Изображенията са емблематични за всеки, който е натопил пръст в огромния и загадъчен пул на невронауката: деликатен разклоняващ се модел се излъчва от и заобикаля малък черен прорез. Разнообразните тежести на линия намекват за триизмерната структура, която рисунката описва, напомняща голо-разклонено дърво през зимата. Това са рисунките на невроните на испанския невроанатомист Сантяго Рамон и Кажал.
Свързано съдържание
- Науката зад нашето търсене на Уолдо
За пет десетилетия на работа Каджал (1852-1935) създава повече от 2900 рисунки, подробно описващи архитектурата на нервната система. Безброй часове внимателно наблюдение информира тези рисунки и му помогна да осъзнае две основни истини на невроанатомията. Първо, той заключи, че мозъкът е съставен от много отделни клетки, наречени неврони, а не от паяжина, подобна на структура от слети клетки (мнението на много от неговите съвременници). Второ, електрическите сигнали, които тези клетки генерират поток през невроните в една посока: разклоняващите се дендрити получават импулса, предават го към основното клетъчно тяло и след това по техните аксони - дълги проекции, които могат да свържат отдалечени части на мозъка.
За своята работа Кажал споделя Нобеловата награда за физиология или медицина за 1906 г. с Камило Голджи, италианец, който изобретил метода за оцветяване на тъкани, който Кажал използвал, за да вижда отделни неврони. Невероятно е, че ще изминат десетилетия, преди други изследователи да успеят да потвърдят възгледите му за структурата и функцията на мозъка. Сега той се възвестява като баща на съвременната невронаука.
„Той беше гений и голям учен, който успя да види нещата, които другите не можеха“, казва Ерик Нюман, неврологът от Университета на Минесота, който редактира нова книга за Каджал, „Красивият мозък: Рисунките на Сантяго Рамон у Каджал, с колегите си Алфонсо Араке и Джанет М. Дубински, също невролози в университета. Книгата им съдържа повече от 80 рисунки на Каджал и е спътник на пътуваща изложба, която се открива на 28 януари в Художествения музей на Вайсман в Минеаполис.
Красивият мозък: Рисунките на Сантяго Рамон и Каджал
КупуваКакто показват книгата и шоуто, Каджал бил изкусен художник и силите му за наблюдение го накарали да бъде титан в историята на науката.
Изключителната красота на рисунките на Кажал произтича от сложните диктати на невроновата биология и тъмния метод на оцветяване на Голджи, който Каджал усъвършенства, но работата му съдържа нещо повече. Много от изображенията са толкова информативни, че и до днес се използват в часовете по невробиология. „Рисунките му все още са най-добрите рисунки“, казва Нюман. „Те илюстрират толкова много ключови моменти.“ Дори съвременните технологии за изображения не могат да надминат елегантността, с която Cajal свързва формата и функцията.
Книгата е разделена на четири основни раздела. Първият въвежда менажерията на различни типове клетки в мозъка, от разклонените разклоняващи се неврони на Пуркинье, които поддържат тялото изправено и балансирано до оскъдни неврони, които регулират мускулните контракции, които движат храната през червата.
Вторият раздел показва как тези много клетки се интегрират, за да създадат сензорни системи. Тук изображенията на Кажал изследват как мозъкът и сетивните органи получават и обработват миризми, гледки и звуци. Третият раздел включва рисунки на неврони, работещи заедно в схеми, изграждащи пътища, които свързват различни части на мозъка или пораждат определени поведения. Последният раздел изследва изображения на клетки, растящи, делящи се и умиращи.
Нюман написа надписите за изображенията. "От една рисунка до друга се опитвам да разкажа история, така че хората да научат за невронауката, докато четат", казва той. Но обясненията му далеч не са дидактически; вместо това историята на нервната система се разгръща непреодолимо, облекчена в не малка част от визуалното лечение на творчеството на Кажал.
„Някои от рисунките избрахме предимно заради тяхната красота“, казва Нюман. След това екипът трябваше да се потопи в списанията и оригинални научни трудове на Cajal, за да разбере по-добре контекста и значението на всяка рисунка.
В книгата има и есе на Лари У. Суонсън, невробиолог в Университета на Южна Калифорния, и друга съавторство от Линдел Кинг, директор и главен уредник в Художествения музей на Вайсман, и Ерик Химел, главен редактор на Abrams Books, издателят.
Суонсън се задълбочава в живота и научните постижения на Каджал, наричайки го „завладяващ, многоизмерен, по-голям от живота характер“. Кинг и Химел изследват неговото изкуство и методи. И двете есета черпят от автобиографията на човека „ Спомени от моя живот“ .
Автопортрет, направен от Кажал в неговата лаборатория във Валенсия, когато е бил в началото на тридесетте години, c. 1885. (Институт по учреждение Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC) 
Автопортрет, заснет от Кажал в библиотеката му, когато беше на тридесет години. (С любезното съдействие Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC) 
Четири автопортрета, направени от Каджал, когато той е бил на 34 години, 1886 г. (Courtesy Instituto Cajal del Consjo Superior de Investigaciones Científicas, Мадрид, © 2017 CSIC) Роден през 1852 г. в малко градче в североизточна Испания, Каджал се описва като беден ученик, срамежлив и недружелюбен, пише Суонсън. В млада възраст той рисува натрапчиво и иска да бъде художник. Баща му, местен лекар, искаше той да бъде лекар. Двамата се примириха, когато Кажал откри колко силно го очарова човешкото тяло и баща му видя колко отлични са неговите рисунки за преподаване на анатомия. Каджал посещава местно медицинско училище.
След като маларията, свита по време на армейската медицинска служба, остави Каджал твърде слаб, за да стане практикуващ лекар, той се насочи към хистологията, микроскопичното изследване на телесните тъкани. Той имаше и усет за поетично обяснение: Кажал написа, че хистологията му разкрива „шума на неспокойния пчелен кошер, който всички имаме в себе си.“ В самостоятелно изградена лаборатория в дома си той отклонил занаята си. Посещение на Голджи в Италия го запозна с метода, базиран на среброто, който оцветява няколко произволни неврона наситено черно, осигуряваща основа за неговите рисунки.
Каджал често дестилира наблюдения на стотици неврони, за да начертае единствената елегантна структура в окончателното си изображение. Кинг и Химел използват един от автопортретите си, за да си представят типичния си ден: Каджал е седнал на маса с няколко микроскопа, опирайки главата си на ръката и гледайки зрителя. Рафтовете с химикали в стъклени бутилки и оцветени кърпи на масата свидетелстват за оцветяването на тъканите върху животински тъкани, включително тези от зайци, жаби и гълъби, както и върху тъканите на трупа на човека.
Есеистите обясняват, че Кажал би могъл да надникне през микроскопа пред себе си и да скицира върху малка рисуваща повърхност отстрани. Те пишат:
Може да започне да рисува с молив, а след това да го прехвърли с мастило в Индия, като добави мастилни измивания или акварел за тонални зони. Често той прекарваше сутрин пред микроскопа, без изобщо да скицира и черпи от паметта следобед, връщайки се в микроскопа, за да потвърди и преразгледа своите наблюдения; можем да видим следи от процеса в бели области, от които той не беше доволен.
Този трудоемък процес беше ключов за откритията на Кажал. „Можете да спорите, че той е просто много по-добър наблюдател и умее да интерпретира това, което гледа под микроскоп“, казва Нюман.
За Нюман работата на Кажал носи специален резонанс. Собствените изследвания на Нюман се фокусират върху невронните клетки в мозъка, наречени glia. Традиционно тези клетки се смятат за пасивни поддържащи клетки, втората скрипка към невроните. Само през последните години тази идея се преобърна. Глиалните клетки са основни играчи, които насърчават и подрязват връзките между невроните, подпомагат модулирането на невроновата сигнализация и регулират притока на кръв в мозъка. В още един пример за своето прозрение, Каджал разпознава важността на глиалните клетки преди повече от век.
„Той всъщност предложи много от функциите на глиалните клетки, за които сега установяваме, че са верни“, казва Нюман.
Книгата се затваря с окончателно есе на Дубински, което предоставя и обяснява изображения на мозъка и неговите структури, създадени с модерни техники и публикувани в научни списания днес. Те включват мишка Brainbow, която носи неврони, които флуоресцират в приблизително 100 различни цвята, и дигитална реконструкция на самия край на аксон - въз основа на сканиращи електронни микроскопи и експерименти за идентифициране на протеини - пълен с химически пратеници, които чакат да се разляят и изпратят информация към следващата клетка. Тяхното многоцветно великолепие подчертава какво прави Каджал правилно, както и колко далеч е достигнало разбирането на учените от неговия ден.
Дори науката срамежлива може да оцени визуалното великолепие на рисунките на Кажал и колко старателно осветяват мистериите на мозъка, които могат да изглеждат толкова поразителни, колкото самата Вселена. „Когато разглеждаме неговите рисунки днес, „ Кинг и Химел пишат в своето есе, „виждаме не диаграми или аргументи, а първата ясна картина на тази отдалечена граница, нарисувана от човека, който е пътувал най-далеч в своите безкрайни достижения“.
Красивият мозък е публикуван на 17 януари и е достъпен за закупуване. Придружителната изложба с оригинални рисунки на Кажал е в Музея на изкуствата Вайсман в Минеаполис от 28 януари до 21 май. През цялата тази година и през пролетта на 2019 г. тя ще пътува до Ванкувър, Канада; Ню Йорк; Кеймбридж, Масачузетс; и накрая Chapel Hill, Северна Каролина.
