T A N U L M Á N Y O K
A
S E J T K É P
S Z E M L É L E T É N E K A
X X .
A L A K U L Á S A
S Z Á Z A D B A N
MICZBÁN IZABELLA
X S ^ ö z e ! m á s f é l é v s z á z a d a ( 1 8 3 8 — 1 8 3 9 ) a l a k u l t m e g az e g é s z é l ő v i l á g r a
érvényes
sejtteoria, a m e l y a n ö v é n y i é s á l l a t i szervezetek e g y s é g e s é r t e l m e z é s é r e , k ö z ö s
néző
p o n t b ó l t ö r t é n ő s z e m l é l e t é r e i r á n y u l t [6, 2 2 ] . A sejttan i l l e t ő l e g ezzel k a p c s o l a t o s a n
a s e j t k é p s z e m l é l e t é n e k egyenes
fejlődése
a m i k r o s z k ó p o s a n a t ó m i a i r á n y á b a n t ö r t é n t . A M o r g a g n i t ó l (1682—1771) s z á r m a z ó a n a t ó m i a i g o n d o l a t V i r c h o w (1821—1902) c e l l u l a r p a t h o l o g i á j á b a n
nyert betetőzést.
K ö r ü l b e l ü l ezidőtájt jelentkeztek olyan törekvések, amelyek k ó r o s s e j t a l a k o k b ó l k ö vetkeztettek b e t e g s é g i f o l y a m a t o k r a [ 2 4 ] . A c y t o l o g i a g y a k o r l a t i v e t ü l e t é v e l , a c y t o d i a g n o s z t i k a k e z d e t i m e g j e l e n é s é v e l á l l u n k szemben. A főcél az o n k o c y t o d i a g n o s z t i k a v o l t , vagyis a m a l i g n u s d a g a n a t o k k o r a i diagnosisa a „ s p e c i f i k u s t u m o r s e j t " fel t é t e l e z é s e a l a p j á n . M i u t á n ez a h y p o t h e s i s t a r t h a t a t l a n n a k b i z o n y u l t , a c y t o d i a g n o s z t i k a egy i d ő r e h á t t é r b e s z o r u l t , n e m kis r é s z b e n é p p e n a klasszikus c e l l u l a r p a t h o l o g u sok n y o m á s á r a , a k i k b i z a l m a t l a n o k v o l t a k az ú j v i z s g á l ó m ó d s z e r r e l szemben, m i v e l a c y t o d i a g n o s z t i k a i kenetek n é l k ü l ö z t é k a s z ö v e t t a n i k é p ö s s z e f ü g g ő , v i z u á l i s i n f o r m á c i ó i t . C s u p á n s z á z a d u n k m á s o d i k n e g y e d é b e n , P a p a n i c o l a o u (1883—-1962) f e l l é p é s e hozta m e g a k l i n i k a i c y t o l o g i a , a c y t o d i a g n o s z t i k a r e n e s z á n s z á t . A z ú n . k l a s s z i k u s s z ö v e t t a n r ö g z í t e t t é s festett k é s z í t m é n y e k a l a p j á n v i z s g á l t a a sej tek é s s z ö v e t e k s t r u k t ú r á j á t . A k l a s s z i k u s c y t o l o g i a a p o n t o s a n k i d o l g o z o t t m i k r o t e c h n i k a a l a p j á n r e p r o d u k á l h a t ó s e j t k é p e k e t p r o d u k á l t . Jellemezheti ezt az á b r á z o l á s m ó d o t N i s s l n e k az i d e g s e j t r ő l f e l á l l í t o t t a e q u i v a l e n s k é p e l g o n d o l á s a . E z a l a t t é r t j ü k az idegsejtnek azt a m i k r o s z k ó p o s k é p é t , amelyet egy m e g h a t á r o z o t t m ó d o n j e l ö l t á l l a t s z ö v e t e i b e n , az i d e g s z ö v e t m e g h a t á r o z o t t m i k r o t c c h n i k a i k e z e l é s e u t á n ,
meghatáro
zott feltételek mellett k ö v e t k e z e t e s szabályszerűséggel é s z l e l h e t ü n k . K é t s é g k í v ü l k o r r e k t m e g á l l a p í t á s , n e m a sejtet, h a n e m a sejtnek m i n t e g y a n a l ó g i á j á t l á t j u k . A k o r r e k t módszerek korrekt e r e d m é n y e k e t szolgáltak, szilárd alapokra helyezték a morfológiát. E s z i l á r d a l a p o k a z o n b a n m e r e v e k is v o l t a k , a m e l y e k e n a t o v á b b i f e j l ő d é s
megrekedt
[7, 14, 16]. Ebben a p e r i ó d u s b a n
a morfológiát
sokan befejezett
tudománynak
tekintették.
E z i d ő t á j t a l a k u l t k i az a „ s z á l l ó i g e " : „ E i n A n a t o m i s t e n t w e d e r f a u l , o d e r d u m m . " A t u d o m á n y t ö r t é n e t ismer a n a l ó g eseteket. K ö z t u d o t t , h o g y a fiatal P l a n c k o t le a k a r ták beszélni a
fizikusi
p á l y á r ó l , m i v e l k á r lenne t e h e t s é g é t egy o l y a n befejezett t u d o
m á n y r a p a z a r o l n i , m i n t a fizika. S z e r e n c s é r e sem P l a n c k n e m f o g a d t a m e g a t a n á c s o t , é s s z e r e n c s é r e a k a d t a k m o r f o l ó g u s o k , a k i k é s z r e v e t t é k a z s á k u t c á t é s m e g is v o l t b e n n ü k a k é p e s s é g , h o g y a h o l t p o n t o n á t l e n d ü l j e n e k . H a z á n k b a n az u t ó b b i á l l á s p o n t o t k é p v i s e l t e a H u z e l l a i s k o l a , a m e l y n e k k e r e t é b e n T ö r ő , K i s z e l y , L e n g y e l é s V a d á s z az á l t a l á n o s biológiai szemlélet k e r e t é b e n foglalkoztak a s e j t p r o b l é m á v a l .
Szentágothai
és t a n í t v á n y a i Huzella „Meglátni,
a
a funkcionális
anatómiai
Galilei-elv
analógiájára
ami
és láthatóvá
látható
a
szemléletet
morfológiai
tenni, ami
nem
vitték
az
kutatások látható
orvosi
köztudatba.
jelmondatává
tette:
[6].
E n n e k az elvnek j e g y é b e n f o g l a l h a t ó k ö s s z e r ö v i d e n a z o k a q u a l i t a t i v j e l l e g ű k u t a t á s o k , a m e l y e k a sejtek ú j s z e r ű b b , é l e t t e l j e s e b b á b r á z o l á s á v a l , s z e m l é l e t e s e b b
meg
közelítésével foglalkoztak. A t ú l é l ő sejtek é s s z ö v e t e k v i z s g á l a t á n a k t ö k é l e t e s e b b e n k i d o l g o z o t t é s m e g a l a p o z o t t f o r m á j a a s z ö v e t t e n y é s z t é s . Ezt az e l j á r á s t i n t é z m é n y e s e n H u z e l l á é k h o n o s í t o t t á k meg h a z á n k b a n . A s e j t é l e t f o l y a m a t o k
megfigyelését mikrokinematografiai ú t o n rög
z í t e t t é k , a l a s s ú f o l y a m a t o k n á l i d ő ö s s z e v o n á s s a l , a gyors t ö r t é n é s e k n é l a f e l v é t e l i i d ő megrövidítésével dolgozva. E
filmek
v e t í t é s e a n n a k i d e j é n n e m z e t k ö z i l e g is e l i s m e r t ,
r e v e l á c i ó s z e r ű é l m é n y t o k o z o t t a „ f e s t e t t k é p e k " u t á n , m e l y e k e t a klasszikus s z ö v e t tan p r o d u k á l t [6, 9 ] . N y i l v á n v a l ó lett, m e n n y i r e é r t é k e s e k a c y t o l o g i a s z á m á r a a z o k a a m e l y e k e t az é l ő , a m i k r o t e c h n i k a b e a v a t k o z á s a i t ó l A
natív preparátumok
mikroszkópos
megfigyelések,
m e g k í m é l t sejteken
végzünk.
k é p e a z o n b a n igen k o n t r a s z t s z e g é n y ,
mivel
ezek a k é s z í t m é n y e k a f é n y f á z i s á t b e f o l y á s o l j á k , azt a t u l a j d o n s á g o t , a m e l y r e s z e m ü n k k e v é s b é é r z é k e n y . E l l e n t é t b e n a festett k é s z í t m é n y e k k e l , a m e l y e k a f é n y i n t e n z i t á s á t változtatják,
amelyre s z e m ü n k é r z é k e n y . O l y a n e l j á r á s l e t t t e h á t k í v á n a t o s ,
amely
a kis f á z i s k ü l ö n b s é g e k e t i n t e n z i t á s k ü l ö n b s é g e k a l a k j á b a n t o l m á c s o l j a . Ezt a p r o b l é m á t o l d o t t a m e g a f á z i s k o n t r a s z t e l j á r á s ( Z e r n i k e 1935), a m e l y a m i k r o s z k ó p o b j e k t í v é n e k egy f á z i s l e m e z k e k ö z b e i k t a t á s a ú t j á n t ö r t é n ő á t a l a k í t á s á v a l v a l ó b a n k o n t r a s z t d ú s a b b képeket adott. A f á z i s k o n t r a s z t - e l m é l e t k i d o l g o z á s a t o v á b b i f e j l ő d é s t t e t t l e h e t ő v é . Ismeretes lett, h o g y m i n d e n m i k r o s z k ó p b a n a k é p a l k o t á s az el nem h a j l í t o t t é s az e l h a j l í t o t t
fény
h u l l á m o k interferenciája f o l y t á n j ö n létre. M í g a h a g y o m á n y o s m i k r o s z k ó p b a n maga a t á r g y b o n t j a fel a m e g v i l á g í t ó f é n y h u l l á m o t a r é s z h u l l á m o k r a , az ú j o n n a n k o n s t r u á l t i n t e r f e r e n c i a m i k r o s z k ó p b a n (1955, 1971) a m e g v i l á g í t ó f é n y h u l l á m o t a t á r g y t ó l f ü g getlen b e r e n d e z é s v á l a s z t j a s z é t k é t vagy t ö b b koherens r é s z h u l l á m r a . I t t n e m
csupán
a hirtelen vastagság- és t ö r é s m u t a t ó v á l t o z á s o k kontrasztosak, hanem l á t h a t ó k a foly t o n o s á t m e n e t e k is [ 3 ] . A z e d d i g i s m e r t e t e t t q u a l i t a t i v j e l l e g ű , d i r e k t , fizikai m ó d s z e r e k m e l l e t t u g y a n c s a k a m i k r o s z k ó p o s d i m e n z i ó k o n b e l ü l , s z i n t é n q u a l i t a t i v j e l l e g g e l , de i n d i r e k t ,
kémiai
m ó d s z e r e k k e l d o l g o z i k a c y t o k é m i a . F e l a d a t a kisebb r é s z b e n a m i k r o t e c h n i k a i e l j á r á s o k m e c h a n i z m u s á n a k f e l t á r á s a , f ő c é l j a a z o n b a n a sejtek tételének, struktúrájának, valamint
fiziológiájának
finomabb
kémiai össze
t a n u l m á n y o z á s a [12, 15].
A „ l á t h a t ó v á tenni, a m i nem l á t h a t ó " elvi célkitűzés s z á m á r a a s z u b m i k r o s z k ó p o s d i m e n z i ó k f e l t á r u l á s a ú j a b b l e h e t ő s é g e k e t a d o t t az i n d i r e k t é s d i r e k t m ó d s z e r e k k e l . E l ő b b i e k e s z k ö z e a p o l a r i z á c i ó s o p t i k a i a n a l í z i s (1938) é s a r ö n t g e n s p e k t r o g r a f (1939), az u t ó b b i a k é az e l e k t r o n m i k r o s z k ó p o s v i z s g á l a t (1932) [3, 1 0 ] . A t r a n s z m i s s z i ó s e l e k t r o n m i k r o s z k ó p f e l é p í t é s e a f é n y m i k r o s z k ó p a n a l ó g i á j á r a t ö r t é n t . A z A b b é - f é l e egyen let é r t e l m é b e n a f é n y m i k r o s z k ó p o k
200 n a n o m é t e r e s f e l o l d ó k é p e s s é g é v e l
szemben
az e l e k t r o n m i k r o s z k ó p o k f e l o l d ó k é p e s s é g e 0,1—0,2 n a n o m é t e r . A t é r h a t á s ú vagy s c a n n i n g e l e k t r o n m i k r o s z k ó p b a n (1968) a k o n c e n t r á l t e l e k t r o n s u g á r n y a l á b o t e l t é r í t ő tekercsek s e g í t s é g é v e l p á s z t á z ó m o z g á s r a
kényszerítik
[19].
í g y p o n t r ó l p o n t r a l e t a p o g a t j á k a v i z s g á l a n d ó t á r g y f e l s z í n é t . A t á r g y f e l s z í n é b e csa p ó d ó e l e k t r o n o k h a t á s á r a k i s e b b e n e r g i á j ú , s z e k u n d é r e l e k t r o n o k h a g y j á k el a t á r gyat. E z e k e t a d e t e k t o r g y ű j t i ö s s z e , é s a m e n n y i s é g i v á l t o z á s o k e l e k t r o m o s j e l l é ala-
kulnak. A felerősített és a k a t ó d s u g á r c s ö v e s k é p m e g j e l e n í t ő b e j u t o t t jelek n y o m á n a k é p e r n y ő n p o n t r ó l p o n t r a k i r a j z o l ó d i k a t á r g y k é p e . F e l o l d ó k é p e s s é g ü k 1-2 n a n o méter. A scanning m i k r o s z k ó p o k n a k
közismert, kétségkívül szuggesztív hatású és i m p -
r e s s z i o n á l ó k é p e i v e l l e z á r h a t j u k a sejt m e g j e l e n í t é s é n e k azt a f o r m á j á t , amelyet a q u a litativ jellegű morfológiai vizsgálatok n y ú j t a n a k a sejtkép szemléletének s z á m á r a . A morfológiai vizsgálatok türelmet, j ó megfigyelést, a vizuális perception a l a p u l ó folyamatos asszociációt és differenciálást, biztos ítélőképességet és nem utolsó sorban b i z o n y o s m o r f o l ó g i a i i n t u í c i ó t is k ö v e t e l n e k . T e h á t r e n d k í v ü l i d ő - é s e n e r g i a i g é n y e s , mindamellett mégis szubjektív jellegű vizsgálatok. E vizsgálatoknak objektiválására é s Ökonomik usabbá
tételére i r á n y u l ó régi t ö r e k v é s e k n e k
nem annyira a konformista
b i z t o n s á g é r z e t , h a n e m i n k á b b az e g z a k t s á g i g é n y e v o l t a f ő i n d í t é k a . A z o b j e k t i v á l á s a qualitativ adatok q u a n t i t a t í v v á tételét jelentette. Ú j r a
előtérbe
került a Galilei-féle elv: „ m é r h e t ő v é tenni, a m i n e m m é r h e t ő . " A s t r u k t ú r á k leíró morfológiájának és b i o k é m i a i analízisének vizsgálati
irányaiból
a l a k u l t k i a q u a n t i t a t i v h i s t o k é m i a , a m e l y n e k c s ú c s p o n t j á t a Caspersson k l a s s z i k u s k u t a t á s a i n a l a p u l ó m i k r o s p e k t r o c y t o f o t o m e t r i a (1950) j e l e n t e t t e . L é n y e g é b e n a m i k r o s z k ó p o s k é t f o t o m e t r i z á l á s á r ó l v a n s z ó . A v i z s g á l a n d ó sejt egy
mikroküvettának
f o g h a t ó f e l , a b e n n e l é v ő a b s z o r b e á l ó a n y a g egy h í g o l d a t n a k . I s m e r t h u l l á m h o s s z ú m e g v i l á g í t ó sugarak e s e t é b e n a s u g á r e l n y e l é s b ő l k ö v e t k e z t e t h e t ü n k anyagunk ö s s z e t é t e l é r e , q u a l i t a t i v e az a b s z o r b c i ó s s p e k t r u m b ó l , q u a n t i t a t i v e a L a m b e r t — B e e r t ö r v é n y a l a p j á n [ 1 5 , 17, 18]. E z az e l j á r á s , j ó l l e h e t a m ű s z e r e s a n a l í z i s i g e n magas f o k á r a e m e l k e d e t t , m é g s e m tudta kielégíteni a quantitativ morfológiai igényeket. K i t ű n t u i . , hogy a d i s z k r i m i n á l ó , m e g k ü l ö n b ö z t e t ő i n f o r m á c i ó k n e m m i n d i g a sejtben f e l h a l m o z ó d o t t anyag m e n n y i ségétől, hanem i n k á b b annak strukturális e l r e n d e z ő d é s é t ő l
függnek.
N y i l v á n v a l ó l e t t , h o g y a m i k r o s z k ó p o s k é p e t e l v e t n i n e m lehet, c é l s z e r ű a n n a k i n k á b b egy ú j a b b s z e m l é l e t ű , t o v á b b i f e l d o l g o z á s r a kidolgozni. roszkóp
M e g f e l e l ő erre az i n f o m á c i ó e l m é l e t .
egy i n f o r m á c i ó
k ö z v e t í t ő csatorna,
alkalmas megközelítési
formáját
E meggondolások alapján a mik
a tárgy
a bemenő, a kép a kimenő
j e l . A m i k r o s z k ó p o s k é p a l k o t á s b a n az i n f o r m á c i ó k h o r d o z ó j a a f é n y , k ó d o l ó j a a f é n y f r e k v e n c i á j a , a m p l i t ú d ó j a , f á z i s a , p o l a r i z á c i ó s á l l a p o t a . A d e k ó d o l á s t a szem v é g z i , mégpedig a fázisban és a polarizációs á l l a p o t b a n k ó d o l t információkat a fáziskont raszt é s i n t e r f e r e n c i a , i l l e t ő l e g a p o l a r i z á c i ó s m i k r o s z k ó p o k t r a n s z f o r m á l j á k a s z e m értékelése, illetőleg d e k ó d o l á s a s z á m á r a . A frekvencia és a m p l i t ú d ó
szempontjából
a d e k ó d o l á s a festett k é s z í t m é n y e k a l a p j á n t ö r t é n i k . M a g a a k é p k ü l ö n b ö z ő o p t i k a i s ű r ű s é g ű t e r ü l e t c l e m e k m e g h a t á r o z o t t e l r e n d e z ő d é s é b ő l áll [ 3 ] . A z egyes e l e m e k b ő l j ö v ő i n f o r m á c i ó k a t az a g y v e l ő a s s z o c i a t í v j e l l e g g e l , k ö z v e t l e n ü l kapcsolja a m e g l é v ő tudattartalomhoz. A m i k r o s z k ó p o s k é p n e k ez az i n f o r m á c i ó e l m é l e t i m e g v i l á g í t á s a megegyezik a N i s s l féle a e q u i v a l e n s k é p
koncepcióval:
a mikroszkópos
a t á r g y n a k mintegy biológiai analógiáját
képen
nem a tárgyat,
hanem
látjuk.
A C y t o a n a l y z e r v o l t az a m ű s z e r , a m e l y b e n e l ő s z ö r k í s é r e l t é k m e g ezt a b i o l ó g i a i a n a l ó g i á t e l e k t r o o p t i k u s a n a l ó g i á v á a l a k í t a n i ( 1 9 5 5 ) , é s ezt v i t t é k t o v á b b g é p e s e l e m z é s r e [ 4 , 5, 11, 2 1 ] . (1.
A z á t a l a k í t á s i f o l y a m a t o t s e m a t i k u s a n m u t a t j a a 2. ábra.
A fény áthalad a vizsgá
l a n d ó a n y a g o n é s a m e c h a n i k u s f e l é p í t é s ű l e t a p o g a t ó n , i n n e n egy kerül,
amelynek
közvetítésével
az
számító
ábra)
átengedett
illetve
fénysokszorozóra
elnyelt f é n y n e k
megfelelően
2. ábra. A scanner egyik n y í l á s á n a k megfelelően keletke zett fotoelektromos á r a m (Tolles W . E. n y o m á n , Trans N . Y . Acad. Sei. 1955, 17, 250.)
e l e k t r o m o s á r a m k e l e t k e z i k . A c o m p u t e r n e k , a s z á m í t ó g é p n e k az a feladata, az é r k e z e t t j e l e k e t aszerint, h o g y m i l y e n a d a t o k a t t á p l á l t a k , elfogadja vagy
hogy vissza
dobja. G y a k o r l a t b a n a k é s z ü l é k h e z f ű z ö t t r e m é n y e k n e m v á l t a k be, t ö b b e k k ö z t a z é r t , mert a m ű s z e r n e k adott biológiai p r o g r a m o z á s nem volt megfelelő. í g y a Cytoanalyzer, amely t ö b b k é s z í t m é n y b e n nagy s e j t p o p u l a t i ó n a k
e l ő s z ű r é s é t tette v o l n a l e h e t ő v é ,
é s így a r r a lett v o l n a h i v a t v a , h o g y az o n k o c y t o d i a g n o s z t i k a i m u n k á t ö k o n o m i k u s a b b á tegye, m a m á r e l a v u l t n a k t e k i n t h e t ő . Ennek ellenére a sejtképről alkotott szemléletünk történeti tárgyalásából h a g y h a t ó k i . A z o p t i k a é s e l e k t r o n i k a t e r ü l e t é n h a t á r k ö v e t é s egyben
mégsem
fordulópontot
j e l e n t e t t , k o n s t r u k c i ó j á n a k helyes elveit f e l h a s z n á l t á k a t o v á b b i k u t a t á s o k [ 1 3 ] . Ezek m o s t m á r kifejezetten a b b a n az i r á n y b a n t ö r t é n t e k , h o g y m a g á t a m i k r o s z k ó p o s k é p e t t o v á b b í t s á k a k o m p u t e r b e . A z v o l t az a l a p v e t ő e l k é p z e l é s , h o g y h a egy sejt m i k r o s z k ó p o s k é p é b e n lévő összes i n f o r m á c i ó bejut a komputerbe, a k k o r a k o r s z e r ű e s z k ö z ö k l e h e t ő v é teszik, h o g y a sejteket m o r f o l ó g i a i j e l l e g z e t e s s é g ü k a l a p j á n o b j e k tíven bíráljuk el. A k u t a t á s o k egy r é s z e e g z a k t a b b , d i f f e r e n c i á l ó b b , m á s s z ó v a l a s e j t t í p u s o k a t j o b b a n m e g k ü l ö n b ö z t e t ő paraméterek után, másrészt a technológiai eljárások tökéletesítése i r á n y á b a n i n d u l t a k el. A z lett a c é l , h o g y a m i k r o s z k ó p o s k é p e t s z á m j e g y e k s o r o z a t á r a a l a k í t s á k á t . A t e c h nológiai analógia i t t a fényképezés folyamata volt. Ez u t ó b b i n á l tudvalevőleg a képet egy f é n y é r z é k e n y a
filmnek
rétegbe visszük
lokális, kisebb-nagyobb
át. A k ü l ö n b ö z ő
optikai sűrűségű
területeknek
m é r t é k ű e l s ö t é t e d é s e felel meg. A z e l s ö t é t e d é s e k
h e l y e t t a m i k r o s z k ó p o s k é p k ü l ö n b ö z ő o p t i k a i s ű r ű s é g ű p o n t j a i t egy-egy s z á m j e g g y e l j e l ö l i k . A s z á m j e g y e k e l r e n d e z ő d é s é b ő l a l a k u l k i a k o m p u t e r s z á m á r a egy s z á m j e g y e k b ő l á l l ó , d i g i t á l i s s á t e t t k é p (1968) [ 8 ] . A készülék m ű k ö d é s e röviden a k ö v e t k e z ő k b e n foglalható össze. A vizsgáló kivá lasztja a t ü z e t e s e b b e n m e g v i z s g á l a n d ó sejtet. A l e t a p o g a t á s e l e k t r o n i k u s k o n t r o l l a l a t t t ö r t é n i k , f é n y f o r r á s n a k k a t ó d s u g á r c s ö v e t h a s z n á l v a . A f é n y i n t e n z i t á s á t i t t is b e f o l y á solja az o b j e k t u m , a m e l y e n a f é n y á t h a l a d v a f é n y s o k s z o r o z ó r a k e r ü l , é s i t t is e l e k t r o m o s j e l l é a l a k u l . Szerepel a z o n b a n m é g egy f é n y s o k s z o r o z ó , a m e l y k ö z v e t l e n ü l a k a t ó d s u g á r c s ő f é n y é t é r z é k e l i , t e h á t ez a s u g á r n e m m e g y á t az o b j e k t u m o n . A k é t f é n y intenzitásának
különbsége reprezentálja
a k é s z í t m é n y b e n észlelt o p t i k a i s ű r ű s é g ű
k ü l ö n b s é g e k e t . E z t az ú j a b b a n a l ó g j e l e t f o r d í t j á k á t b i n á r i s s z á m j e g y e k k é . A b i n á r i s s z á m j e g y , a b i n a r y d i g i t , a b i t , az i n f o r m á c i ó e g y s é g e . A C Y D A C , azaz C y t o p h o t o m e t r i c Data C o n v e r s i o n n e v ű b e r e n d e z é s b e n t o t t á k meg e l ő s z ö r a f e n t i elveket (3. ábra).
valósí
A k é s z ü l é k az é r d e k e l t l á t ó t é r b e n p o n t r ó l
p o n t r a r e g i s z t r á l v a az o p t i k a i s ű r ű s é g e k e t , a c y t o f o t o m e t r i á s a d a t o k a t d i g i t á l i s f o r m á b a alakítja át, m á s szóval mintegy lefordítja a m i k r o s z k ó p o s képet a
komputeres
a n a l í z i s s z á m á r a . A 4. ábra egy p o l y m o r p h m a g v ú l e u k o e y t a d i g i t á l i s s á t e t t s e j t k é p é t mutatja. A z e d d i g i b i o l ó g i a i , e l e k t r o o p t i k a i é s t e c h n o l ó g i a i a n a l ó g i á k u t á n szinte
önként
k í n á l k o z i k egy t ö r t é n e t i a n a l ó g i a : C o l u m b u s g y a k o r l a t i i n d o k o k b ó l i n d u l t m á s ú t o n I n d i á b a — é s felfedezett egy ú j v i l á g r é s z t . A z o b j e k t i v á l á s é s a m u n k a ö k o n ó r n i a p r a k tikus igénye hozta létre a digitálissá tett sejtképet, amely a quantitativ cytologia k ö z p o n t i t é m á j a l e t t é s k i i n d u l ó p o n t j a egy új k u t a t á s i
iránynak: a Citokibernetiká-
nak. A C Y D A C t ö b b m i n t 100 000 b i t r e k é p e s á t f o r d í t a n i a m i k r o s z k ó p o s k é p e t . E n n e k
3. ábra. C Y D A C (Nadel E. M . n y o m á n , Acta C y t o l . 1965, 9, 203.)
4. ábra. P o l y m o r p h m a g v ú leukocyta és digitálissá tett sejt k é p e (Nadel E. M . n y o m á n , A c t a C y t o l . 1965, 9.). A sejt eredeti képe balra lent, digitálissá tett k é p e j o b b r a fent
a t e k i n t é l y e s i n f o r m á c i ó t ö m e g n e k a f e l d o l g o z á s á t végzi a k o m p u t e r az e l e k t r o n i k u s d i g i t á l i s s z á m í t ó g é p e k elve a l a p j á n [ 2 0 ] . A f e l d o l g o z á s t e h á t n e m az e m b e r i v i z u á l i s p e r c e p t i o s z e r i n t t ö r t é n i k , t e h á t n e m egy k o n d i c i o n á l h a t ó , a n a l ó g s z á m í t ó g é p r ő l v a n szó, ahonnan
az i n f o r m á c i ó t a m e m ó r i á b ó l a s s z o c i a t í v e lehet l e h í v n i . A k o m p u t e r
az e l e k t r o n i k u s s z á m í t ó g é p e k elve a l a p j á n m ű k ö d i k , az i n f o r m á c i ó t a b e p r o g r a m o z o t t m e m ó r i á b ó l c í m z e t t e n kell előhívni. A p r o g r a m o z á s d ö n t ő j e l e n t ő s é g ű , h i s z e n é p p e n ennek i n a d a e q u a t v o l t a o k o z t a r é s z b e n a Cytoanalyzer b u k á s á t . A p r o g r a m o z á s szervezőjének nagy tárgyi t u d á s s a l és j á r t a s s á g g a l kell rendelkeznie. A p r o g r a m o k összeállítása, k i d o l g o z á s a , f e n n t a r t á s a s z á m o s r é s z f o l y a m a t o t i g é n y e l . T ö b b e k k ö z t k i t e r j e d az a d a t o k g y ű j t é s é r e , a m i k r o s z k ó p o s kontrollra, a klasszifikáció s z a b á l y a i n a k fenntartására, revideálására, szükség szerinti k o r s z e r ű s í t é s é r e . A k ö z p o n t i c i t o k i b e r n e t i k a i l a b o r a t ó r i u m o k b a n folyik a d i g i t a l i z á l t , azaz d i g i t á l i s s á t e t t s e j t k é p e k t á r o l á s a , s z ü k s é g s z e r i n t i f o r g a l o m b a h o z a t a l a is. A p r o g r a m o z á s h o z s z ü k s é g e s a l g o r i t m u s k i d o l g o z á s a , vagyis a f o l y a m a t e l e m i m ű veletekre v a l ó f e l b o n t á s a , a m e l y n e k s o r á n a s o k l é p é s b ő l á l l ó e l j á r á s n á l f é l r e é r t h e t e t l e n e g y é r t e l m ű s é g g e l v a n m e g a d v a , h o g y l é p é s r ő l - l é p é s r e m i a t e e n d ő — e n n e k az algoritmusnak a kidolgozása a matematikus T e h á t az e l e k t r o m é r n ö k , a csupán
egyszerű
feladata.
fizikus-optikus,
kollaborációjára,
hanem
a morfológus és a matematikus
magasan qualifikált,
koordinált
nem
együtt
m ű k ö d é s é r e van szükség. A digitalizált s e j t k é p a n a l í z i s m é g a kezdet k e z d e t é n áll. E d d i g i n é h á n y
konkrét
e r e d m é n y e , a m i r ő l b e s z á m o l t a k , h o g y p l . az i s m e r t o n k o c y t o d i a g n o s z t i k a i p a r a m é t e r e k (pl. hyperchromasia) numerikus értelmet kaptak. K ü l ö n b ö z ő funkcionális
állapotban
l é v ő sejtek h a g y o m á n y o s m i k r o s z k ó p o s v i z s g á l a t t a l n e m m u t a t t a k k ü l ö n b s é g e t , u g y a n ezen sejtek d i g i t a l i z á l t s e j t k é p é n e k m a t e m a t i k a i e l e m z é s e a m a g s t r u k t ú r á b a n s z i g n i f i káns különbségeket
mutatott
[ 1 , 2, 2 3 ] . E m e g f i g y e l é s e k , k í s é r l e t e k , k u t a t á s o k n i n
csenek l e z á r v a . V é g l e g e s í t é l e t e t m o n d a n i r ó l u k e g y e l ő r e n e m lehet. A z t a r e m é n y t k e l t h e t i k a z o n b a n , h o g y a s z á m í t ó g é p e s s e j t k é p a n a l í z i s esetleg f é n y t vethet a s t r u k t ú r a és a f u n k c i ó m é l y e b b t ö r v é n y s z e r ű s é g e i r e . R ö v i d á t t e k i n t é s ü n k a sejtkép szemléletének alakulásáról a Nissl-féle
aequivalens
k é p t ő l a c i t o k i b e r n e t i k a a l g o r i t m u s á i g vezetett. A z a b s z t r a k c i ó s o r á n a s e j t k é p v e s z í tett eredeti s z e m l é l e t e s s é g é b ő l . A z a b s z t r a k c i ó a z o n b a n n e m v e t i , n e m v e t h e t i e l a m i k r o s z k ó p o s k é p e t . H i s z e n szervesen ö s s z e f ü g g a m i k r o s z k ó p o s k é p p e l , b e l ő l e a l a k u l t , t u l a j d o n k é p p e n i c é l j a , h o g y az a b s z t r a k c i ó a s z e m l é l e t e s k é p t u l a j d o n s á g a i n a k
meg
a l a p o z o t t a b b é r t é k e l é s é h e z , m a g y a r á z a t á h o z vezessen. H o g y ez m e n n y i b e n f o g m e g v a l ó s u l n i , a r r a a j ö v ő ad v á l a s z t . A k ü l ö n b ö z ő s z a k m á k m a g a s s z í n v o n a l ú e g y ü t t m ű k ö d é s é n e k s z ü k s é g e s s é g e az i n t e r d i s z c i p l i n á r i s elv ú j a b b , h a n g s ú l y o z o í t a b b é r v é n y r e j u t á s á v a l egy á t f o g ó b b , i n t e g r a tív t u d o m á n y o s szemlélet r e m é n y é t
keltheti.
I R O D A L O M 1. Bartels P. H . , Bahr G . F., W a y b u r n S. J., O l s o n G . B., Taylor J., W i e d G . L . : E v a l u a t i o n of C o r r e l a t i o n a l Information i n Digitized C e l l Images. Jour, of Histochemistry and Cyto chemistry 1974, 22, 69—79. 2. Bartels P. H . , W i e d G . L . : Computer Analysis and Biochemical Interpretation of M i c r o s copic Images: Current Problems and Future Directions. Proceedings of the IEEE 1977, 65, 252—262.
3. B e r n o l á k K . : A mikroszkóp. B p . 1979. ( A m i k r o s z k ó p i k é p a l a k u l á s a és minősége 159— 161.; A m i k r o s z k ó p i a i észlelési m ó d s z e r e k 288—307, 309—326.) 4. Diacumachos E . G., Emerson D . , Kopac M . J. : F u r t h e r Development o f the Cytoanalyzer. Acta Cytol. 1962, 6, 238—244. 5. Diacumachos E. G., Emerson D . , Kopac M . J.: F u r t h e r Development o f the C y t o analyzer. Acta Cytol. 1962, 6, 423—428. 6. Huzella T . : A sejtközösség szervezete. Bp. 1942. 30. 7. Lambrecht M . : Magyar k u t a t ó k a klasszikus citologia k o r s z a k á b a n . Comm. Hist. Artis Med. 82 (1977), 91—101. 8. Mendelsohn M . L . , M a y a l l B . EL, Prewitt J. M . S., Bostrom R. C , H o l c o m b W . G . : Digital Transformation and Computer Analysis o f Microscopic Images. Advances in Optical and Electron Microscopy. New Y o r k , 1968, 77—150. 9. M i c z b á n I . : A kísérleti biológiai és fejlődéstani gyakorlatok és bemutatások segédkönyve. Bp. 1946. 10. M i c z b á n L : Ú j a b b e x p e r i m e n t á l i s i r á n y o k a s z ö v e t t a n b a n . I . F á z i s k o n t r a s z t m i k r o s z k ó p i a . Orv. Lapja 1949, 5:541—544.; I I . E l e k t r o n m i k r o s z k ó p o s v i z s g á l a t o k . Orv. Lapja, 1949. 5:568—572.; I I I . P o l a r i z á c i ó s optikai a n a l í z i s . Orv. Hetil. 1950, 91:823—825.; I V . R ö n t g e n s p e k t r o g r á f . Orv. Hetil. 1950, 91:918—920. 11. M i c z b á n I . : M ű s z e r e s a n a l í z i s lehetőségei a c y t o d i a g n o s z t i k á b a n . Orvos és Technika 1968, V I , 83—85. 12. M i c z b á n L : A cytodiagnosztika, mint a cytologia g y a k o r l ó orvosi v e t ü l e t e . Biológia 1975, 23, 83—87. 13. Nadel E. M . : Computer Analysis o f Cytophotometric Field by C Y D A D and its H i s t o r i cal E v o l u t i o n f r o m the Cytoanalyzer. Acta Catol. 1965, 9, 203—206. 14. Nissl F r . : D e r gegenwärtige Stand d. Nervenzellanatomie u. P a t h o l o g i c Zschr. f. Psy chiatrie 1895. 15. Rappay G y . , S z a b ó D . : A m o d e r n m o r f o l ó g i a i v i z s g á l ó e l j á r á s o k e r e d m é n y e i és gyakor l a t i j e l e n t ő s é g ü k . Orv. Hetil. 1968, 109, 118—120. 16. Romeis B. : Taschenbuch der mikroskopischen T e c h n i k . M ü n c h e n - B e r l i n , 1943, 576—577. 17. Sandritter W . : Methoden u n d Ergebnissen der quantitativen Histochemie. Dtsch. Med. Wschr. 1961, 86, 2177. 18. Sandritter W . : D i e M i k r o s p e k t r o p h o t o m s t r i e der Zelle i m sichtbaren Spektralbereich. Dtsch. Med. Wschr. 1963, 88. 19. S z a b ó D . : A z e l e k t r o n m i k r o s z k ó p . A Mikroszkóp. B p . 1979, 546—550. 20. T a r j á n R . : Kibernetika. Bp. 1964. 21. Tolles W . E . : The Cytoanalyzer — A n Example o f Physics i n M e d i c a l Research. Trans actions of the New York Academy of Sciences 1955, 17, 250—256. 22. T ö r ő I . : M a t h i a s Jacob Schleiden 175 éve s z ü l e t e t t . Orv. Hetil. 1979, 120, 2682—2685. 23. Wied G . L . , Bartels P. H . : Zukunftsaspecte der Zelldiagnostik. Verh. Dtsch. Ges. Path. 1973, 57, 169—180. 24. Zinser H . K . : Zytodiagnostik. Krebsforschung und Krebsbekämpfung. München-Berlin 1961, B d . I V . 215—22L I . M I C Z B Á N , M r s . , D r . med., C. Sc, head physician o f out patient department János Kórház Központi Laboratórium Budapest, D i ó s á r o k u. 1, Hungary, H-1125
