+11° - +28°
Nincs front

A magyar biofizikus, aki megfejtette a hallás titkát

Az orvosok sokáig nem értették, pontosan hogyan is működik a hallás. Aztán jött egy magyar kutató, akit a történelem forgataga úgy sodort, hogy megszerezte a rejtély megfejtéséhez szükséges tudást. Békésy György végül Nobel-díjat kapott.

A Nobel-díj kategóriái között az "orvosi vagy fiziológiai" megjelölés szerepel, nem véletlenül. Békésy György (vagy ahogy a világ ismeri, Georg von Békésy) vegyész és fizikus volt, aki nem orvosi szemmel közelített a hallószervünkhöz, hanem azokat a fizikai folyamatokat elemezte, amelyek lehetővé teszik a fül működését, és az általa érzékelt jelek feldolgozását. Felfedezéséhez kalandos életútja is hozzásegítette.

hang
Békésy György felfedezése nélkül ma talán hatékony hallókészülékek sem lennének. Fotó: Getty Images

A kalandok már gyerekkorában elkezdődtek, méghozzá apja miatt. Békésy Sándor bölcsészdoktor volt, aki azonban a közgazdaságtan felé fordult. Ennek köszönhette, hogy a Kereskedelmi Minisztérium iparfelügyelőjeként külföldi szaktudósító lehetett, nemzetközi tapasztalatai révén pedig az első világháború alatt a svájci magyar nagykövetség alkalmazottjaként dolgozhatott. Anyja, Mazaly Paula három gyermeknek adott életet, György volt a legidősebb, aki 1899. június 3-án született Budapesten. Miklós agrármérnökként Kossuth-díjat kapott 1954-ben. Lola pedig hozzáment Passuth László íróhoz (gyermekük, Passuth Krisztina Széchenyi-díjas művészettörténész professzor). Azaz Békésyék egyáltalán nem voltak hétköznapi család. Amit az is tetézett, hogy a gyerekek apjukkal magyarul, anyjukkal németül beszéltek, így György, amikor magyarul beszélt, mindvégig megőrizte német akcentusát.

München, Konstantinápoly, Bern

Apja kiküldetései miatt az elemi iskolát Münchenben (1904-1909) végezte, majd nyolcosztályos gimnáziumba már Konstantinápolyban, egy francia nyelvű jezsuita tanintézménybe járt. De nem fejezhette be, mert a nacionalista ifjú törökök puccsal megszerezték a hatalmat és a család jobbnak látta hazaköltözni. De szinte ki sem pakoltak, hamarosan Svájcban találták magukat, így a fiú Zürichben érettségizett. Végül 1917 őszén beiratkozott a Berni Egyetem kémiai szakára, ahol 1921-ben vegyész oklevelet szerzett. Hazaköltözött Magyarországra és 1923-ban a budapesti Pázmány Péter Tudományegyetemen Tangl Károlynál, a korszak egyik legnagyobb hatású fizikaprofesszoránál doktorált.

Békésy GyörgyBékésy György (1899-1972) a Nobel-díjjal

Fotó: Getty Images

Talán sohasem foglalkozott volna a hallás problémájával, ha az első világháború utáni zűrzavaros helyzet nem sodorja a Posta Kísérleti Állomásra, ahol lehetősége nyílt a kísérletezésre. Két év megszakítással (1925-26 között a Siemenshez kapott ösztöndíjat) egészen 1948-ig itt dolgozott, és távközléssel kapcsolatos kutatásokat végzett. Például feltalálta a pingelést, bár nem így hívta. Aki elég régóta internetezik, találkozhatott ezzel a fogalommal, amely egy kis adatcsomag elküldését jelenti egy távoli szerverre annak ellenőrzésére, hogy a válasz mennyi idő alatt érkezik meg. (Ebből következtetni lehet a hálózat stabilitására, működésére.)

Maga Békésy is megemlékezett erről a Nobel-díj átvételekor tartott előadásában. Elmondta, hogy abban az időben sok fontos telefonvonal haladt át Magyarországon és állandósultak a panaszok, hogy az ország nem tartja rendben a vonalait. Valahogy javítani kellett a hívásminőségen. "Eszembe jutott, hogyha egy zenész kipróbálja a hegedűjét, megpendít egy húrt, azonnal be tudja azt hangolni. Elméletileg, egy telefonvonalat megpendítve kell, hogy lehetséges legyen a hozzáférés minden adathoz, amit a (korábban alkalmazott - a szerk.) fáradtságos 20 perces teszttel elérhetünk. Ezért egy kis egyenfeszültség bekapcsolásával egy kattanást küldtem a vonalon keresztül, majd figyeltem a visszatérő jelet. Kiderült, hogy a kezelő kapcsolóján mindig van valami egyenfeszültség-különbség, és hamarosan képes lettem arra, hogy pusztán a kattanásokra figyelve pontosan megmondjam, melyik városban következett be vonalzavar. A kattanások lokalizálása után egy távolsági hívással a panasz megszűnt" - mesélt a megoldásról, a tulajdonképpeni pingről.

Egy másik munkája egy jó hangminőségű hallgató kifejlesztése volt, amihez meg kellett ismernie a fül működését. Ehhez külön tanulmányokat is folytatott. Akusztikai szakértővé vált, olyannyira, hogy az 1930-as években a Magyar Rádió stúdióinak akusztikus tervezésére is őt kérték fel.  Munkáját a tudományos életben is elismerték. 1933-ban a Pázmány Péter Tudományegyetem magántanára lett, 1940-ben pedig kinevezték a Gyakorlati Fizikai Intézet professzorává. A Magyar Tudományos Akadémia levelező tagja 1939-ben lett, majd 1946-ban rendes taggá választották.


Ebben az évben Békésy elhagyta Magyarországot, mert kísérleti laboratóriuma elpusztult a háború alatt, és a Karolinska Intézet lehetőséget kínált, hogy a kutatásait Stockholmban folytassa. Az ottani felszerelés azonban meg sem közelítette azt, ami Budapesten a rendelkezésére állt. A háború utáni helyzetben pedig nem sok remény volt rá, hogy a szükséges eszközöket megkaphassa. Két lehetősége volt, vagy hazatér - hiszen az egyetem nem hosszabbította meg külföldi kutatói státuszát -, vagy elfogadja a Harvard Egyetem ajánlatát. Ma már tudjuk, hogy Boston és a világhír felé vette az irányt.

Akkor érkezett meg Amerikába, amikor az újdonsült béke mámorában egy új világ felépítéséről ábrándoztak az emberek. Az Egyesült Államok volt a világháború egyértelmű győztese, hiszen a világ legerősebb gazdasági és ipari hatalmává vált. Mindenre volt elég pénz, ráadásul nem a romokon kellett újrakezdeni a munkát. Emiatt pezsgett a tudományos élet, és nem kellett szembenézni a politikai bizonytalansággal sem. Hasonló megfontolások miatt számos elismert tudós települt át akkoriban az Egyesült Államokba. A Harvard pszicho-akusztikai laboratóriumában Békésy is beletemetkezhetett abba a munkába, amely végül eldöntötte a vitát, hogy "hogyan hallunk".

Azt már akkor is tudták, hogy a belső fül csigaszervében (cochlea) a hang a hallóideg által hordozott elektromos jellé alakul át. Az embereknél a magas frekvenciájú (pl. 7000 Hz feletti) hangok a csiga spiráljának alsó részét gerjesztik, míg az alacsony frekvenciájú (pl. 400 Hz alatti) hangok a spirál csúcsát.

Évtizedek óta nagy vita folyt a vezető akusztikusok között arról, hogy ez hogyan is történik. A magyar tudós aztán szemléletesen bizonyította kutatásai alapján elméletét, amelyért 1961-ben megkapta a Nobel-díjat. Az Amerikai Akusztikai Társaság pedig amellett, hogy Békésyt kitüntette a legmagasabb elismerésével, az aranyéremmel, megalapította a von Békésy-díjat, amelyet a pszichológiai vagy fiziológiai akusztika kiemelkedő kutató tevékenységéért ítélnek oda. A szervezet megemlékezése ma is a tudósok tudósának nevezi. De mitől is lett a magyar professzor ilyen érdemdús?

Mit csinálnak a hullámok?

Munkájának megkezdésekor ahogy a többi tudós, ő is tisztában volt vele, hogy a hang azáltal jön létre, hogy a levegő molekuláinak rezgései megrezegtetik a baziláris membránt: a csiga belsejében található rugalmas szövetet. Ez stimulálja az érzékelő szőrsejteket, amelyek stimulálják a hallóideget. De az a mód, ahogy a baziláris membrán a hangra reagált, ellentmondásos volt.

Egyes kutatók úgy vélték, hogy a rezgések álló hullámként haladnak, mint például a pengetős gitárhúr mozgása. Mások úgy gondolták, hogy az egész cochlea mozog felfelé és lefelé, nem csak a baziláris membrán, vagy hogy csak a baziláris membrán mentén speciálisan hangolt rezonátorok reagáltak egy adott frekvenciára.

Megint mások szerint az utazó hullámok úgy működnek, mint a tó hullámai. Békésy rájött, hogy a négy hipotézis összefügg egymással: mindegyik lehetséges, attól függően, hogy a baziláris membrán mennyire hajlékony. Miután felismerte ezeket az összefüggéseket, számára az évtizedes rejtély megoldása a baziláris membrán mechanikai tulajdonságainak megértésévé vált.

Ő volt az első, aki végérvényesen megmutatta, hogy a hang a baziláris membrán mentén haladó hullámokká alakult át. Ennek a nemlineáris hullámnak az amplitúdója a frekvenciától függően a mintegy 30 mm hosszú járat más-más helyén éri el maximumát. Azaz munkájának köszönhetően pontosan tudjuk, hogy egy adott hang hogyan fogja gerjeszteni a csigát. Ez az áttörés döntő fontosságú volt a hallás és a hallás számos rendellenességének megértéséhez. Azt is megmutatta, hogy ez a hullám csak indító szerepet játszik a hangot érzékelő és közvetítő idegsejtek működésében, melyhez elektrokémiai források adnak energiát a csigában.

Békésy fizikusi végzettsége és hajlandósága, hogy szükség esetén szerszámot vegyen a kezébe, lehetővé tette, hogy másként gondolkodjon a csigáról, mint sok kollégája. A Harvardon elkészítette a csiga 3D mechanikai modelljeit. Ezek közül a legjelentősebb a német akusztikus, Erwin Meyer laboratóriumában kidolgozott modell módosítása volt. A cochleát 30 cm hosszú műanyag henger pótolta, amelyet vízzel töltöttek meg. A demonstrációs eszköz tartalmazott egy rugalmas "baziláris membránt" is.

A hallásromlás általában lassú folyamat, sok év is eltelhet anélkül, hogy a halláskárosodott tudatában lenne állapotának. Legtöbbször a környezetükben lévőknek tűnik fel, hogy családtagjuk egyre hangosabban hallgatja a tévét, nehezebben érti vagy félreérti, amit mondanak neki, vagy úgy tűnik, hogy nem figyel, pedig valójában csak nem hallja, ha szólnak hozzá. A WHO ajánlása szerint időnként mindenkinek ellenőriztetnie kellene a hallását, főleg a 60 év felettieknek, illetve azoknak, akik hangos munkakörnyezetben dolgoznak vagy hangos zenét hallgatnak. Részletek!

A membrán rezgésével tanulmányozni lehetett a gerjesztés mintázatát, és láthatóvá vált az utazó hullám. Ha a karját a hengerhez érintette, akkor pedig azt érzékelte, mintha a hallóideg izgatta volna a bőrét. Noha Békésy különféle technikákkal dolgozott, hogy megörökítse a baziláris membrán mozgását - például fényképeket készített -, azt tudni kell, hogy a lágy (de még hallható) hangok esetében a baziláris membrán kevesebbet mozdul el, mint amekkora a hidrogénatom átmérője. Ez volt az egyik oka, hogy a valóságosnál nagyobb modellt használtak.

Míg a hallástudomány és az akusztika sok más gondolkodója matematikai modellekre támaszkodott, Békésy ezeket szinte művészi absztrakciónak tekintette. Erőssége nem a szimbolikus érvelésben, hanem a mechanikában rejlett, és ez lehetett a kulcsa, hogy felismerte a baziláris membrán titkát - írja az Acoustics Today.

Azután, hogy 1961-ban megkapta a Nobel-díjat, Békésy még további hat évig folytatta munkáját a Harvardon, amíg a szigorú szabályok miatt nyugdíjba nem kényszerült. Szakított Bostonnal, de a távozásához az is hozzájárult, hogy az épület, amelyben a laboratóriuma volt, 1965-ben leégett. Ez a drámai esemény szinte egyértelművé tette egy újabb kaland kezdetét. Mivel mindig szerette a magányt (soha nem házasodott meg, és egész pályafutása alatt egyetlen posztdoktori hallgatója volt), hát olyan messzire költözött a Harvardtól, amennyire csak lehetett: Hawaii-ra.

Új lakhelyére talán az is vonzotta, amivel szabad idejében szívesen foglalkozott: keleti kultúrákkal ismerkedhetett, és szenvedélyének hódolva sajátos műtárgyakat gyűjthetett. De a Hawaii Egyetem hívását nyilván azért is fogadta el, mert létrehoztak számára egy, a nevét ma is viselő laboratóriumot, ahol 1972-ben bekövetkezett haláláig kutatott.

Hirdetés

Hogy érzi magát? Országos eredmény megtekintése >>
Hogy érzi magát?
Kirobbanó formában van? Válassza ki a lelki- és testi állapotához illő emojit és nézze meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!
Milyen most a lelkiállapota?
Letargikus vagyok
Kissé magam alatt vagyok
Kiegyensúlyozott vagyok
Jókedvű vagyok
Majd kiugrom a bőrömből
Hogy érzi magát?
Kirobbanó formában van? Válassza ki a lelki- és testi állapotához illő emojit és nézze meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!
Hogy érzi most magát fizikailag?
Teljesen hulla vagyok
Voltam már jobban is
Átlagos formában vagyok
Jól vagyok
Kirobbanó formában vagyok
Hogy érzi magát?
Lelkiállapot
Fizikai állapot
Legjobban:
Legrosszabbul:
További cikkek
Szóljon hozzá Ön is és olvassa el mások hozzászólásait

Humánmeteorológia

Humanmeterológia szolgaltatója

Fronthatás:
Nincs front

Maximum:
+23, +28 °C
Minimum:
+11, +16 °C

Hazánkban vasárnap délelőtt a napos időben gyorsan melegszik a levegő, csapadék nem lesz.

Egészséget befolyásoló hatások:
közepes, erős

Részletes adatok és előrejelzés

Tekintse meg az időjárási frontokat!Térképezze fel a pollen adatokat!

Kövesse a Házipatikát:

GyógyszerekGyógyszerkereső
GyógyszerHatóanyag