Pildid on ikooniks kõigile, kes on varba kastis neuroteaduste tohutusse ja mõistatuslikku basseini: õrn hargnev muster tuleb välja ja ümbritseb väikest musta laiku. Erinevad jooneraskused vihjavad joonisel kirjeldatud kolmemõõtmelisele struktuurile, meenutades talvel paljast hargnenud puid. Need on Hispaania neuroanatomisti Santiago Ramón y Cajali neuronite joonised.
Seotud sisu
- Teadus Waldo otsingu taga
Viie aastakümne jooksul kestnud töö käigus lõi Cajal (1852–1935) enam kui 2900 joonistust, milles kirjeldati närvisüsteemi arhitektuuri. Lugematud tundide pikkune vaatlus andis neile joonistele teada ja aitas tal mõista neuroanatoomia kahte põhitõde. Esiteks järeldas ta, et aju koosnes paljudest üksikutest rakkudest, mida nimetatakse neuroniteks, mitte sulatatud rakkude ämblikuvõrgusarnase struktuuriga (paljude tema kaasaegsete vaade). Teiseks, need rakud genereerivad neuronite kaudu voolu ühes suunas: hargnevad dendriidid võtavad impulsi, edastavad selle põhiraku kehale ja seejärel piki nende aksoneid - pikad projektsioonid, mis võivad aju kaugemaid osi ühendada.
Oma töö eest jagas Cajal 1906. aasta füsioloogia või meditsiini Nobeli preemia itaallase Camillo Golgiga, kes leiutas koe värvimismeetodi, mida Cajal kasutas üksikute neuronite nägemiseks. Uskumatu, et aastakümnete möödudes võiksid teised teadlased tema seisukohti aju struktuurist ja talitlusest kinnitada. Nüüd kuulutatakse ta kaasaegse neuroteaduse isaks.
"Ta oli geenius ja suurepärane teadlane, kes suutis näha asju, mida teised ei suutnud, " ütleb Minnesota ülikooli neuroteadlane Eric Newman, kes on koos toimetanud uue raamatu Cajal, " The Beautiful Brain": "Santiago Ramón'i joonistused". Cajal koos kolleegide Alfonso Araque ja Janet M. Dubinskyga on ka ülikooli neuroteadlased. Nende raamat sisaldab enam kui 80 Cajali joonistust ja on kaaslaseks rändnäitusele, mis avatakse 28. jaanuaril Weismani kunstimuuseumis Minneapolises.
Ilus aju: Santiago Ramon y Cajali joonistused
OstaNagu raamat ja näitus näitavad, oli Cajal osav kunstnik ja tema vaatlusvõime viis temast teaduse ajaloo titaan.
Cajali joonistuste terav ilu tuleneb neuronibioloogia keerukatest diktsioonidest ja tumedast Golgi värvimismeetodist, mille Cajal täiustas, kuid tema teos sisaldab midagi enamat. Paljud pildid on nii informatiivsed, et neid kasutatakse tänapäevalgi neurobioloogia tundides. "Tema joonistused on endiselt parimad joonistused, " ütleb Newman. “Need illustreerivad nii palju võtmepunkte.” Isegi tänapäevased pilditehnoloogiad ei suuda ületada elegantsi, millega Cajal seostas vormi ja funktsiooni.
Raamat on jagatud neljaks suureks osaks. Esimene tutvustab aju erinevate rakutüüpide menagerit alates ülevoolavatest hargnevatest Purkinje neuronitest, mis hoiavad keha püsti ja tasakaalus, kuni hõredate neuroniteni, mis reguleerivad lihaste kokkutõmbeid, mis toitu soolestiku kaudu viivad.
Teises osas näidatakse, kuidas need paljud rakud sensoorsete süsteemide loomiseks integreeruvad. Cajali pildid uurivad siin, kuidas aju ja meeleorganid võtavad vastu ja töötlevad lõhnu, vaatepilte ja helisid. Kolmas jaotis sisaldab ahelates koos töötavate neuronite jooniseid, rajades radu, mis ühendavad aju eri osi või põhjustavad teatud käitumist. Viimases osas uuritakse kasvavate, jagunevate ja surevate rakkude pilte.
Newman kirjutas piltidele pealdised. "Ühest joonistusest teise üritan rääkida ühe loo, et inimesed saaksid neuroteadustest lugemise ajal õppida, " räägib ta. Kuid tema seletused pole kaugeltki didaktilised; selle asemel kujuneb närvisüsteemi lugu veenvalt, mida kergendab Cajali teose visuaalne käsitlus.
"Mõned joonistused, mille valisime peamiselt nende ilu pärast, " räägib Newman. Seejärel pidi meeskond sukelduma Cajali ajakirjade ja originaalsete teadustööde juurde, et paremini mõista iga joonise konteksti ja olulisust.
Raamatus on ka Lõuna-California ülikooli neurobioloogi Larry W. Swansoni essee ja teise kaasautori autorid Weismani kunstimuuseumi direktor ja peavarahoidja Lyndel King ning Abrams Bookssi peatoimetaja Eric Himmel., kirjastaja.
Swanson süvendab Cajali elu ja teadussaavutusi, nimetades teda "põnevaks, mitmemõõtmeliseks, elust suuremaks tegelaseks". King ja Himmel uurivad tema kunsti ja meetodeid. Mõlemad esseed põhinevad mehe autobiograafial „ Meenutused minu elust“ .
Autoportree, mille Cajal tegi oma Valencia laboris kolmekümnendate aastate alguses, c. 1885. (viisakalt Instituto Cajal del Consjo Investigaciones Científicas, Hispaania, © 2017 CSIC) 
Autoportree, mille Cajal tegi oma raamatukogus kolmekümnendates eluaastates. (Viisakus Instituto Cajal del Consjo Investigaciones Científicas, Hispaania, © 2017 CSIC) 
Neli autoportree, mille Cajal tegi, kui ta oli 34-aastane, 1886. (Viisakus Instituto Cajal del Consjo Investigaciones Científicas, Hispaania, © 2017 CSIC) 1852. aastal väikeses Kirde-Hispaania linnas sündinud Cajal kirjeldas end vaese õpilasena, häbelikuna ja seltsimeheta, kirjutab Swanson. Noores eas joonistas ta kompulsiivselt ja tahtis olla kunstnik. Tema isa, kohalik arst, soovis, et ta oleks arst. Kaks leppisid kokku siis, kui Cajal avastas, kui väga inimkeha teda vaimustas ja isa nägi, kui suurepärased olid tema joonistused anatoomia õpetamiseks. Cajal käis kohalikus meditsiinikoolis.
Pärast armee meditsiiniteenistuse ajal tekkinud malaariat jättis Cajal liiga nõrgaks, et saada praktiseerivaks arstiks, ja ta pöördus histoloogia, kehakudede mikroskoopilise uuringu poole. Tal oli ka poeetilisi seletusi: Cajal kirjutas, et histoloogia paljastas talle „selle rahutu mesitaru humala, mis meil kõigil on.” Oma kodu iseehitatud laboris austas ta oma käsitööd. Itaalias Golgi külaskäigul tutvustati talle hõbedapõhist meetodit, mis värvib paar juhuslikku neuroni sügavalt mustaks, pakkudes alust tema joonistustele.
Cajal destilleeris sageli sadade neuronite tähelepanekuid, et joonistada oma lõplikule kujutisele ainulaadne elegantne struktuur. Kuningas ja Himmel kasutavad oma autoportree kujutlemiseks oma tüüpilist päeva: Cajal istub mitme mikroskoobiga laua taga, puhkab pea käe peal ja vahib vaatajat. Klaaspudelites leiduvad kemikaalide riiulid ja laua peal peitsitud riie kinnitavad loomade kudede värvimist, sealhulgas küülikute, konnade ja tuvide, aga ka inimese röövkudede värvimist.
Esseistid selgitavad, et Cajal võis läbi tema ees mikroskoobi piiluda ja visandada väikesele joonistuspinnale küljele. Nad kirjutavad:
Ta võib alustada joonistamist pliiatsiga ja seejärel minna sellest India tindiga üle, lisades tonaalsetele aladele tindipesu või akvarelli. Sageli veedaks ta hommiku mikroskoobi juures ilma visandita ja joonistaks pärastlõunal mälust, naastes mikroskoobi juurde, et oma tähelepanekuid kinnitada ja muuta; võime näha jälgi protsessidest valgendatud aladel, millega ta polnud rahul.
See töömahukas protsess oli Cajali avastuste võtmeks. "Võite väita, et ta oli lihtsalt palju parem vaatleja ja suutis tõlgendada seda, mida ta mikroskoobi all vaatas, " räägib Newman.
Newmani jaoks on Cajali looming erilist vastukaja. Newmani enda uurimistöö keskendub aju mitte-neuronaalsetele rakkudele, mida nimetatakse gliaks. Traditsiooniliselt on neid rakke peetud passiivseteks tugirakkudeks, mis on teine viirus neuronitele. Ainult viimastel aastatel on see idee ümber lükatud. Gliaalrakud on peamised tegurid, mis soodustavad ja pügavad neuronite vahelisi ühendusi, aitavad moduleerida neuronite signaalimist ja reguleerivad aju verevarustust. Järjekordse näitena oma arusaamast tunnistas Cajal gliarakkude tähtsust rohkem kui sajand tagasi.
"Ta pakkus tegelikult välja paljud gliarakkude funktsioonid, millest me nüüd teada saame, tõesed, " ütleb Newman.
Raamat lõpeb Dubinsky viimase esseega, mis pakub ja selgitab tänapäevase tehnikaga loodud ja tänapäeval teadusajakirjades avaldatud aju ja selle struktuuride pilte. Nende hulka kuulub Brainbow hiir, mis kannab umbes 100 erinevas värvitoonis fluorestseeruvaid neuroneid, ja aksonite kõige otste digitaalne rekonstrueerimine, mis põhineb elektronide skaneerimise mikroskoopidel ja valke identifitseerivatel katsetel - pakitud täis keemilisi messengereid, mis ootavad laialivalguvat ja väljasaatmist. teave järgmisele lahtrile. Nende mitmevärviline hiilgus tõstab esile seda, mida Cajal õigesti tegi, samuti seda, kui kaugele on teadlaste arusaamad tema päevast peale arenenud.
Isegi teaduse häbelik oskab hinnata Cajali joonistuste visuaalset hiilgust ja seda, kui põhjalikult nad valgustasid aju müsteeriume, mis võivad tunduda sama hirmuäratavad kui universum ise. "Kui me vaatame täna tema joonistusi, kirjutavad King ja Himmel oma essees, " me ei näe diagramme ega argumente, vaid esimest selget pilti sellest kaugest piirist, mille on joonistanud mees, kes rändas kõige kaugemale oma lõpututesse jõudmistesse. "
Ilus aju ilmus 17. jaanuaril ja on müügil. Kajala originaalsete joonistustega kaasnäitus on Weismani kunstimuuseumis Minneapolises 28. jaanuarist 21. maini. Selle aasta jooksul ja 2019. aasta kevadeks reisib see Kanadasse Vancouverisse; New Yorgi linn; Cambridge, Massachusetts; ja lõpuks Chapel Hill, Põhja-Carolina.
