A kérgestest (corpus callosum) működési zavarainak vizsgálata: Esettanulmány a diákkutatások, mint a tehetséggondozás fontos módszerének alkalmazásáról

Abstract

In this article we present an investigation carried out during a high school project for talented students. During a two-year-long development we created an electronic device which is suitable for separate examination of the right and left cerebral hemispheres and cross-linked vision reflexes. The equipment was built with the purpose to point out people who have disturbances in the passage of the stimulus across the corpus callosum. The necessary technical equipment and the control and data analisator software were made by the research team. Testing of the device was made on average and corpus callosum problematic students. In the future the equipment can be applied as a diagnostic tool in the therapy of children with corpus callosum agenesia and dysgenesia. Összegzés: A jelen cikkben egy középiskolai tehetséggondozó projekt során végzett kutatást mutatunk be. A két évig tartó fejlesztés eredményeképpen olyan elektronikus eszközt építettünk, amely alkalmas a jobb és a bal agyfélteke által irányított, valamint keresztezett látási reflexek elkülönített vizsgálatára. A berendezés azzal a céllal készült, hogy ki tudjuk szűrni azokat a személyeket, akiknél az ingerület áthaladása a corpus callosumon valamiféle zavart szenved. Az ehhez szükséges technikai berendezést, valamint a vezérlő és adatfeldolgozó software-t a kutatócsoport alkotta meg. A kész eszköz tesztelését átlagos, valamint kérgestesti problémával küzdő személyeken végeztük. A diagnosztikai célra is használható berendezés a jövőben alkalmas lehet corpus callosum agenesiában és corpus callosum dysgenesiában szenvedő gyermekek korai diagnosztizálására. I. Bevezetés és pedagógiai vonatkozások A szentendrei Ferences Gimnázium tehetséggondozó programjának fontos eleme az olyan diákkutatások szervezése, amelyek a mentortanárok (zömében a Ferences Kutató tanárok Tudományos Körének tajgai) egyetemeken vagy más kutatóhelyeken végzett tudományos tevékenységébe való bekapcsolódás révén bevezeti a tanulókat a tudomány módszertanába, úgy, hogy eközben tevékenyen hozzájárulhatnak az eredmények megszületéséhez (MÉSZÁROS 2015a). A természettudományos diákkutatásokat elsősorban a Pintér Ernő Tudományos Diákkör fogja össze, amely a Ferences Gimnázium hajdani, nemzetközi hírű biológus tanáráról kapta a nevét (SUBAI & FEHÉR 2002). 1 http://acta-pinteriana.hu/a0/fkttk.html ISSN 2416-2124 http://real-j.mtak.hu/view/journal/Acta_Pintériana.html 6 1. ábra. Ősmaradványgyűjtés egy korábbi tehetséggondozó csoport terepi munkája során a bükki Vaskapu-barlangban. 2. ábra. A fenti gyűjtés eredményének feldolgozása az iskola akkori biológia szaktantermében. Acta Pintériana 4. 2018. doi:10.29285/actapinteriana 7 1. Kutatómunka a Pintér Ernő Tudományos Diákkörben a. Kezdeti kutatások A Tudományos Diákkör munkája az első időkben leginkább a szakkörvezető (Mészáros Lukács) szakterületéhez kapcsolódott. Először 1994 nyarán csatlakoztunk ahhoz az őslénytani kutatótáborhoz, amelyet Dr. Hír János, a Pásztói Múzeum igazgatója szervezett. Az ezt követő években a Diákkör önálló kutatásokat is végzett ezen a területen (1-2. ábra), amelyek jelentősen hozzájárultak a hajdani élővilág és környezet felderítéséhez (MÉSZÁROS 2004). Az ősi ökoszisztémák kutatása a későbbiekben is az érdeklődés fókuszában maradt. Munkánk során együttműködtünk az Eötvös Loránd Tudományegyetem Őslénytani Tanszékével és a Magyar Természettudományi Múzeum Őslénytani és Földtani Tárával. Eredményeik bemutatásával az elmúlt csaknem negyed században a diákok több ízben is előkelő helyezéseket értek el pályázatos tanulmányi versenyeken. A munka tudományos színvonalát tekintve nagy előrelépésnek számított, hogy a 20092010. tanévben „Ökoszisztéma változások kutatása a fosszilis bükki és recens alpi faunák összevetésével” című projektünk elnyerte az Útravaló Ösztöndíjprogram, Út a Tudományhoz Alprogram támogatását (3. ábra). A projektre való hivatkozással jelentős tudományos publikációk készültek (MÉSZÁROS 2010, MÉSZÁROS 2011). 3. ábra. Laboratóriumi munka az UT-2014/2015-0001 projekt során. Hasonlóan eredményes volt a 2014-15. tanévben futó Út a Tudományhoz projektünk (UT2014/2015-0001) amely a Magyar Tudományos Akadémia, a Magyar Természettudományi Múzeum és az Eötvös Loránd Tudományegyetem közös kutatócsoportjának OTKA K104506 számú, 20132017. évi projektjéhez kapcsolódott. Ennek címe: „Magyarország legjelentősebb középső-pleisztocén szárazföldi lelőhelyének (Somssich-hegy 2, Villány) taxonómiai, tafonómiai, paleoökológiai és ISSN 2416-2124 http://real-j.mtak.hu/view/journal/Acta_Pintériana.html 8 rétegtani vizsgálata” (PAZONYI et al. 2018). Az OTKA projekt munkáját a diákkör tagjai az ősmaradvány-anyag válogatásával, előzetes meghatározásával és bizonyos csoportok paleoökológiai feldolgozásával segítették. Az eredmények a diákkör munkájára való hivatkozással jelentek meg a publikációkban (MÉSZÁROS 2014, 2015a, 2015b, BOTKA & MÉSZÁROS 2015). 4. ábra. Az UT-2014/2015-0001 projekt ösztöndíjasai 24. Ifjúsági Tudományos és Innovációs Tehetségkutató Versenyen, ahol a „Kiemelten dícséretes kategóriában” végeztek (fent) és a jelen cikkben bemutatott UT-2017-0012 ösztöndíj kutatói az idei (27.) versenyen, ahol első díjat nyertek (lent). Acta Pintériana 4. 2018. doi:10.29285/actapinteriana 9 Ez utóbbi pályázat azért is fontos volt a tehetséggondozó program számára, mert ennek során történt először, hogy diákjaink önálló publikációban mutatták be eredményeiket (FÉLEGYHÁZI & LENGYEL 2017), valamint 2015-ben ebben a témában indultunk a 24. Ifjúsági Tudományos és Innovációs Tehetségkutató Versenyen, amelynek tapasztalatai megalapozták a jelen cikkben bemutatott projekt sikerességét (4. ábra). Az Innovációs Versennyel kapcsolatos szaktanári teendőket a szerzők közül Trembeczki Mária végezte. b. A neurobiológiai kutatások megjelenése A Pintér Ernő Tudományos Diákkör mentortanára 2015-2020. évi kutatótanári programjának részét képezte az a felmérés, amelynek során a Tudományos Diákkörből egyetemekre került diákokkal készült interjúkon keresztül felmérte, hogy a fiatalok milyen változtatásokat látnának hasznosnak a szakkör működésével kapcsolatban. A válaszok alapján az egyik legfontosabb változtatási igény a kutatások témájával kapcsolatban merült fel. A volt diákkörösök túlságosan szűknek találták a paleontológiai-ökológiai szakterületet és szívesen vették volna, ha a témaválasztásban nagyobb szabadságot élvezhenek. Ez az információ vezetett oda, hogy 2016-ben már teljesen a tanulók igényeihez igazítottuk a témákat. A jelen cikkben bemutatott projekt kutatói (Matányi Marianna és Kákonyi Marcell) olyan területet kerestek, amely egyrészt az idegrendszer működésével kapcsolatos, másrészt jelentős informatikai vonatkozása is van. Ez a kombináció jól illeszkedett a kutatópáros affinitásához és előrevetítette annak lehetőségét, hogy a team-munkában kiválóan kiegészítik egymást. Az idegrendszerrel kapcsolatos téma egyébként nem idegen iskolánk tehetséggondozó tevékenységétől, hiszen az elmúlt több mint egy évtized során számos tanulónk nyerte el a Ramón y Cajal ösztöndíjat és végzett már gimnazistaként ilyen jellegű kutatásokat az Oxfordi Egyetem vagy a Magyar Tudományos Akadémia neurobiológiai kutatólaboratóriumaiban. Hogy az idegrendszeri kutatások középiskolai tudományos diákkör keretein belül is megvalósíthatók, azt jól bizonyítja, hogy Matányi Marianna és Kákonyi Marcell első díjat nyert a 27. Ifjúsági Tudományos és Innovációs Tehetségkutató Versenyen és ezzel elnyerték a jogot, hogy két társukkal együtt ők képviseljék hazánkat Dublinban, a szeptemberi “30. EU Contest for Young Scientists” elnevezésű nemzetközi tudományos megmérettetésen (MATÁNYI & KÁKONYI 2018). 2. Pedagógiai vonatkozások A tanulók számára a kutatómunka a korszerű és kritikus szemléletű infomációgyűjtésbe, a logikus (analitikus és szintetizáló) gondolkodásba és tudományos világszemléletbe jelent bevezetést. Tapasztalatot szereznek a team-munka különféle aspektusairól: az együttműködő, vagy éppen az irányító szerepről. Legtöbben közülük tudományos pályát választanak. Komoly motivációt jelent számukra, hogy korábbi diákkörösök, már mint sikeres kutatók beszámolnak nekik eredményeikről és az előttük megnyíló lehetőségekről. A diákköri nevelés összhangban van az iskola fő elveivel, amelyek között kiemelt helyen szerepel a rendalapító Assisi Szent Ferenc („az ökológia védőszentje”) szellemében az egész teremtett világ testvérként való szeretetének és tiszteletének átadása. A paleoökológiai kutatásokban a diákok azért dolgoznak lelkesen, mert ezek a vizsgálatok hozzájárulhatnak a jelenleg is zajló környezeti változások pontosabb felderítéséhez, és így a káros következmények megelőzéséhez. Nagyon lelkesíti őket, hogy eredményeikkel áttételesen „a természet megmentését” segíthetik. A ferences felfogás még inkább megmutatkozik abban a törekvésben, amellyel a jelen projekt kutatói a segítségre szoruló gyermekek felé fordulnak. Hiszen a kicsinyekre való figyelés és a róluk való gondoskodás még a természet szereteténél is jobban jellemezte Assisi Szent Ferencet. ISSN 2416-2124 http://real-j.mtak.hu/view/journal/Acta_Pintériana.html 10 II. A „Cervelox 2.0” projekt bemutatása 1. A kutatás előzményei Az itt bemutatott projekt kutatói a szentendrei Ferences Gimnázium tanulói. A kutatás a Ferences Ösztöndíjprogram 2016-2017. évi kutatásaként indult el (5. ábra) és az 2017-2018 ösztöndíjas időszakban is folytatódott. Ugyanakkor a kutatás az Útravaló Ösztöndíjprogram Út a Tudományhoz alprogramjában a 2017-2018-as tanévre elnyert UT-2017-0012 számú projektnek is részét képezi. Ebben iskolánk együttműködő partnere az Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Karának Embertani Tanszéke. 5. ábra. A jelen projekt kutatói munka közben a 2016-2017-es ösztöndíjas időszakban. A Ferences Ösztöndíjprogram 2016-2017 évi ösztöndíjas kutatásában a kezdeti cél az agyféltekék aszimmetrikus működésének tanulmányozása volt egy általunk fejlesztett reflexidő mérő berendezés (hardware és software) segítségé