მაიმუნების, ძაღლებისა და სხვა ძუძუმწოვრების ტვინებზე ატარებდა ექსპერიმენტებს. მან დაასკვნა, რომ რადგან ნათხემი ტვინზე სქელი იყო, მაშინ სწორედ ნათხემი უნდა ყოფილიყო კუნთების კონტროლზე პასუხისმგებელი; ხოლო რადგან დიდი ნახევარსფეროების ქერქი შედარებით რბილი იყო, შეგრძნებები აქ უნდა ფორმირებულიყო. გალენის თეორიის მიხედვით, ცხოველების ტვინში გადაადგილებასა და მოძრაობაზე პასუხისმგებელი ვენტრიკულარული აპარატი იყო. თანამედროვე მეცნიერის, ჩარლზ გროსის შეფასებით, გელენის კვლევები თავის ქალაში გამავალი ნერვებისა და ზურგის ტვინის შესახებ გენიალურია. სწორედ მან აღნიშნა, რომ ზურგის ტვინის ნერვები სპეციფიკურ კუნთებს აკონტროლებს და მას გაუჩნდა იდეა კუნთების რეციპკოპული ხასიათის შესახებ. მსგავსი რთული და სერიოზული კვლევები ზურგის ტვინზე მე-19 საუკუნემდე აღარ ჩატარებულა.“ _ აღნიშნავს გროსი.
შუა საუკუნეები
მე-11 საუკუნის დასაწყისში, ალ-ზაჰრავი, ისლამურ იბერიაში მცხოვრები სწავლული, ნევროლოგიურად დაავადებულ პაციენტებს იკვლევდა და თავის ტვინის ჭრილობების, თავისა და ზურგის ტვინის დაზიანებების ქირურგიულ მკურნალობას ეწეოდა. ამავე პერიოდისთვის, ცნობილი სპარსი სწავლული, ფიზიკოსი და ექიმი, ავიცენა, ასევე დეტალურად აღწერდა თავის ტვინის ნაწილებს და ამ ნაწილების დაზიანებებზე ქირურგიულ ოპერაციებს ატარებდა. მე-13 და მე-14 საუკუნეებში ევროპაში პირველი ანატომიური წიგნი, რომელიც ზუსტად აღწერდა თავისა და ზურგის ტვინის სისტემებს, დაიწერა მონდინო დე ლუცი და გვიდო დე ვიგევანოს მიერ.
რენესანსი
ანდრეა ვერსალიუსმა, მე-16 საუკუნის გამოჩენილმა ფლანდრიელმა ანატომისტმა, ადამიანის პირველი გაკვეთის საფუძველზე, თავის ტვინსა და ზოგადად ნერვულ სისტემაზე ბევრი სტრუქტრუული დეტალი აღნიშნა. გარდა იმისა, რომ მნიშვნელოვანი ანატომიური ნაწილები გამოკვეთა, როგორიცაა მაგალითად, ბაზალური განგლიის შემადგენელი ჩენჩო(იგ. პუტამენი), მან ივარაუდა, რომ ტვინი შედგებოდა შვიდი წყვილი ნერვისგან, რომელთაგან თითოეულს თავისი ფუნქცია გააჩნდა. რენე დეკარტიც აქტიურად შეისწავლიდა ტვინის ფსიქოლოგიას და თავისი ცნობილი დუალისტური თეორიით ტვინისა და გონების დამოკიდებულებებს შეეხო. მან ივარაუდა, რომ ეპიფიზის გავლით გონება სხეულთან ურთიერთქმედებდა, მას შემდეგ რაც ტვინი კონკრეტულ მექანიზმებს განსაზღვრავდა, რაც ცერებროსპინალური სითხის ცირკულაციაზე იყო პასუხისმგებელი. ტომას ვილისი, ცნობილი ინგლისელი ექიმი, ზოგადად ტვინს, ნერვებსა და ნევროლოგიური მკურნალობის შემდეგ განხორციელებულ ქცევებს შეისწავლიდა. მან დეტალურად აღწერა ტვინის ღერო, ნათხები, ვენტრიკები და ტვინის ნახევარსფეროები.
მოდერნული ეპოქა
მე-18 საუკუნეში, გაკვეთილი ბაყაყების ნერვებს ელექტროობის საშუალებით პირველად ლუიჯი გალვანი დააკვირდა. 1820 წლისთვის, ჟან პიერ ფლორენი პიონერი იყო ექსპერიმენტული მეთოდების გამოყენებაში, რაც გულისხმობდა ცხოველებში ტვინის ლოკალური დაზიანებების გავლენების დადგენას მათ ქცევაზე, შეგრძნებებსა და მოტორულ ფუნქციაზე. 1875 წლისთვის ინგლისელმა ფიზიკოსმა და ექიმმა, რიჩარდ კატონმა წარმოადგინა თავისი აღმოჩენა ტვინის ნახევარსფეროების ელექტრულ ფენომენზე მაიმუნებსა და კურდღლებში. თავის ტვინზე ჩატარებული კვლევები გაცილებით კომპლექსური გახდა მიკროსკოპის გამოგონებისა და -კამილო გოლჯის მიერ შემუშავებული მეთოდის, შეფერადების პროცედურის, შემდეგ. მან 1890-იანი წლების ბოლოს მარკერად გამოიყენა ვერცხლის ქრომის მარილი, რათა ლაქების მეშვეობით მიკროსკოპში კონკრეტული ნეირონების სტრუქტურები გამოჩენილიყო. მისი ტექნიკა შემდგომ ფართოდ განავითარა სანტიაგო რამონ კახალმა, მეცნიერმა, რომელმაც ივარაუდა, რომ ნეირონი ტვინის ფუნქციონირების ყველაზე მცირე ელემენტია, რითიც მან საბოლოოდ ჩაუყარა საფუძველი ნეირონების დოქტრინის შესახებ მეცნიერებას. 1906 წელს გოლჯი და რამონ კახალი ნობელის პრემიის ლაურეატები გახდნენ მედიცინისა და ფიზიოლოგიის დარგში თავიანთი რთული დაკვირვევების, აღწერებისა და ნეირონების კლასიფიკაციების შემუშავების წყალობით. ჰიპოთეზა ნეირონული დოქტრინის შესახებ გალვანის მიერ კუნთებსა და ნეირონებზე ჩატარებული ელექტრული კვლევებითაც იყო გამყარებული. გვიანი მე-19 საუკუნის პერიოდში ემილ დე-ბუა რეიმონდმა, იოჰანეს პეტერ მიულერმა და ჰერმან ვონ ჰელმჰოლცმა აჩვენეს, რომ ნეირონები ელექტრულად აღგზნებადი ელემენტები იყვნენ და რომ თითოეულის აქტივობა მეორე, მომიჯნავე ნეირონის ელექტრულ მდგომარეობაზე ახდენდა გავლენას.
მოგვიანებით, პოლ ბროკამ, ნეირომეცნიერების დარგში ერთ-ერთმა მთავარმა სპეციალისტმა, გამოთქვა მოსაზრება, რომ ტვინის თითოეული არე სხვადასხვა კონკრეტულ ფუნქციებზე იყო პასუხისმგებელი.
მეოცე საუკუნე
ნეირომეცნიერება, როგორც მკაფიო, გაერთიანებული და აკადემიურად დადასტურებული დისციპლინა, მეოცე საუკუნეში საბოლოოდ ყალიბდება. ამ დრომდე ნერვულ სისტემაზე ჩატარებული ექსპერიმენტები სხვადასხვა დარგობრივი კვლევების ნაწილს შეადგენდა.
ბროკას ჰიპოთეზა, რომ თავის ტვინის სხვადასხვა რეგიონს კონკრეტული ფუნქცია გააჩნია, მომდევნო საუკუნეში ჯონ ჰიულინგ ჯექსონის მიერ ეპილეპტიკ პაციენტებზე ჩატარებული კვლევებით დადასტურდა. მან პაციენტებზე დაკვირვებით სწორად დაადგინა მოტორული ქერქის ორგანიზაცია ეპილეპსიის შეტევის დროს. კარლ ვერნიკემ უფრო ფართოდ განავითარა თეორია იმის შესახებ, რომ ტვინის კონკრეტული სტრუქტურები ენის გაგებასა და საუბრის წარმოებაზე იყო პასუხისმგებელი. თანამედროვე კვლევითი მეთოდი კვლავ იყენებს მე-19 საუკუნის გერმანელი ნევროლოგის, კორმინიან ბროდმანის, ციტოარქიტექტონიკურ (უჯრედის სტრუქტურის შემსწავლელი მეცნიერება) ანატომიურ განსაზღვრებებს იმისათვის, რომ აჩვენოს, ქერქი კონკრეტული არეები სპეციფიკური ამოცანების დასახვისას აქტიურდებიან. ისეთმა ნეირომეცნიერებმა, როგორებიც არიან ერიკ კანდელი და მისი კოლაბორატორები, დევიდ რიოხი, ფრანცის ო.შმიტი და სტივენ კუფლერი, მნიშვენლოვანი წვლილი შეიტანეს დარგის ჩამოყალიბების პროცესში. რიოხმა ანატომიური და ფიზიოლოგიური კვლევითი მეთოდების კლინიკურ ფსიქიატრიასთან ინტეგრაციის იდეა 1950-იან წლებში წამოაყენა. ამავე პერიოდში, შმიტმა შეიმუშავა ნეირომეცნიერების კვლევითი პროგრამის გეგმა ბიოლოგიის დეპარტამენტთან და მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიურ ინსისტუტთან ერთად, რამაც ხელი შეუწყო ბიოლოგიის, ქიმიის, ფიზიკისა და მათემატიკის ინტერდისციპლინარულ დაახლოებას. პირველი ნეირომეცნიერული განყოფილება, რომელსაც შემდეგ ფსიქოლობიოლოგიის დეპარტამენტი ეწოდა, ჯეიმზ ლ. მაკგოფის მიერ კალიფორნიის უნივერსიტეტში 1964 წლისთვის დაარსდა. კუფლერმა კი 1966 წელს ჰარვარდის სამედიცინო სკოლაში ნეირომეცნიერების მიმართულება დააარსა.
გამოყენებული ლიტერატურა
ნეირომეცნიერების ისტორია