Amikor a HUNOR program keretében magyar űrhajóst küldtek a Nemzetközi Űrállomásra, nemcsak az űrutazás izgalma vált valósággá, hanem újabb tudományos felfedezések lehetősége is. A kutatócsoport, amelynek Dr. Eördegh Gabriella is tagja, egyedülálló vizsgálatokat végezhetett az űrben, hogy feltárja, változik-e a tanulás folyamata mikrogravitációs környezetben. A Szegedi Tudományegyetem Egészségtudományi és Szociális Képzési Karának főiskolai docensével beszélgettünk a kutatás részleteiről, a szerzett ekvivalencia tanulás tesztről és az űrkísérlet földi hasznosításáról.
Hogyan kapcsolódtak be a kutatásukkal a HUNOR magyar űrhajós programba?
Amikor megtudtuk, hogy a világűrbe küldenek egy magyar űrhajóst, aki a HUNOR program keretében kísérleteket és vizsgálatokat végez majd az űrben, azonnal pályáztunk a kutatásunkkal. Az űrhajós 25 kísérletet vitt fel a Nemzetközi Űrállomásra, amelyből az egyik, a szerzett ekvivalencia tanulás teszt, a miénk volt, amit Space Acquired Equivalence Test-nek (SAET) neveztünk el. Gyorsan cselekedtünk, rövid határidőn belül kellett leadnunk a pályázatot, és lebonyolítanunk az engedélyeztetéseket. Kutatásunknak a HUNOR program, az Európai Űrügynökség, a NASA részéről is meg kellett kapnia a támogatást és jóváhagyást, így a felbocsátást megelőző fél évünk intenzív előkészítéssel és adminisztrációval telt.
Mióta dolgozik ebben a kutatócsoportban, és mi volt a fő kutatási háttér?
Már 26 éve, 1999 óta tevékenykedem a Szegedi Tudományegyetem Szent-Györgyi Albert Orvostudományi Kar Élettani Intézetének Neurokognitív és Elektrofiziológiai Unitjában. A csoport folyamatosan bővül, egyre több hallgatót vonunk be, és párhuzamosan több témán is dolgozunk. A szerzett ekvivalencia tanulási teszt speciálisan a mikrogravitációs környezetben alkalmazható változatának kidolgozásában azonban csak egy szűkebb, hét fős csapat vett részt. A szerzett ekvivalencia tanulás, az asszociációs tanulásnak egy speciális fajtája, ezt körülbelül 10 éve kutatjuk. A csoportunk eredeti témája az emberben és állatban lévő bazális ganglionok működése. A bazális ganglionok az agy állományának belsejében, a fehérállományban elhelyezkedő szürkeállományi magvak, melyek fontos szerepet játszanak a mozgásban is, ezáltal működési zavaruk kapcsolatban állhat olyan mozgászavarokkal, mint például a Parkinson-kór vagy a Huntington-chorea. A mozgási funkciókon túl összefüggésben állnak kognitív és érzelmi működésekkel is, kapcsolódnak tanulási folyamatokhoz, így a bazális ganglionok nem megfelelő működése érintett lehet számos olyan pszichiátriai betegségben is, mint a kényszerbetegségek, a depresszió, a Tourette-szindróma, az ADHD, vagy az autizmus spektrumzavar.
Miről szól a „szerzett ekvivalencia tanulás teszt”?
A kutatáshoz egy olyan tesztet használunk, amelyet Chatherine E. Myers amerikai kutató fejlesztett ki munkatársaival 2003-ban a New Jersey Rutgers Egyetemen. A használatához megkaptuk a szükséges engedélyt, majd azóta többször is továbbfejlesztettük. Az alapfeladat emberi arcok és színes hal rajzok párosításának megtanulása volt. Vannak előzmény- és következményingerek. Az előzményinger, ami a mi esetünkben egy arckép, megjelenik a monitoron, majd megjelenik alatta két különböző színű hal szimbólum. Jobb és bal gombnak kinevezett billentyű lenyomásával kell kiválasztani, hogy melyik színű hal tartozik az adott archoz. Ebben a körben tippelni lehet, utána a számítógép visszajelzése alapján meg kell jegyezni a társításokat. Itt azt vizsgáljuk, hogy mennyire hatékony a tanulás, hány ismétlésre van szükség az összes párosítás megtanulásához. A program második felében szintén arcokat és halakat látunk, de a gép már nem ad visszajelzést, illetve mutat olyan párosításokat is, amiket korábban nem láthattunk. Ebben a részben arra vagyunk kíváncsiak, hogy mennyire hatékonyan tudja a személy felidézni a megtanultakat, illetve mennyire tudja ezeket az asszociációs szabályszerűségeket alkalmazni a korábban még nem látott ingereken.
Hogyan fejlesztették tovább a tesztet?
Az elsődleges szempontunk az volt, hogy EEG kompatibilis szoftvert hozzunk létre, ami lehetővé teszi az agykérgi elektromos aktivitások regisztrálását a tanulási feladat közben. Kidolgoztunk emellett egy multiszenzoros (audiovizuális) változatot, amiben már nem csak képeket, hanem olyan hangokat is beépítettünk a feladatba, mint az emberi, állati hang, jármű, vagy hangszer hangja. Létrehoztunk továbbá egy olyan változatot, amelyben a képeket leegyszerűsítettük, a feladatban korábban használt emberi arcokat és halakat szürkeárnyalatos körökre és egyszerű geometriai formákra cseréltük és megvizsgáltuk, hogy ez hogyan befolyásolja a teljesítményt. Ezeken kívül folyamatban vannak újabb változatok, szeretnénk kipróbálni a tesztet több következményinger alkalmazásával, illetve a most használt több jelentésű hangok helyett egyszerű zörejek használatával. A szerzett ekvivalencia tanulást egészséges felnőtteken és gyerekeken kívül vizsgáltuk különböző neurológiai és pszichiátriai betegségekben szenvedőknél, például migrénnel, borderline személyiségzavarral, kényszerbetegséggel és Tourette-szindrómával élőknél is.
Milyen tudományos kérdéseket szerettek volna vizsgálni az űrben végzett kísérlet során?
Amikor találkoztunk a lehetőséggel, hogy közvetett módon vizsgálatot végezhetünk az űrben, akkor mindenképpen ki akartunk jelölni egy fő kérdést, ami illeszkedik a témánkhoz, és elég izgalmas ahhoz, hogy a kutatásunk középpontjában álljon. Alapvetően már az is egy érdekes témafelvetés, hogy ez a tanulási forma ott, az úgynevezett mikrogravitációs környezetben, vagyis hétköznapi nyelven súlytalanságban, hogyan változik. Az űrutazásnak, a felbocsájtásnak, az egész procedúrának, az ottani akklimatizációnak és a megváltozott körülményeknek van-e valamilyen hatása erre a tanulási folyamatra. Tehát a fő kérdésünk az lett, hogy miként hat az űrrepülés az egyszerű és összetett vizuális ingereket tartalmazó szerzett ekvivalencia tanulási folyamatokra. Illetve beletettünk még egy csavart a tesztbe. Földi körülmények között egyértelmű, hogy mi számít függőlegesnek, fentnek és lentnek, például az arcokat is függőlegesen látjuk a legtöbb esteben. Ehhez az úgynevezett térbeli orientációhoz az agyunknak szüksége van az egyensúlyozó szervből, vagyis a belső fülből érkező információkra, amit a gravitáció ingerel. Viszont a mikrogravitációs környezetben ez az inger kiesik. Ennek hatása szintén az egyik fő kérdésünk volt, amit úgy vizsgáltunk, hogy az arcokat, amiket a színes rajzolt halakhoz társítani kell a feladat során, elforgattuk, tehát megváltoztattuk a térbeli orientációját kétoldali vízszintesbe és fejjel lefelé, függőlegesbe. Arra vagyunk kíváncsiak, hogy vajon mennyire szükséges a gravitációs inger ahhoz, hogy az ilyen összetett helyzetekben, mint a SAET, jól elboldoguljunk.
Születtek már eredmények?
Az általunk az itthoni labortóriumban rendszeresen használt szoftvert úgy kellett átalakítani, hogy speciális, ipari környezetben (jelen kutatásban a Nemzetközi Űrállomáson) is megbízhatóan működjön. A szoftvert iPad kompatibilissé kellett tennünk, illetve egy szervert is létre kellett hoznunk itt az egyetemen, amelyen keresztül érkeztek hozzánk a vizsgálatokból származó adatok. Hogy mindez sikerült, már önmagában is komoly eredménynek könyvelhető el. A tanulási teszteket egy űrhajós a felbocsájtás előtt, a Nemzetközi Űrállomáson, illetve a visszaérkezést követően is 7 alkalommal elvégezte. Vele párhuzamosan földi körülmények között 21 alkalommal töltötték ki a tanulási teszteket. Így megvannak a szükséges adataink, ugyanakkor ezek feldolgozása nem egyszerű, a szükséges célszoftverek előállítása folyamatban van. Emellett földi körülmények között több kontroll vizsgálatot csináltunk egy nagyobb önkéntes csoporton. Ezekhez a vizsgálatokhoz az ETSZK Ápolási Tanszékétől is kaptunk kölcsön eszközt, hogy minél több személyt tudjunk bevonni a rendelkezésünkre álló rövid idő alatt. Ha minden optimálisan alakul, akkor jövő év elejére-közepére juthatunk el eredményeink publikálásához.
Hogyan hasznosul majd a földi életben ez a vizsgálat?
Megtudhatjuk, hogy milyen szerepe van az egyensúlyérző szervből érkező információnak ebben a tanulási folyamatban, illetve a jövőben az űrhajósok kiképzésénél is hasznosíthatóak lehetnek ezek az eredmények.
Hogyan és kikkel zajlott a kísérlet előkészítése? Szembesültek kihívásokkal ennek során?
Dr. habil Nagy Attila a kutatócsoportunk vezetője, aki az egész folyamatot koordinálta. Dr. Bodosi Balázs, Dr. Kelemen András és Kiss Ádám végezték a szoftverfejlesztéseket, ők tették speciális, űrkörnyezetben is működőképessé az iPad-ra átalakított programot. Én pedig Harcsa Pintér Noémivel együtt a fejlesztések folyamatos tesztelésével segítettem a projekt előrehaladását. Egyébként a csapatunk minden tagja szorosan együtt dolgozik, közreműködünk valamennyi folyamatnál. Így például én is részt vettem az új paradigma kitalálásában, illetve tesztelésében, a földi kontrollmérések szervezésében, és majd az adatok kiértékelésében, értelmezésében is szerepet vállalok csak úgy, mint a publikáció elkészítésében. Amikor eldöntöttük, hogy pályázunk, a prioritásunkat teljes mértékben ide helyeztük. Habár a kutatási program tökéletesítése és az engedélyeztetés fárasztó procedúra volt, a határidők szorosak voltak, ráadásul pont a 2024-es karácsonyi szünet környékén jártunk a folyamat kezdetekor, minden percet megért.
Miért döntött úgy, hogy a kutatói pályát választja?
Már óvodás korom óta tudom, hogy kutatni szeretnék, és mindig a biológia érdekelt. Először tengerbiológus szerettem volna lenni, végül az agy működési mechanizmusai iránt érzett kíváncsiságom győzött. A biológus diplomával párhuzamosan a pszichológia szakot is elvégeztem, mert úgy éreztem, hogy a biológus képzés során akkoriban nem kaptam elég tudást az agy működéséről. A kettőt ötvözve már egy sokkal átfogóbb képet nyertem, és az elmúlt 10 év kutatásai során nagyban tudtam hasznosítani ezt a két, látszólag egymástól távol álló, de valójában nagy átfedéseket mutató tudományterületről származó ismereteimet.
Prokes Imola
