A kutató, aki feltárta az emberi hallás folyamatát, Békésy György (1899-1972)
Kalapács, üllő, kengyel – így tanultuk a középiskolában az emberi középfül hallócsontjainak a nevét. Tanultunk még a csigáról, de a hallás teljes folyamata, éppen bonyolultsága miatt, az orvosi tankönyvek oldalain tanulmányozható alaposan. Egy magyar vegyész, aki a fizikát is doktori szinten művelte, kutatta ki, mérte be és apró részletekre menően tette közzé a folyamatot, amivel egy csapásra a legelismertebb kutatója lett ennek az orvosi területnek. Igaz, az elismerés sokáig váratott magára, egészen 1961-ig, amikor orvosi Nobel-díjjal jutalmazták Békésy Györgyöt, „a fül csigájában létrejövő ingerületek fizikai mechanizmusának felfedezéséért”.
Gyerekkor
1899. június 3-án Budapesten született a Pauler u. 1.számú házban, a nemesi származású Dr. Békésy Sándor és Mazaly Paula szlovén származású nő első gyermekeként. Édesapja Dr. Békésy Sándor közgazdaságtudományból doktorált és dolgozott is a kolozsvári egyetem közgazdaságtudományi tanszéken, mint adjunktus. Később államigazgatási szolgálatba lépett és minisztériumi tisztviselőként az öregségi és rokkantsági biztosítási rendszer kidolgozója volt. (1899) Tevékenységének javát közgazdasági diplomataként különböző országok nagykövetségein hazája szolgálatában töltötte.
A törékeny testalkatú György egészsége elég gyenge volt, ezért környezetváltoztatásként Münchenbe költözött a család. György és testvérei Európa különböző városaiban töltötték a gyerekkorukat: a bajor város után Konstantinápolyban éltek, ahonnan az ifjútörök forradalom elől visszamenekültek Budapestre, majd a svájci Zürichben folytatták a középiskolát. A Békésy család eredendően kétnyelvű volt, a gyerekek az édesapjukkal magyarul beszéltek, de az édesanyjukkal a német volt a közös nyelv. Konstantinápolyban pedig a kisdiák György egy jezsuita iskolában két év alatt franciául is megtanult. A családban a természettudományos érdeklődés mellett óriási volt a művészetek és a zene iránti affinitás is. A fizikus Békésy húga a művészettörténethez vonzódott, öccse a szobrászat és biokémia között osztotta meg tehetségét, György a zenében volt különösen tehetséges.
Békésy György különös képességű kisgyermek volt: könnyen tanult, de olyan erős volt a késztetése a dolgok mélyére hatolásban, a részletek megvizsgálásában, hogy óriási szakirodalmat is elolvasott a kötelező anyaghoz. Ez az autodidaktikus alkat a későbbi tudósnak is alapvető jellemvonása lett. Iskolai bizonyítványaiban gyakori bejegyzés volt a „kiváló képességű” vagy „kiemelkedően tehetséges” bejegyzés. Ennek fényében nem is lepődünk meg azon, hogy a zürichi középiskolában édesapja kérésére engedélyezték számára a 16 éves korban történő érettségit. A vizsgát kitűnő eredménnyel zárta, de egyetemre nem mehetett, mert Svájcban ezt csak 18 éves korban engedélyezték. Ezért a maturált fiatalember elszegődött egy finommechanikai műhelybe, inasnak. A gondos finommechanikai munka elsajátítása nagyon pozitív szerepet játszott későbbi karrierjében: a belső fül szerkezetének mechanikai modellezésében.
Egyetemi tanulmányok, doktorátus
1917 őszén beiratkozott a berni egyetem kémia szakára, ahol 1921-ben vegyészi diplomát szerzett. Időközben azonban hadköteles lett és behívták katonának. De édesanyja közbenjárásának köszönhetően az egyébként is gyenge fizikumú fiatalember nem teljesített katonai szolgálatot, 1918-ban leszerelték. Az egyetemet Budapesten fejezte be, mert a háború végeztével úgy gondolta, hogy részt kell vennie háború sújtotta hazája újjáépítésében.
Az I. világháborút követő kommunista hatalomátvétel a jómódú nagypolgári Békésy család vagyonának elvesztését is eredményezte. (Későbbi önéletírásában úgy emlékszik erre vissza, hogy ez volt az első alkalom, mikor mindenét elvesztette, megsemmisültek könyvei, jegyzetei is.) Apja nyomdokán haladva célja a doktori cím megszerzése volt, így elszegődött Tangl Károlyhoz, akinél fizikai kémiából írt PhD-t, Folyadékok diffúziós állandójának mérése interferenciális refraktorral címen, amit 1923-ban nagy sikerrel megvédett. Közben szívroham ragadta magával az édesapját, így a kenyérkeresetről neki, a legidősebb fiúnak kellett gondoskodnia.
Munkába állás
De a háború utáni gazdasági visszaesésnek köszönhetően nem talált munkát magának. A Süss nevű optikai cégnél eltöltött pár hónap után, a Posta Kísérleti Állomásra sikerült bejutnia, ahol a legalacsonyabb fizetési kategóriában, laboránsként kapott munkát, mivel nem volt postamérnöki végzettsége. Feladata a hazánkon átfutó telefonkábelek mentén a beszédérthetőség javítása. Nagyon frappánsan vizsgálta meg a vonalminőséget: a kapcsoláskor hallható kattanás hangszínét analizálta a vonal végén. Egy idő után már – kifinomult zenei hallásának is köszönhetően – –a távoli kattanás hangjából meg tudta mondani, hogy mi a hiba a vonalban és az hol van. Így irányult figyelme a hallásra és annak emberi szervére, a fülre.
A fül vizsgálata
Sejtette, hogy a fül sokkal tökéletesebb jelátvivő minden más eszköznél, ezért ennek tanulmányozásába kezdett: a közép- és belső fül fizikáját vizsgálta. A Pázmány Péter Tudományegyetem Anatómiai Intézetétől kért segítséget a belső fülcsatornák méreteire vonatkozóan. Kérdéseire nem kapott megbízható választ, helyette egy cadaver koponyát küldtek neki, hogy vizsgálja meg. Ekkor vette kezdetét a bonctannal való kapcsolata, kezdetben segítséggel, majd önállóan tárta fel az emberi fület. Első élményéről így írt: „Úgy találtam, hogy a belső fül a sztereomikroszkóp alatt olyan gyönyörű, hogy rögtön elhatároztam emellett a kérdés mellett maradok.” A vizsgálathoz azonban nagyon friss preparátumra volt szükség (a halál után a dobhártya és a többi rész is gyorsan kiszárad), ezért külön anatómiai technikát dolgozott ki arra, hogy 10 perc alatt tudjon preparátumot készíteni. Tengerimalacon, macskán, emberi hullán és a maga által készített modelleken is végzett kísérleteket.
Szinte hihetetlen, hogy mindezt az 1920-as évek végén a Horthy-korszakban a Magyar Posta Kísérleti Állomásának Laboratóriumában meg lehetett tenni! Hozzáfűzhetjük még, hogy Békésy munkáit támogatta az állomás igazgatója, Paskay Bernát, aki bízott alkalmazottja rátermettségében és az állomást kitűnően felszerelve üzemeltette. Békésy nagyon szívós és következetes munkával a modelleken a hangok által létrejött hullámok terjedését a csiga alaphártyája mentén ezüstrészecskék mozgásának stroboszkópos vizsgálatával tudta bemutatni. Vizsgálatai kiderítették, hogy a dobhártya a hangok hatására nem egyszerű rugalmas hártyaként viselkedik, hanem más a viselkedése mély és más, magas hangok esetében. Tudniillik középső része összenőtt a hallócsontok közül a kalapácsnak a markolatával, ami mély hangok hatására jön rezgésbe. Míg magas hangok esetén a dobhártya maradék felülete végez rezgést.
Vizsgálta a hallócsontláncolat ingervezető szerepét is: megállapította, hogy a kengyel talpa az ovális ablakon nem pecsétnyomószerű mozgást végez, hanem különböző erősségű hangok hatására más-más térirányú tengely körül fordul el. Bizonyos rezgésamplitúdó elérése után újabb felfüggesztő izmok kapcsolódnak be és ezáltal a rezgés tengelye átbillen egy másik irányba. Békésy egy teljesen új irányzatot indított el az érzékelési folyamatok tisztázása területén, továbbá ezen kísérleteivel egy új tudományágnak, a biofizikának az úttörője is lett. Korábban a fül működésére a Helmholtz-féle hipotézis tartotta magát, ami a csillószálak rezonáns berezgéseivel magyarázta a hangmagasság érzékelését. Ezzel szemben Békésy mérni tudta a belső fül hártyájának rezgéseit és az általuk a fülfolyadékban keltett haladóhullámokat. Megmutatta, hogy a hangmagasság-hallás a különböző frekvenciákkal keltett haladóhullámok különböző helyeken történő amplitúdó-felerősödésének csillószálak által történő regisztrálása. Elemezte, hogyan alakulnak át az alaphártya rezgései idegimpulzusokká. Békésy tehát egzakt mérésekkel bizonyítani és modellezni tudta az emberi hallás folyamatát, amit előtte senki nem tett meg.
Békésy a fülcsiga membránjának rezgéselméletéről szóló eredményeit a Phyzikalische Zeitschrift című folyóiratban közölte le 1928-ban. A közlemény nagy visszhangot váltott ki, amit nemzetközi elismerés is követett: Békésy 1931-ben elnyerte a Német Otológiai Társaság Denker-díját. Svédországban élő honfitársa az 1914-ben orvosi Nobel-díjat nyert Bárány Róbert, aki a belső fülben lévő egyensúlyszerv (Corti-féle szerv) fiziológiája és kórtana terén végzett kutatásaiért kapott ilyen elismerést, azonnal meghívta Uppsalába, ahol tanársegédi állást is felajánlott neki az egyetemen. De Békésy nem tudott megbarátkozni a hideg svéd éghajlattal (leginkább a tbc-től tartott, gyermekkorában tüdőcsúcshuruttal kínlódott) ezért elutasította az ajánlatot. (Az olvasó csak eljátszhat a gondolattal, hogy a két magyar származású, világhírű tudós együtt munkálkodása vajon milyen eredményhez vezethetett volna.)
1933-ban a Pázmány Péter Tudományegyetem a Rezgéstan című tárgykörből magántanárrá fogadta Békésyt. Ez a mai korban elképzelhetetlen, de abban az időben előfordult, hogy valaki pusztán a tudományos eredményei alapján azonnal egyetemi katedrát kapott (Ezt 1934-ben habilitáció, majd 1941-ben egyetemi rendkívüli tanárrá való kinevezés követte ugyancsak a Pázmány Péter Tudományegyetemen.) A magántanárság elnyerését követően Békésyt a munkahelyén is előléptették a legalacsonyabb fizetési osztályból, a magasabb jövedelmet jelentő postamérnökké nevezték ki. Szerénységére jellemző, hogy főnöke kérdésére, hogy milyen kérése van ilyen eredmények utána, ő csak azt kérte, hogy hadd folytathassa a kutatásait tovább.1937-ben elnyerte a Német Tudományos Akadémia Leibnitz emlékérmét. 1939-ban pedig a rendkívül konzervatív Magyar Tudományos Akadémia is beválasztotta a levelező tagjai közé.
Gyakorlati problémák megoldása
Békésy kutatásainak hamar híre ment az országban, így sokan keresték meg akusztikával kap-csolatos gyakorlati problémákkal.
A Magyar Telefonhírmondó és Rádió Részvénytársaság a rádió üzemzavarainak kérdésében kérte ki a véleményét. Mikor a részvénytársaság új épület tervezésébe fogott, az épület stúdió-inak kialakítását bízták Békésyre. A jelenlegi 6. vagy „nagy stúdió” kiállta az idők próbáját, lényeges változások nélkül ma is üzemel. Az 1930-as években a hangosfilm elterjedése idején akusztikai tanácsokat kértek tőle mozik kialakításához is.
A belső fül károsodásának vizsgálatára kidolgozta az úgynevezett Békésy-audiometriát, e módszerrel már nagyon korán kimutatható a hallószerv károsodása. Ennek kivitelezéséhez Pulváry Károly hangmérnökkel közösen építettek egy audiométert.
A II. világháborús években az ultrahang fókuszálhatságát és terjedési viszonyait vizsgálja. A munkához a megbízás egyenesen a kormányzótól (Horthy Miklós) érkezett, akivel környezete elhitette, hogy az ultrahang képes „halálsugár” előállítására. Természetesen Békésy sem tudta produkálni a magyar csodafegyvert (ezt a kezdetektől tudta), de a bizarr ötletnek legalább annyi haszna volt, hogy a Haditechnikai Intézet jóvoltából jelentősen gazdagodott az egyetemi tanszék műszerparkja.
1944. tavaszán a Budapestet célzó szövetséges bombázások alatt megsérült a Gyáli úton lévő Posta Kísérleti Állomás is. Bár a laboratórium felszerelésének egy részét elköltöztették a Hűvösvölgybe, Budapest ostroma alatt azonban lényegében megsemmisült az egész. A tudós a budai Fő utcai lakás pincéjében rejtőzködött, így megmenekült, de kutatólaboratóriumában odaveszett kísérleti leírásainak, jegyzeteinek, eredményeinek java része. Ez volt a második alkalom az életében, mikor teljesen újra kellett kezdenie a kutatásait – jegyezte meg önéletírásában. (Később a romok közül előkerült egy közlésre szánt cikkének kézirata, amit egy vidéki parasztember juttatott el a híres tudóshoz.)
Kutatás 1945 után
1945-ben a szovjetek támogatását élvező Szent-Györgyi Albert megreformálja a Magyar Tudományos Akadémiát, amelynek tagjai sorába az első között vették fel Békésy Györgyöt. De az akadémia finanszírozása az elhatalmasodó inflációnak is köszönhetően elmaradt, miközben Békésy postai laboratóriuma is megsemmisült. Ezen felül az egyetemen Békésy oktatási elképzelései összeütközésbe kerültek a kommunista elvárásokkal. Ezért elfogadta a svéd Karolinska Intézettől Gunnar Holmgremnek, a stockholmi Acta Oto-Laryngologica folyóirat főszerkesztőjének vendégprofesszori meghívását, miközben a pesti egyetemen kutatói szabadságot vett ki.
A Stockholmban töltött egy év alatt alkotta meg új, automata működésű audiométerét. A következő évben elfogadta az amerikai S. S. Stevens professzor meghívását a Harvard egyetem Pszichoakusztikai Kutatólaboratóriumába. Munkahelyét a Memorial Hall alagsorában alakították ki, titkárnőt és fülszakorvosi segítséget is kapott kutatásaihoz. Békésy ezután nem tért vissza többet szülőhazájába, ahol a Pázmány Péter Tudományegyetemen alkotói szabadságát 1948-ban nem hosszabbították meg, sőt 1949-ben az akadémia tagjai közül is törölték a nevét. (Ekkor zárták ki a külföldre emigrált Szent-Györgyi Albert professzort is az MTA-ból.)
A Harvard egyetemen
Békésy az egyetem Pszichoakusztikai laboratóriumában 17 évet töltött el. Itt dolgozott tovább azokon a problémákon, amiket még az 1940-es években a Posta Kísérleti Állomáson elkezdett, így legfőképp a csigajárat energiaellátásával foglalkozott. A csiga elektrofiziológiai kutatásaiban a kiindulási pontja az volt, hogy a mechanikai rezgések elektromos impulzusokká való átalakulása a Corti-féle szervben történik. Ezzel kapcsolatban két nagy problémát kellett meg-oldani: 1. a mechanikai hatás pontos helyének és módjának tisztázása, 2. az első elektromos cellák megtalálása, ahonnan az idegimpulzusok elindulnak.
Bebizonyította, hogy az idegáramok nem a mechanikai energia átalakulása révén keletkeznek, hanem a mechanikai ingerlés csak indító hatásként szerepel. Ez az un. trigger hatás – a puska ravaszának meghúzásához hasonlóan – a mechanikai ingerlés sokkal több energiát szabadít fel, mint amekkora a befektetett energia volt. A Békésy által a csiga kerek ablakáról levett feszültség, az alaphártya mentén elosztott nagyszámú „generátor” által keltett feszültség összegét adja. Kimutatta, hogy nem közvetlenül a hang szolgáltatja azt az energiát, ami az idegrostokon végigfutva az agyhoz jut, hanem egy általa működésbe hozott „erősítőrendszer”.
1960-ban megjelent egy kötetben az addig megjelent összes Békésy-cikk (83 db) Experiments of Hearing (Halláskísérletek) címmel angol nyelven E. G. Wever szerkesztésében. A következő évben, azaz 1961-ben elnyerte az orvosi Nobel-díjat. 1962-ben díszdoktora lett a Páduai Egyetemnek, 1965-ben a Pennsylvaniai Egyetemnek. Ugyanebben az évben leégett a Memorial Hall épülete, benne a Békésy laboratórium, a kutató összes jegyzetével. (Ez volt a harmadik alkalom, hogy minden eredményét elvesztette és elölről kellett kezdenie a kutatásait.) Az újjáépült modern laboratóriumban nem érezte már otthon magát, ezért elfogadta a Hawaii Egyetem meghívását a Honoluluban számára felállított Érzékszervek Tudománya nevű tanszék vezetésére.
Hawaii Egyetem, Honolulu
A jóval nyugodtabb és különleges szépségű Hawaiion szinte kizárólag az érzékszervek kutatásával foglalkozott. Kimutatta, hogy az érzékszervi tevékenységek (hallás, tapintás, látás, ízérzékelés, hőérzékelés, szaglás) azonos módon folynak le, azonos az idegvezetés mechanizmusa és az információk tudomásul vétele és a feldolgozása is. Ezen a területen is több felfedezést tett. Minden érzékszerven sikerült kimutatnia az irányérzékelést: az irányinformáció tudomásulvétele 1 másodperc alatt lefolyó idegtevékenységre utal, ezzel új alapokra helyezte a korábbi idegfiziológiai elképzeléseket.
Másik nagy felfedezése volt ezen a területen az oldalirányú gátlás minden érzékszerven való kimutatása. (Ha nem lenne ilyen gátlás, az embert a sok környezeti hatás, amit az érzékszervek közvetítenek felénk, egyszerűen tönkretenné.) Korábban csak a szemnél ismerték fel az oldalirányú gátlást a kontraszthatások formájában. Békésy az érzékszerveken történő információgátlásnak több formáját is felismerte: ő állapította meg a „küszöb” fogalmát, de az adaptáció és kompenzáció jelenségének felismerése is az ő nevéhez köthető.
Békésyt a világon – Münstertől Buenos Airesig – nyolc egyetem választotta díszdoktorává, 1954-ben az Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémia, majd 1956-ban az amerikai Nemzeti Tudományos Akadémia is tagjai sorába választotta. (Miközben az MTA, mivel disszidensnek számított, kizárta tagjai sorából)
Élete alkonyán
Bár Békésy élete alkonyán viszonylag nyugodt körülmények között dolgozhatott, a korábban elszenvedett megpróbáltatások kikezdték az egészségét, 70 éves korában bélrákot diagnosztizáltak nála. A daganatot eltávolították, többször is megoperálták, de sajnos az életét nem tudták megmenteni. Az egyedül élő tudós precíz végrendeletben gondoskodott haláláról. Ennek része volt az a rendelkezés is, hogy képzőművészeti gyűjteményét a Nobel Alapítványnak adományozta. Sajnos a megözvegyült és őt Magyarországon túlélő édesanyjára nem hagyhatta, mert a hidegháborús helyzet ezt megtiltotta.
Hawaii háziorvosa, S. Batkin professzor így örökítette meg minden idők egyik legnagyobb tudósának személyiségét: „… minden óráját gondolkodásra, tanulásra és a laboratóriumi munkára fordította…Élvezte a felfedezés problémáját és örömét a tudományban és művészetben egyaránt… Abban a megtiszteltetésben részesültem, hogy egyszerű, szerény, alázatos és kedves embernek láthattam.”
Mi magyarok még hozzáfűzhetjük, hogy Békésy György is olyan magyar volt, aki zömmel Magyarországon végzett kutatásaiért részesült Nobel-díjban. A legnagyobbjaink közül való.
Tasiné Csúcs Ildikó PhD
történész
Felhasznált szakirodalom, források
1. https://library.hungaricana.hu/en/collection/egyetemi_jegyzokonyvek_elte_BTK/
2. Nagy Ferenc – Kiss Csongor(szerk.): Békésy György emlékezete, Better Kiadó, Budapest, 1999.
3. Dániel József: Békésy György, (A múlt magyar tudósai), Akadémiai Kiadó, Budapest, 1990.
4. Marx György: Békésy György kulturális gyökerei, Fizikai Szemle 1990. 10. sz. 354.
5. Jan Nilsson: Békésy György Svédországban, Fizikai Szemle 1999. 10. sz. 363.
