• Nem Talált Eredményt

Az oxigén szerepe a szellemi munkának az idegrend ­ szerben megfelelő folyamatokban

In document AZ EMBERI ELME (Pldal 63-68)

AZ ELME SZERVEI

5. Az oxigén szerepe a szellemi munkának az idegrend ­ szerben megfelelő folyamatokban

1. Már a múlt század második felében számos tudo­

mányos vizsgálat történt azon irányban, kimutatható-e vegyi úton, hogy agyi, ill. szellemi munka folyamán az idegrendszerben fokozott élenyfogyasztás, azaz fokozott égés megy végbe ? Ezen fokozott égés jelzőjeként egyrészt magát a pihenési időszakhoz képest a munkaidőszak alatt nagyobb mennyiségben elfogyasztott éleny mennyiségét, másrészt az elégési produktumok, nevezetesen a CO2 felszaporodását lehetett tekinteni.

Hogy az agy vérrel való ellátása igen nagy, azt már régebben megállapították, valamint azt is, hogy a vér­

ellátás túlnyomórészt a kéreg szürke állományának javára szolgál. Obersteiner szerint az agykéregben a hajszálerezet hálózata annál sűrűbb, mennél több a kéreg illető tájékán a dúcsejt. Schiff régebbi kísérletei szerint (1870) állatnál étel látása, szaglása az agy kérgében höemelkedést idéz elő, az állat velejáró izgalmának, indulatának pedig további kü­

lön hőemelkedés felel meg. Mosso (1894) szerint az operált koponyájú ember agyának tekervényei közé tett igen finom jelzésű hőmérő csak alig mérhető hőemelkedéseket mutat elmemunka közben, ellenben lényegesebbet indulatok, (pl.

félelem) hatása alatt. Ugyancsak kimutatta Mosso, hogy a hőmérsék nő, ha az alvó egyén álmodik. Berger (1910) e kísérleteket szigorúbb feltételek között megismételte s hallási, valamint látási ingerléseknél, valamint értelmi munka s indulatok hatása alatt az agyhömérsék ingadozá­

sait észlelte.

2. Egészen az utolsó évtizedig azonban az idegrendszer oxigénforgalmának vizsgálatával foglalkozó búvárok, így

* Az idevágó elmetani gátlásokról és összegeződésekről bő­

vebben lásd az élményekről szóló rész 4-ik fejezetében.

42

I.oewy és Magnus Lévy, Atvater, Johansson, Speck emberen végzett kísérleteiknél alig, vagy egyáltalán nem találtak oly eredményeket, melyek a feltevést, hogy az agy szellemi munka közben fokozott élenyt használna el s több szénsavat produkálna, minden kétséget kizáróan támogatták volna.

Magam már 1898-ban Klug intézetében végeztem kísérle­

teket aziránt, vajjon a nitrogén-egyensúlyban lévő, éhező kutyánál az étel látása által kiváltott indulat izgalma fo­

kozza-e a nitrogénkiválasztást ? A vizsgálat negatív ered­

ményre vezetett. Általában állatokon az ilyen kísérletes vizsgálatok sok nehézségbe ütköznek, minthogy az oxigén­

használat fokozódását a valamely külső behatásra, pl. iz­

galomra fokozott izommozgások is okozhatják.

Ezen negatív eredményekkel ellentétes vizsgálatok legel- sőbben a budapesti egyetemről, Tangl Ferenc élettani, vala­

mint Bókay Árpád gyógyszertani intézetéből indultak ki. Már Berger (Jena, 1910) megállapította, hogy az agy hömérséke mesterséges alvás, azaz narkózis folyamán csökken. A nar­

kózist, mint az oxigénellátásának csökkenéséből beálló je­

lenséget kísérletileg legelőször Budapesten Alexander és Cserna tanulmányozták. Verworn (1910) kifejezte volt azon nézetét, hogy a narkózis, vagyis- a vegyi úton előidézett alvás lényege az oxidáló képesség megszűnésében rejlik. Mansfeld Géza pedig a budapesti gyógyszertani intézetben végzett vizsgálatai alapján azon hipotézist állította fel, togy a nar­

kózisban az idegrendszer oxigén-felvevő képességének csök­

kenését a lipoidoknak a narkotikum által való megváltoz­

tatása okozza, minek folytán azok oxigén-felvevő képes­

sége fogy. A kísérleti bizonyítás Alexander F. G. és Cserna István érdeme, kik szerint narkózisban tényleg az agy gázcseréje 60—90 százalékkal csökken. Szerintük egy­

némely narkotizáló szerek inkább az oxigén-fogyasztást, mások inkább a szénsavkiválasztást csökkentik. Ugyancsak Tangl intézetében Alexander F. G. és Bevesz Géza (1912) kutyának izomzatát kuráréval megbénítva, tizenhárom állaton bebizonyították, hogy a szem váltakozó pihentetése és erős fénnyel való ingerlése kapcsán az ingerlés idősza­

kában a pihenés szakához képest az oxigén-fogyasztás ki­

vétel nélkül lényegesen, 3.8—14.8, átlag 7.2 százalékkal nő, úgyszintén a szénsavkiválasztás is az esetek többségében kimutathatóan gyarapszik, vagyis, hogy a látás folyamata a központi idegrendszer fokozott oxidálódásával jár együtt.

43 Nyugodt, állandó ingerlésre nézve szintén tudtak fokozott élenyülést kimutatni, ez azonban a váltakozó ingerlés ha­

tásához képest csekélyebb volt.

3. Már három évvel előbb, 1909-ben Benedikt és Car­

penter összehasonlították 22 hallgató három órás erőltető szellemi munkájának hatását ugyanoly tartamú, egyszerű másoló munkának az oxigén-fogyasztásra és a szénsavkivá­

lasztásra kifejtett hatásával.

A tényleges szellemi munka hatása alatt az oxigén­

fogyasztás 6 százalékkal, a szénsavkilégzés 2 százalékkal nőtt, mely számok az Alexander és Révész által talált szá­

mokhoz nagyon közel állanak. Megjegyzendő azonban, hogy Benedict és Carpenter az aránylag nagy O fogyasztás és az aránylag csekély szénsavkiadás között mutatkozó ellent­

mondás alapján, úgyszintén az 0 meghatározására hasz­

nált módszerük hiányos megbízhatósága folytán azon kö­

vetkeztetésre jutottak, hogy a szellemi munkának alig van észrevehető hatása az általános anyagelhasználásra, míg Alexander és Révész éppen az általuk talált számoknak az amerikai szerzők adataival való megegyezéséből amazok vizsgálatának helyes voltára vélnek következtethetni.*

4. Ugyancsak 1912-ben Lehmann Alfréd kopenhágai intézetében Becker és Olsen emberen végzett kísérletei ki­

mutatták hogy szellemi munka alatt az anyagforgalom fokozódik és hogy a szellemi munka s az anyagforgalom nagysága között törvényszerű kapcsolat áll fenn.

A levegő mennyiségét, melyet a vizsgálati egyén álarcon át belégzett, s a kilégzett levegő minőségét óraszámra foly­

tatott szellemi munka s időszakos pihenések közben pon­

tosan meghatározták. A szellemi munka egyjegyű számok

* Lehmann Grundz. d. physiol. Psychol. c. tankönyvében részletesebben közli Benedict és Carpenter vizsgálatát, mely számomra eredetiben hozzá nem férhető helyen (Department of Agriculture, Bul. Nr. 208, Washington, 1909) jelent meg.

Szerinte e szerzők 22 kísérleti egyénénél az eredmények nagyon megoszlottak. így : 13 tanulónál szellemi munka közben 105.2 gr, a másolásnál 96.7 gr CO2 fogyott el, viszont 9 tanulónál szel­

lemi munka közben 97.0 gr, a másolásnál 104.2 gr CO2 fogyott el. Eszerint a szellemi munka hol gyarapítaná, hol csökkentené az anyagcserét. Lehmann ezen ellentmondásokat abból magya­

rázza, hogy a tanulók egy része a szellemi munka közben ab­

ban elmélyedt, s nem végzett izommunkát, a másik kevésbbé mélyedt el s többet mozgott.

44

folytatólagos összeadásából, kétjegyű számok fejben való szorzásából s 8, 12 s 20 tagú értelmetlen szótagsorok be­

téve tanulásából állott. Az eredmények a mellett bizonyí­

tottak, hogy minél nehezebbnek érzünk valamely szellemi munkát, illetőleg minél nagyobb a munkához szükségelt koncentráció, annál nagyobb a dolgozó neuronoknak a má­

sodpercenkénti pszichikai munkához szükséges energiává átalakított energiamennyisége. így pl. a magán Lehmann Alfréden végzett vizsgálatoknál az anyagcsere félórás össze­

adás folyamán másodpercenként 0.296—0.136 köbcenti­

méter, a jóval nehezebbnek érzett fejben való szorzásnál ellenben 0,647—0.058 köbcentiméter szénsavval gyarapo­

dott, tehát több, mint kétszeresével. Még sokkal világo­

sabban látszik ez a szótagsorok betanulásánál, ahol a munka szubjektív és objektív nehézsége a szótagok szá­

mával nő.

Szótag­ Ismétlések A* At

szám száma T T

8 4.57 0.554 0.565

12 10.30 0.686 0.754

16 14.90 0.912 0.910

20 20.83 1.140 1.030

A táblázatban y képlet azon ériékeket jelenti, melyeket Lehmann az ő gátlási képlete alapján a másod­

percenként szolgáltatandó munkára előre kiszámított s melyekkel a kisérletben nyert valóságos értékek kiválóan jól egyeznek.

Eszerint tehát : minél nehezebb s a figyelem minél na­

gyobb koncentrációját igényli valamely szellemi munka, annál nagyobb a dolgozó neuronok másodpercenkénti disz- szimilációs munkája.

Már 1898-ban Johanssohn meghatározta, mekkora a

* Lehmann Alfréd, Grundzüge d. Psychophysiologie stb.

Leipzig, 1912. Lehmann e munkájában nem említi, hogy e kép­

let tőlem ered. 1905-ben közöltem először annak alkalmazását s jelentőségét az emlékezési, számolási s mindennémü egyéb szellemi munka teljesítményének számbeli kifejezésére. A a helyes szolgáltatások százalékszámát, T azok időtartamának ú.

n. valószínű középidőtartamát jelenti. Elsőségemet e téren el­

ismeri Deuchler is (1916, 1. irodalmi jegyzék).

45 teljes izomnyugalom állapotában a szénsavkiválasztás. Az eredmény szerinte az volt, hogy éberlétben az anyagfor­

galom nem nagyobb, mint alvás közben. Ám, mint Leh­

mann Alfréd kiemeli, e kísérletekből kiszámítható az is, hogy azon kísérleteknél, melyeket Johanssohn mint „élénk szellemi működés“-sel járókat említ, az egyszerű szellemi munkához képest a szénsavkiválasztás átlag 1.9 grammal gyarapodott óránként, ami kb. 10 százaléknak felel meg.

Az eredmény tehát itt is csak látszólag volt negatív.

5. Az újabb kísérletes vizsgálatok eredményei, de a régibb látszólag negatív eredmények kritikusabb megvilá­

gítása is egyértelműleg a mellett tanúskodnak, hogy azon agykérgi idegmunka is, mely feltétele a szellemi munkának, fokozott oxigénelhasználással s a megnövekedett elégésnek megfelelően egyúttal szaporodott szénsavtermeléssel is együtt jár.

Legújabban arra nézve is történt próbálkozás, nem le­

hetne-e a szellemi munkának megfelelő oxigénmennyiséget, ill. ennek munkaegyenértékét olyképen pontosabban meg­

határozni, hogy az agykéreg által szellemi munkánál pl.

percenként igényelt energiamennyiségből megszabjuk, mennyi esett a mozgások, a hőemelkedés s az agyi villamos jelenségek s mennyi energia szükségeltetik maguknak a pszichofiziológiás jelenségeknek megfelelő folyamatok igé­

nyeinek fedezésére 9

Ilyen próbálkozás. Hans Berger jénai tanárnak az összes eddigi. ily irányú vizsgálatok anyagára támaszkodó induktív okoskodási láncolata is.

Hans Berger az agykéreg össztérfőgatát 530 cm3-nek s fajsúlyát 1.03-nak véve a kéreg súlyát 546 grammban határozza meg. Az Alexander—Cserna-féle számítást az em­

berre alkalmazva, ezen 546-szor 0.360 ád 197 cm3 oxigén­

szükségletet. Az oxigén kalóriaértéke 4.8 lévén, az emberi agykéreg percenkénti energiaforgalma 940 grammkalóriá­

nak, vagyis munkaegyenértékre átszámítva, a kéreg percen kén ti oxigénszükséglete 400 méterkilogramm munkának felelne meg. Minthogy azonban fenti Alexander—Cserna-fele érték kutyára vonatkozik, a légzési gázcsere 1 : 0.4 átszá­

mítás alapján az emberi agykéreg percenként csak 160 mé­

terkilogramm energiaértékü oxigént kíván meg. Berger kísérletei szerint az agy fajlagos hőmérséke sértetlen kopo­

nyánál sugárzás útján nagyon keveset veszít, s e veszteség

pótlására éber állapotban a 160 kg oxigénnek csak 2.3%-ára vagyis 3.7 méterkilogramm energiára van szükség.

Sérült koponyájú egyénen végzett vizsgálatnál 10 perces, folytatólagos számolás közben az agy hömérséke első perc­

ben 0.07, a következő 7 percben már csak 0.01 Celsius fokkal emelkedett. Eszerint az egyénnek egy órai szellemi munka folyamán a munkaközben fejlődő höszaporülat fe­

dezésére 28 méterkg energiára van szüksége. Minthogy pedig a hőszaporulat az összforgalomnak kb. 2 százalékát teszi, ezen energiának óránként tehát kb. 20 mkg összfor­

galom felel meg, ami csak egy nyolcadrésze a megállapított 160 mkg összforgalomnak. Ám az agyban a szellemi mun­

kával járó idegfolyamatoknak villamos jelenségek is fe­

lelnek meg, melyek produkciója szintén energiafedezetet kíván. Berger ezen áramokat 0.02 Volt nagyságúaknak,

^ioooo Ampere erejűeknek s 0.004 mp tartamúaknak szá­

mítja, ami munkaértékbe átszámítva egy perc alatt 0.000012 mkg-nak, vagyis oly csekély értéknek felel meg, mely bízvást el is hanyagolható.

Eszerint magának a szellemi munkának a fedezésére egy óra alatt 1200, egy perc alatt 20, egy mp alatt 0.333 mkg. egyenértékű energiára van szükség.

6. Az agy vérellátásának szabályozása s az elmetartalmak

In document AZ EMBERI ELME (Pldal 63-68)