Slike su ikonične za svakoga ko je uronio nožni prst u golemi i zagonetni bazen neuroznanosti: iz delikatnog razgranatog uzorka potječe i okružuje mali crni pramen. Različite utezi linija nagovještavaju trodimenzionalnu strukturu koju crtež opisuje, podsjećajući na golo razgranjeno stablo zimi. To su španjolski neuroanatomisti Santiago Ramón y Cajal crteži neurona.
Povezani sadržaj
- Znanost koja stoji iza naše potrage za Waldom
Tijekom pet desetljeća rada, Cajal (1852.-1935.) Stvorio je više od 2900 crteža s detaljima arhitekture živčanog sustava. Bezbroj sati pomnog promatranja obavijestilo je te crteže i pomoglo mu da shvati dvije temeljne istine neuroanatomije. Prvo je zaključio da je mozak sačinjen od mnogih pojedinačnih stanica, nazvanih neuroni, a ne od paukove mreže poput strukture spojenih stanica (pogled mnogih njegovih suvremenika). Drugo, električni signali te stanice stvaraju protok kroz neurone u jednom smjeru: razgranati dendriti primaju impuls, prosljeđuju ga u glavno stanično tijelo, a potom duž svojih aksona - duge projekcije koje mogu povezati udaljene dijelove mozga.
Cajal je za svoj rad podijelio Nobelovu nagradu za fiziologiju ili medicinu iz 1906. godine s Camillom Golgijem, Talijanom koji je izumio metodu obojenja tkiva koju je Cajal koristio da vidi pojedine neurone. Nevjerojatno bi prošlo desetljeća prije nego što su drugi istraživači mogli potvrditi njegova stajališta o strukturi i funkciji mozga. Sada je proglašen za oca moderne neuroznanosti.
"Bio je genij i sjajan znanstvenik, koji je znao vidjeti stvari koje drugi nisu mogli", kaže Eric Newman, neuroznanstvenica sa Sveučilišta Minnesota, koja je zajedno uredila novu knjigu o Cajalu, Lijepi mozak: Crteži Santiaga Ramóna y Cajal, s kolegama Alfonsom Araqueom i Janet M. Dubinsky, također neuroznanstvenicima na sveučilištu. Njihova knjiga sadrži više od 80 Cajalovih crteža i pratitelj je putujuće izložbe koja se otvara 28. siječnja u umjetničkom muzeju Weisman u Minneapolisu.
Lijepi mozak: Crteži Santiaga Ramona i Cajala
KupitiKao što knjiga i emisija pokazuju, Cajal je bio vješt umjetnik i njegove opažačke moći dovele su ga do toga da je bio titan u povijesti znanosti.
Izvrsna ljepota Cajalovih crteža proizlazi iz zamršenih diktata biološke neurone i tamne Golgijeve metode bojenja koju je Cajal usavršio, ali njegov rad sadrži nešto više. Mnoge su slike toliko informativne da se i danas koriste u nastavi neurobiologije. "Njegovi su crteži i dalje najbolji crteži", kaže Newman. "Ilustriraju toliko ključnih točaka." Čak ni moderne tehnologije za obradu slika ne mogu nadmašiti eleganciju s kojom Cajal povezuje oblik i funkciju.
Knjiga je podijeljena u četiri glavna odjeljka. Prvi uvodi menageriju različitih staničnih tipova u mozgu, od bujnih razgranatih Purkinje neurona koji drže tijelo uspravno i uravnoteženo do rijetkih neurona koji reguliraju mišićne kontrakcije koje hrane hranu kroz crijeva.
Drugi dio pokazuje kako se tih mnogih stanica integriraju kako bi stvorili osjetilne sustave. Ovdje Cajal-ove slike istražuju kako mozak i osjetilni organi primaju i procesuiraju mirise, vidove i zvukove. Treći dio uključuje crteže neurona koji djeluju zajedno u krugovima, gradeći putove koji povezuju različite dijelove mozga ili potiču određeno ponašanje. Posljednji dio istražuje slike stanica koje rastu, dijele se i umiru.
Newman je napisao titlove za slike. "Od jednog do drugog crteža pokušavam ispričati priču kako bi ljudi mogli učiti o neuroznanosti dok čitaju", kaže on. Ali njegova su objašnjenja daleko od didaktičkih; Umjesto toga, priča o živčanom sustavu odvija se snažno, ublažena u malom dijelu vizualnom poslasticom Cajalova djela.
"Neke smo crteže odabrali prvenstveno zbog svoje ljepote", kaže Newman. Zatim je tim morao zaroniti u Cajalove časopise i originalne znanstvene radove kako bi bolje razumio kontekst i značaj svakog crteža.
U knjizi se nalaze i esej Larryja W. Swansona, neurobiologa sa Sveučilišta u Južnoj Kaliforniji, te još jedan koautor Lyndel King, direktor i glavni kustos umjetničkog muzeja Weisman, i Eric Himmel, glavni urednik Abrams Booksa, izdavač.
Swanson se udubio u Cajalov život i znanstvena dostignuća nazivajući ga "fascinantnim, višedimenzionalnim likom većim od života". King i Himmel istražuju njegovu umjetnost i metode. Oba eseja proizlaze iz čovjekove autobiografije, Sjećanja iz mog života .
Autoportret, koji je Cajal snimio u svom laboratoriju u Valenciji, kad je bio u ranim tridesetima, c. 1885. (Ljubazni institut Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, © 2017 CSIC) 
Autoportret, kojeg je Cajal snimio u svojoj knjižnici kada je bio u tridesetima. (Ljubazno Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, © 2017 CSIC) 
Četiri autoportreta koje je Cajal snimio kad je imao 34 godine, 1886. (Courtesy Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Madrid, © 2017 CSIC) Rođen 1852. u malom gradu na sjeveroistoku Španjolske, Cajal se opisao kao siromašan student, sramežljiv i nesojiv, piše Swanson. U mladosti je crtao kompulzivno i želio je biti umjetnik. Njegov otac, lokalni liječnik, želio je da mu bude liječnik. Njih su se pomirila kada je Cajal otkrio koliko ga je ljudsko tijelo očaralo, a njegov otac vidio je koliko su izvrsni njegovi crteži za podučavanje anatomije. Cajal je pohađao lokalnu medicinsku školu.
Nakon što je malarija zaražena tijekom vojne službe ostavila Cajal previše slabim da bi postao liječnik koji se bavio, on se okrenuo histologiji, mikroskopskom istraživanju tjelesnih tkiva. Imao je i osjećaj za poetsko objašnjenje: Cajal je napisao da mu je histologija otkrila "humak nemirnog pčelinjaka kojeg svi imamo u sebi." U samoizgrađenoj laboratoriji u svom domu otpustio je svoj zanat. Posjet Golgiju u Italiji upoznao ga je sa metodom koja se temelji na srebru koja mrlja nekoliko slučajnih neurona u crnoj boji, što je osnova za njegove crteže.
Cajal je često destilirao opažanja stotina neurona kako bi nacrtao jedinstvenu elegantnu strukturu u svojoj konačnoj slici. King i Himmel koriste jedan svoj autoportret kako bi zamislili svoj tipični dan: Cajal sjedi za stolom na kojem je postavljeno nekoliko mikroskopa, naslonjeni na ruku i gledajući gledatelja. Police kemijskih stakala u staklenim bocama i mrljama na stolu svjedoče o obojenom tkivu na životinjskim tkivima, uključujući one od kunića, žaba i golubova, kao i na tkivima ljudskog trupa.
Esejisti objašnjavaju kako je Cajal mogao zaviriti kroz mikroskop ispred sebe i nacrtati malu površinu za crtanje sa strane. Pišu:
Mogao bi pokrenuti crtež olovkom, a kasnije ga prenijeti crtežom u Indiji dodavanjem ispiranja tinte ili akvarela za tonska područja. Često bi proveo jutro na mikroskopu, a da uopće nije skicirao i popodne se crtao iz sjećanja, vraćajući se u mikroskop da potvrdi i revidira svoja zapažanja; možemo vidjeti tragove procesa na bijelim područjima s kojima nije bio zadovoljan.
Taj mukotrpan proces bio je ključan za Cajalova otkrića. "Mogli biste tvrditi da je on bio samo puno bolji promatrač i znao protumačiti ono što je gledao pod mikroskopom", kaže Newman.
Za Newmana Cajalov rad nosi poseban odjek. Newmanova se vlastita istraživanja usredotočila na neuronske stanice u mozgu zvane glia. Tradicionalno su ove stanice zamišljene kao pasivne potporne stanice, što je druga zagonetka neuronima. Tek se posljednjih godina ta ideja oborila. Glialne ćelije glavni su igrači koji potiču i obrezuju veze između neurona, pomažu u moduliranju signala neurona i reguliraju protok krvi u mozgu. U još jednom primjeru svog uvida, Cajal je prepoznao važnost glijalnih stanica prije više od jednog stoljeća.
"Zapravo je predložio mnoge funkcije glijalnih stanica za koje sada otkrivamo da su istinite", kaže Newman.
Knjiga se završava završnim esejem Dubinskog koji pruža i objašnjava slike mozga i njegovih struktura stvorenih modernim tehnikama i danas objavljenih u znanstvenim časopisima. Uključuju miš Brainbow koji nosi neurone koji fluoresciraju u otprilike 100 različitih boja, te digitalnu rekonstrukciju samog kraja aksona - utemeljenu na mikroskopima za skeniranje elektrona i eksperimentima s identifikacijom proteina - prepun kemijskih glasnika koji čekaju da se prosuju i pošalju informacije do sljedeće ćelije. Njihov višebojni sjaj naglašava ono što je Cajal učinio ispravno, kao i napredak znanstvenog razumijevanja od njegovog dana.
Čak i znanstveno sramežljivi mogu cijeniti vizualni sjaj Cajalovih crteža i koliko su temeljito osvijetlili mozgove misterije, koje mogu izgledati zastrašujuće kao i svemir. "Kad danas pogledamo njegove crteže, " King i Himmel pišu u svom eseju, "ne vidimo dijagrame ili argumente, već prvu jasnu sliku te udaljene granice koju je nacrtao čovjek koji je putovao najdalje u svoje beskrajne dosege."
Lijepi mozak objavljen je 17. siječnja i dostupan je za kupnju. Izložbena izložba s Cajalovim originalnim crtežima nalazi se u umjetničkom muzeju Weisman u Minneapolisu od 28. siječnja do 21. svibnja. Kroz ovu godinu i na proljeće 2019. putuje u Vancouver, Kanada; New York City; Cambridge, Massachusetts; i na kraju Chapel Hill, Sjeverna Karolina.
