John Carew Eccles

Vynikající neurofyziolog, laureát Nobelovy ceny John C. Eccles, měl pro svoji epochu v neurofyziologii stejný význam jako jeho přítel Karl Popper ve filozofii. John C. Eccles krom toho, že získal Nobelovu cenu (s A. F. Huxleym a A. Hodgkinem r. 1963), byl také čestným doktorem Univerzity Karlovy z r. 1969 a nositelem Zlaté medaile této univerzity (z roku svých devadesátin, 1993).

John C. Eccles se narodil 27. 1. 1903 v Melbourne v Austrálii. Tam též studoval a získal titul doktora medicíny. Odtud r. 1925 odešel do Oxfordu v Anglii, kde byl jeho učitelem pozdější laureát Nobelovy ceny Sir Charles Sherrington. Oxford tehdy, a jako ostatně vždy, byl centrem intelektulního výkvětu Anglie a dá se říci i celého světa. Jeho souputníky v Oxfordu byli vynikající odborníci nejen v medicíně, ale také literatuře, filozofii a právech jako S. Barber, A. J. Balfour, S. Madariaga či J. R. R. Tolkien.

Svoji první vědeckou práci věnoval John C. Eccles mozečku a jeho úloze ve fyziologii regulace motoriky. K tomuto počátečnímu vtištění (imprintingu) se vracel celý život. Jeho prvním učitelem v oblasti mozečkové fyziolologie byl další vynikající anglický fyziolog Deny Brown. První Ecclesova vědecká publikace, která vyšla r. 1932, se však týkala reflexní aktivity míchy (The reflex activity of the spinal cord). J. Eccles zůstal v Anglii do r. 1937. Stal se tam členem The Physiological Society, nejstarší a nejprestižnější vědecké fyziologické společnosti na světě. Z té doby mu zůstalo kritické myšlení, které se mimo jiné projevovalo velmi intezivním přepracováváním vědeckých publikací. Každou práci přepisoval až třikrát. O tom, že anglická fyziologie v době Ecclesova pobytu v Anglii byla vynikající, vypovídá udělení Nobelovy ceny r. 1932 Ch. S. Sherringtonovi a E. D. Adrienovi a  r. 1936 H. H. Daleovi. V roce 1937, v době hrozícího nacizmu, dostal John Eccles nabídku z Kanematsova ústavu nemocnice v Sydney. Bylo velkým zklamáním pro sira Johna setkat se s australskou realitou té doby. Zatímco v Anglii se pracovalo, neustále se vedly diskuse a byla tam bouřlivá tvůrčí atmosféra, v Austrálii museli v 17 hodin odpoledne všichni opustit laboratoře, protože se zamykalo. Ale sir John začal budovat laboratoř anglického typu, především elektrofyziologickou. Jistým paradoxním štěstím J. Ecclese bylo to, že antisemitizmus v Evropě vyhnal do Austrálie vynikající vědce, mimo jiné i pozdějšího laureáta Nobelovy ceny z r. 1975 Bernarda Katze, který přišel do Austrálie r. 1939. S ním řešil J. Eccles neuromuskulární přenos u koček a žab. Pracovali se zvířaty kurarizovanými anticholinesterázou, což bylo tvrdě odsuzováno (blokuje se tím přenos vzruchu ze zakončení motorického nervu na příčně pruhovaný sval, následuje svalová obrna). Nikdo netušil, že pozdější uplatnění těchto experimentálních studií bude především v chirurgii. Hlavním objevem Ecclesovy epochy v Kanematsově ústavu je ploténkový potenciál, možnosti jeho farmakologického ovlivňování a jeho šíření. John Eccles se podílel také na objevu přenašečové úlohy acetylcholinu (1942).

Roku 1943 odešel na Nový Zéland, kde mu nabídli práci na Lékařské fakultě Otažské univerzity v Dunedinu. Tam začal vědecky studovat Renshawovy buňky – interneurony – v míše, ale především byl tvrdě zapřažen do výuky. Vyučoval dvacet hodin týdně vždy po pětadvacet týdnů. (Připomíná mi to vyučování na 3. Lékařské fakultě po reformě studia při zvládání dvou ročníků najednou.) Pobyt na Novém Zélandu však J. Ecclesovi přinesl mimořádnou životní událost. V roce 1944 potkal génia kritického racionalizmu Karla Poppera a pozval jej na přednášku o filozofii vědy. Ta vzbudila mezi studenty a učiteli na Novém Zélandu mimořádný ohlas. Tím započal seriál přednášek a seminářů těchto dvou myslitelských titánů. Výsledkem je kniha The Self and Its Brain. J. Eccles byl Karlem Popperem zcela okouzlen. Popper dovedl aplikovat myšlenky fyziologie, a dokonce byl tvůrcem mnoha fyziologických hypotéz. Výsledkem Ecclesova poznání bylo, že věda není induktivní, ale deduktivní. Nové hypotézy byly rozvíjeny a testovány experimentálně. Jsou dva aspekty vědeckého poznání:

k vývoji hypotézy se užívá kreativní představivost,

hypotéza je poté přísně experimentálně testována ve svých nejzranitelnějších aspektech.

Výsledkem může být odmítnutí nové hypotézy či její modifikace a další experimentální testování. Kreativní představa, že testovaná hypotéza je falešná, vede k poznání a k experimentálnímu testování, jehož výsledkem může být i zjištění, že pravda je jinde. Eccles píše: „Tyto teoretické úvahy mě dokázaly oprostit od mé představy elektrické hypotézy synaptické transmise, která v té době bezvýhradně platila.“ Tehdy také vznikala Ecclesova kniha Neurophysiological Basis of Mind: Principles of Neurophysiology. Eccles se stal jedním z hlavních tvůrců teorie chemického přenosu na synapsích (za to také dostal r. 1963 Nobelovu cenu).

Roku 1952 byl Sir John povolán do Canberry v Austrálii, kde se zřizovala nová univerzita. Zde zůstal až do r. 1966. V té době začal spolupracovat právě s Alanem Hodgkinem, Andrewem F. Huxleym a Bernardem Katzem. Pobyt v Canberry byl nejvyšším bodem Ecclesovy kariéry. Vychoval mnoho vynikajících žáků ze všech částí světa. Sir John se podílel i na zakládání Australské akademie věd v Canberry, kterou osobně založila britská královna Alžběta II. r. 1954. (Byla to teprve druhá společnost založená britským panovníkem. První byla královská londýnská společnost Royal Society of London, kterou založil Karel II. r. 1660.) Sir John byl prezidentem australské Akademie věd v letech 1957 – 1961. Začal se zabývat fyziologií a biofyzikou motoneuronů, pokračoval ve fyziologii excitačních a inhibičních synapsí. Z této doby pochází jeho kniha The Physiology of Nerve Cells. Eccles inicioval vynikající Lundbergovy práce o aktivitě motoneuronů, speciálně o úloze homonymních a heteronymních svalů a jejich antagonistů a agonistů. Snímal jednotkovou aktivitu extracelulární a intracelulární. Stal se jedním z průkopníků funkcí červených a bílých svalů. Stanovil pravidlo, že svalová funkce je určena především inervací. Když do bílého svalu kočky voperoval nerv z červeného svalu, sval zčervenal a začal mít pomalejší stažlivost, podobnou jako má sval červený. (Bílé svaly jsou rychlejší než svaly červené.) Je to studie, která by stála za větší praktické využití, protože ji Eccles elektrofyziologicky, biochemicky, histologicky i farmakologicky dokonale zpracoval. Ecclesovy poznatky by bylo možno využít například při rehabilitaci svalů po těžkých úrazech.

Roku 1959 začal se svými žáky Krnjevičem, Schmidtem a Willisem studovat presynaptickou inhibici. Poukázal i na možnosti gamaaminomáselné kyseliny jako přenašeče. Začal studovat ionofory postsynaptické membrány. Významným biofyzikálním nálezem bylo, že anionty mohou procházet ionoforami i tehdy, když jejich průměr je menší než kritická úroveň jejich otvorů.

Při převzetí Nobelovy ceny r. 1963 měl J. Eccles přednášku The Physiology of Synapsis. Tím skončila etapa jeho studií základních neurofyziologických mechanizmů, studií na míšní úrovni. Sir John se vrátil k vyšším etážím centrálního nervového systému, především k mozečku. S Perem Andersenem začal pracovat na studii o původu spinocereberální dráhy. Ukázalo se, že pro tuto dráhu je důležitý ventrobazální komplex v talamu a další části centrálního nervového systému. Intenzivně studoval také hipokampus, zejména funkci košíčkových buněk. Jeho vynikajícími spolupracovníky tehdy byli: současný prezident Japonské akademie věd Massao Ito a pozdější prezident Maďarské akademie věd Janos Szenthagothai. S nimi publikoval knihu The Cerebellum as a Neuronal Machine. Formulovali v ní Ecclesův poznatek, že všechny synapse, které tvoří neurony, nemají vždy tentýž přenašeč a tutéž excitační nebo inhibiční funkci. Kniha se spolu s dalšími pracemi tohoto okruhu stala základem ke studiu nervových sítí.

Ecclesův nekompromisní odchod z Canbereské univerzity do důchodu v 65 letech znamenal zároveň i jeho odchod z ústavu. Publikace, které za své působení vydal, váží téměř jedenáct kilogramů. Pracovalo na nich 74 vědců z 24 zemí. Bylo publikováno 411 jeho vědeckých prací a 4 knihy.

Sir John dostal dvě nabídky: z Univerzity Britské Kolumbie v Kanadě, kde měl možnost setrvat do sedmdesáti let, a z Institute of Biomedical Research v Chicagu. Tam skutečně odešel na dva roky a později přešel na Newyorskou státní univerzitu v Buffalu, kde se stal profesorem fyziologie a biofyziky do r. 1975. Roku 1972 založil vynikající skupinu, která pokračovala ve studiích mozečku při kontrole pohybu. Spolu s Robertem Schmidtem studovali kožní vstupy do Purkyňových buněk mozečku. Ukázali, že kožní vstup je pro Purkyňovy buňky v mozečku daleko intenzivnější a důležitější než vstup svalový, jak se do té doby všeobecně předpokládalo. S dalším spolupracovníkem Gary Allenem sledoval Eccles vztah mozečkové kůry k mozkovým hemisférám a zjistil, že osm procent projekce lidského mozečku je orientováno do protilehlé mozkové kůry. Ecclesovi spolupracovníci pocházeli z Japonska, Evropy, Kanady, dokonce i z Československa. Ze Spojených států jich bylo málo, což si vysvětloval tím, že většina amerických vědců je orientována spíše analyticky než synteticky. Roku 1975 se Eccles přestěhoval do Švýcarska, kde svoje poznatky shrnoval a zaměřil se též na filozofii vědy. Napsal vyznání Moje vědecká odysea, v němž bojuje proti dogmatizmu ve vědě, který není založen na vědeckém poznání, ale spíše na rozšířených náboženských nebo materialisticko-monistických teoriích, často spojovaných s marxizmem. Chtěl rozvíjet filozofii člověka, která by uznávala jeho tvůrčí schopnosti a přenášela jej přes jeho animální původ ke kultuře, a speciálně do třetího světa (podle Karla Poppera). Říká: my akademici musíme být motorem, musíme být skromní v diskusích o původu člověka, uznávat přechodné tajemství osobní existence a vědomí sebe sama. Své filozofické názory rozebral v poslední knize How The Self Controls Its Brain (Springer-Verlag,1994).

Ze spousty Ecclesových vyznamenání zmiňme – kromě Nobelovy ceny – šestnáct čestných doktorátů. Publikoval patnáct vědeckých monografií. Jeho filozofické vyznání nebylo jen prázdnou proklamací. Je důležité, že v diskusích o vědě a vědecké technologii, která je předmětem častých diskusí zejména při evaluaci vědy, řekl: Věda na rozdíl od vědecké technologie má nezbytný imperativ – musí mít svobodu vést vědu a diskusi o ní bez dogmatizmu, publikovat, cestovat a navštěvovat vědecká setkání bez zásahu státu. To dokumentoval John Eccles při Mezinárodním sjezdu fyziologických věd ve Washingtonu r. 1968. Otevřeně se postavil proti sovětské okupaci Československa. 25. srpna vystoupil na sjezdu s požadavkem, aby se mezinárodní fyziologická společnost postavila kriticky a zásadně negativně k sovětské okupaci Československa. Bohužel jím navržená deklarace nebyla přijata, protože americká vláda a americká exekutiva Mezinárodní unie pro fyziologické vědy v té době nechtěla urazit 46 ruských účastníků kongresu. Neuvědomili si, že na kongres přijelo zcela mimořádně 49 českých a slovenských vědců. Nicméně John Eccles vzbudil obrovskou světovou solidaritu s českými vědci a mnoho univerzit a akademií i dalších institucí nabídlo českým vědcům práci v laboratořích. Tuto situaci rozebral J. Eccles v článku The Necessity of Freedom of the Free Flowering of Science.

John Eccles byl vynikajícím neurofyziologem a patřil k filozofům vědy dvacátého století. Učinil čtyři zásadní objevy. Prvním objevem byl objev chemických synapsí a jejich dokonalý popis, druhým byl objev neurofyziologického chápání míšních reflexů, které definoval jeho učitel sir Charles Sherrington. Třetí pak byl popis funkcí mozečku, zejména jeho funkcí regulačních. Čtvrtým byl kybernetický popis dějů, které probíhají v nervovém systému. Všechny tyto složky jeho výzkumu jsou nadále rozvíjeny. Nejzajímavější je úloha mozečku a jeho vlivu nejenom na regulaci motorické aktivity a svalového napětí, ale také na jeho úlohu v procesech paměti. Objevem postsynaptické deprese a postsynaptické stimulace dal podnět ke studiu fenoménů zásadních při procesech učení a paměti, a to jak při zapamatování a posilování paměti, tak při jejím vyhasínání – extinkci. Další vynikající podnět, který se nadále rozvíjí, je studium iontových kanálů.

Mnohý génius vědy, a to se dá o siru Johnovi bez nadsázky říci, leccos předpoví do budoucnosti. Eccles předvídal několik věcí, a všechny jeho předpovědi se zatím potvrdily. Věřme, že se osvědčí i jeho postřehy o filozofii vědy, o svobodě bádání, o nezávislosti vědeckého výzkumu, o jeho odlišnosti od vědecké technologie a o tom, že o rozvoji vědy a rozvoji lidské společnosti rozhoduje především síla ducha. Nejsou to tedy ani peníze, ani technologie, a ani momentální popularita. Je škoda, že nás sir John opustil. Dílo, které zanechal, bude vyžadovat dlouhodobé studium. Důležité je, že je stále zdrojem inspirace nejen ve fyziologii a medicíně, ale také ve filozofii lidské existence.