Mózg. Wywiad z prof. Małgorzatą Kossut Rozmawiają Artur Włodarski i Sławomir Zagórski
Wywiad z prof. Małgorzatą KossutCo jest takiego fascynującego w badaniach nad mózgiem? - Proszę tylko pomyśleć. Mamy niespełna półtora kilograma galaretki, z czego zaledwie 13 dekagramów to białko, a reszta to woda i trochę tłuszczu. Ta galaretka generuje prąd i stąd bierzemy się my, nasza psychika, nasze myślenie, nasze emocje, nasza pamięć.
W porównaniu ze zwierzętami nasz mózg jest wyjątkowo duży. Dlaczego więc tej galaretki jest aż półtora kilograma? - Żeby powstał Partenon, Psalmy Dawidowe, sonety Szekspira. I statki kosmiczne. I Disneyland. I "Pan Cogito".
Wiemy dobrze, do czego nasz mózg jest zdolny, ale wciąż nie wiemy, jak pracuje. Gdzie dziś jesteśmy z naszą wiedzą o mózgu? - Myślę, że minęliśmy półmetek. 90 proc. wiedzy zdobyliśmy w ciągu ostatnich 20 lat. W niektórych dziedzinach dokonał się ogromny postęp, np. nasza wiedza o rozwoju mózgu - a więc o tym, jak z jednej zapłodnionej komórki wykształca się cały układ nerwowy - posunęła się w sposób niewyobrażalny. To proces niezwykle skomplikowany, kontrolowany przez aż 40 proc. wszystkich genów człowieka.
Co jest najbardziej zaskakujące w rozwoju mózgu? - Okazało się, że są w nim takie struktury, które umierają przed naszymi narodzinami. W trakcie życia płodowego w wielu częściach mózgu powstaje 50-70 proc. więcej neuronów, niż jest ich u noworodka. Te komórki giną przed porodem lub zaraz po nim.
Czym można wytłumaczyć taką rozrzutność mózgu? - Nie wiemy. Wydaje nam się, że neurony tworzą się w nadmiarze, żeby zapewnić jak największą potencjalną różnorodność połączeń między komórkami nerwowymi. A potem zostają tylko te, które są wykorzystywane.
Czy w momencie narodzin ludzki mózg jest gotowy? - Noworodek ma komplet komórek nerwowych, ale nadal tworzą się połączenia między nimi i pomiędzy różnymi ośrodkami mózgu. Pomimo że w rozwoju mózgu uczestniczy aż 40 proc. naszych genów, to jest ich za mało, by zaprogramować wszystkie połączenia między neuronami. Kodowany jest więc tylko ogólny plan połączeń nerwowych. Taki "plan miasta", na podstawie którego można odszukać daną ulicę, ale żeby trafić do mieszkania, trzeba wejść na klatkę i pogadać z sąsiadami.
A więc co się bardziej liczy w rozwoju mózgu - geny czy środowisko? Plan miasta czy sąsiedzi? - Dziesięć lat temu wydawało się nam, że w stu procentach geny.
Dziś wiemy, że jedno i drugie. Wygląda na to, że są takie obszary mózgu, których losy we wczesnych stadiach rozwoju są wciąż otwarte. Że komórki nerwowe mogą stać się częścią kory wzrokowej, ale równie dobrze podjąć pracę w zupełnie innej części mózgu. Im później się tworzą, tym mniejszy wpływ na ich los mają geny, a większy środowisko. Najpóźniej powstające elementy tego układu - synapsy, czyli połączenia pomiędzy komórkami nerwowymi - są najbardziej podatne na wpływ środowiska. Ich liczba i rozmieszczenie prawdopodobnie zmieniają się w ciągu całego naszego życia, zwłaszcza zaś wtedy, gdy uczymy się czegoś nowego.
Czy wiadomo już, w jaki sposób w mózgu powstają emocje, myśli, język? - Wiadomo gdzie, ale nie wiadomo jak. Gdzie? W tej sprawie w ciągu kilkunastu ostatnich lat dokonała się prawdziwa rewolucja. Zawdzięczamy ją nowoczesnym metodom obrazowania pracy ludzkiego mózgu - tomografii emisyjnej pozytronów (PET) i magnetycznemu rezonansowi jądrowemu (MRI). PET pokazuje, które struktury wysyłają pozytrony. Takim źródłem pozytronów może być np. pewna odmiana glukozy - cukru, będącego jedyną substancją, którą żywi się mózg. Im komórki intensywniej pracują, tym więcej muszą jeść. Jeśli chcemy się dowiedzieć, które struktury mózgu uczestniczą np. w operacjach matematycznych, podajemy badanemu radioaktywną glukozę, zakładamy mu na głowę kask zaopatrzony w kilkaset detektorów, a następnie każemy, by w myślach mnożył bądź odejmował. Na ekranie komputera widać, które obszary mózgu zużywają przy tym najwięcej glukozy, a więc pracują najintensywniej.
Słabą stroną tej techniki jest niewielka rozdzielczość. Nie da się po prostu umieścić na głowie badanego miliona detektorów, lecz co najwyżej kilkaset.
Bardziej czuły jest MRI. Też pokazuje najciężej pracujące w danej chwili części mózgu, ale nie na podstawie zużycia glukozy, lecz stopnia ukrwienia.
To dzięki tym technikom wiemy już, jak wygląda mózg, który mówi, widzi, śpi czy boi się.
Czy to znaczy, że widzimy już wszystko? - Nie, chcielibyśmy sprawdzić, jak to wygląda na poziomie pojedynczych komórek. Ani PET, ani MRI nam tego nie zapewnią.
Spore nadzieje wiążemy z jeszcze inną metodą. Polega ona na badaniu in vitro żywych skrawków mózgu. Taki wycinek może jeszcze żyć kilka godzin po wyjęciu z mózgu operowanego zwierzęcia i jest wtedy wymarzonym obiektem badawczym. Mogę precyzyjnie wprowadzić elektrody do dowolnie wybranej komórki i stwierdzić, co się w niej zdarzyło. Jak wygląda ona u szczura, który uczył się odnajdywać drogę w labiryncie, a jak u tego, który uczył się unikania bólu.
Czy to znaczy, że wciąż nie wiemy dokładnie, dlaczego nas boli? - Wiemy, i to od dawna, że jak ukłujemy się szpilką, to podrażnione komórki nerwowe przekazują tę informację do mózgu. Wiemy, które to są komórki, i jakich używają przekaźników. Znacznie później dowiedzieliśmy się, że na to, jak bardzo nas boli, ogromny wpływ mają emocje. Sportowiec bijący rekord czy żołnierz na polu walki mogą w stanie silnego stresu w ogóle nie odczuwać bólu; w ich mózgach produkowane są substancje znieczulające - endogenne opioidy. Czym jednak jest ból na poziomie komórki - tego wciąż dokładnie nie wiemy.
Mamy dziś cały arsenał środków uśmierzających ból. Łykamy tabletkę i przestaje boleć nas głowa. Czy równie łatwo możemy koić ból duszy? - Owszem - i dlatego tak łatwo popadamy w uzależnienia.
W takim razie, czy możemy poprawiać swoje samopoczucie bez ryzyka uzależnienia? - To bardziej skomplikowana sprawa. Ale są już środki, które to potrafią. Regulują one poziom tzw. neuromodulatorów. Neuromodulatory uczestniczą w przekazywaniu impulsów elektrycznych z komórki do komórki. Jest ich kilkanaście. Jeden z nich to serotonina. Popularna "tabletka szczęścia" - Prozac - polepsza samopoczucie, bo podwyższa poziom serotoniny.
Innym neuromodulatorem jest dopamina. Całkiem niedawno okazało się, że jeśli myszom usunie się gen odpowiedzialny za transport dopaminy, robią się chorobliwie ciekawe. Kiedy wkładano je do coraz to innych klatek, biegały jak oszalałe, obwąchując każdy kąt do upadłego.
W ubiegłym roku wykryto podobny gen u człowieka. Nazwano go genem ciekawości (ang. novelty gene), bo sprawia, że ludzie, u których jest on aktywny, mają prawdopodobnie więcej dopaminy i przez to łakną nowych informacji jak powietrza.
Nasz nastrój, a także ciekawość świata, umiejętność skupiania się czy temperament w dużej mierze zależą od tego, jakie składniki przeważają w "koktajlu" neuromodulatorów.
Mózg niczym barman serwuje nam "drinki" na różne okazje.
Staramy się wymyślić jak najlepsze pytania. Jaki jest więc w tej chwili nasz koktajl? - Macie na pewno dużo acetylocholiny pobudzającej funkcje poznawcze, a także dopaminy, bo nadstawiacie ucha na nowości.
A czy zły barman może nas doprowadzić do choroby psychicznej? - To zbyt duże uproszczenie. Sam skład koktajlu to nie wszystko. Np. dopaminy, wydzielanej przez tzw. układ nagrody w sytuacjach przyjemnych, jest również sporo w mózgu chorych na schizofrenię, którzy są głęboko nieszczęśliwi.
Objawy pewnych chorób psychicznych można łagodzić, podając leki zmieniające koktajl, ale przyczyny tych chorób leżą gdzie indziej.
Poznaliśmy niektóre geny schizofrenii, choroby maniakalno-depresyjnej i depresji. Te choroby zaczęto wreszcie traktować nie jako choroby duszy, tylko jako choroby upośledzonego układu nerwowego. Wygląda na to, że np. przyczyną schizofrenii jest nieprawidłowe przemieszczanie się neuronów u płodu, a nie pewne złe interakcje w domu, jak to do niedawna starano się wyjaśnić na gruncie sympatycznej skądinąd psychiatrii humanistycznej.
Nie uważamy już, że np. taka choroba jak autyzm powodowana jest przez oziębłość matki albo zbyt natrętne sadzanie na nocniku. Wiemy, że tzw. zespół Tourette'a (chorzy podrygują, mają tiki nerwowe, mamroczą obsceniczności, szczekają) nie jest, jak to przez kilkadziesiąt lat uważano, "odreagowaniem pobudzenia erotycznego przez ruchy symboliczne", ale chorobą wywołaną nieprawidłowymi przemianami serotoniny i dopaminy. Niski poziom innego neuromodulatora - acetylocholiny - przyczynia się do występującej w chorobie Alzheimera utraty pamięci.
Od czego zależy nasza pamięć? - W ciągu ostatnich 20 lat nasza wiedza w tym względzie zmieniła się nie do poznania, od chwili, gdy Eric Kandel zabrał się za pewnego ślimaka zwanego zającem morskim (łac. Aplysia). Ślimak ten okazał się wymarzonym obiektem do badań nad pamięcią. Ma stosunkowo niewiele, bo zaledwie 20 tys., komórek nerwowych (dla porównania: mysz ma ich średnio 200 mln, a człowiek ok. 100 mld) i na dodatek komórki te są duże, a więc łatwiej je badać. By uzmysłowić sobie, jak bardzo skomplikowana jest sieć połączeń między neuronami u człowieka, wystarczy powiedzieć, że każda komórka nerwowa łączy się średnio z 10 tys. innych. Połączenie takie nazywa się synapsą. U Aplysii nie tylko komórek, ale i synaps jest dużo mniej. Dowiedziono, że ich liczba rośnie po tym, jak ślimak nauczy się czegoś nowego, a spada, jak się do czegoś na dobre przyzwyczai.
Nie mniej istotne w badaniach nad pamięcią było odkrycie tzw. długotrwałego wzmocnienia synaptycznego. Przez 20 lat przyjmowaliśmy na wiarę, że zjawisko to odgrywa istotną rolę w procesie uczenia się, i wreszcie w grudniu ubiegłego roku okazało się, że tak jest w istocie.
Na czym ono polega? - Komórki nerwowe najpierw drażni się prądem o wysokiej częstotliwości. Neuron, który "zaliczył" taką serię wyładowań elektrycznych, zapamiętuje ją i reaguje silniej na standardowy bodziec. W efekcie wytwarza prąd o napięciu nie dwóch miliwoltów, jak niedrażniona wcześniej komórka nerwowa, lecz czterech.
Takie wzmocnienie utrzymuje się bardzo długo - czasem trwa godzinami, czasem dniami, a czasem całymi tygodniami.
Bardzo intensywnie badano mechanizm tego zjawiska. Dziś wiadomo już, jakie receptory są w to zaangażowane, jakie jony przepływają i którędy, jakie enzymy biorą w tym udział i jakie geny. Okazało się, że cały ten mechanizm przebiega niemal identycznie u szczura i u Aplysii. A więc podstawowe biochemiczne "cegiełki" budujące ślad pamięciowy są uniwersalne w świecie zwierzęcym.
A czy realne jest w ogóle myślenie o czymś takim jak pigułka na pamięć? - Tak. Zdecydowanie tak.
Będziemy ją łykać za 10-15 lat? - Wcześniej. Za pięć. Sukces jest naprawdę bliski.
Na jakiej zasadzie będzie ona działać? - Jej zadanie polegać będzie na wzmocnieniu ruchu jonów przez błonę komórki nerwowej próbującej zapamiętać jakąś informację. Dalej organizm będzie musiał już radzić sobie sam.
Co robi ostatnio największą furorę w badaniach nad pamięcią? - Bardzo modne stały się badania nad tzw. pamięcią emocjonalną. Do tej pory mówiliśmy wyłącznie o pamięci deklaratywnej - odpowiedzialnej za naszą świadomość, a więc za to, że pamiętamy rzeczy i zdarzenia - oraz o pamięci proceduralnej, czyli pamięci ruchów.
Pamięć emocjonalna polega natomiast na tym, że wydarzenia zapamiętujemy na tle nastroju.
Mam taki zapach, który dokładnie przypomina mi przedszkole. - Zapach szczególnie wiąże się z pamięcią emocjonalną, bo drogi węchowe i struktury odpowiedzialne za emocje usytuowane są w mózgu bardzo blisko siebie. Tu się jeszcze szykują ogromne odkrycia.
Człowiek broni się przed przyznaniem się, do jakiego stopnia zapachy - zwłaszcza te, które nie angażują naszej świadomości - rządzą jego zachowaniem. Bardzo długo się przecież uważało, że nie ma ludzkich feromonów - związków zapachowych związanych z atrakcyjnością seksualną.
A są? - Są tacy, którzy uważają, że całą atrakcyjność seksualną da się sprowadzić do zapachu.
Jakie ludzkie zmysły są dziś na warsztacie neurobiologów? - Słabnie zainteresowanie układem wzrokowym, który poszedł na pierwszy ogień. Udało się nam poznać większość tajników biologii widzenia. Za to nasza wiedza o węchu i o smaku wciąż jeszcze jest w powijakach.
Czy ćwicząc pamięć, możemy ją sobie polepszyć? - Tak. Są takie treningi. To działa.
A więc warto rozwiązywać krzyżówki, uczyć się numerów telefonów na pamięć? - Zdecydowanie tak, ale nie liczmy, by to uchroniło nas np. od choroby Alzheimera.
Jest jeszcze coś innego, co robi świetnie na rozum - aktywność ruchowa. Potwierdziły to badania i na szczurach, i na małpach.
Czym to wytłumaczyć? - Ruch powoduje to, że nasz organizm wytwarza specjalne czynniki wzrostowe, które chronią komórki nerwowe przed zniszczeniem.
I jeszcze jedno - zadbajmy o nasz mózg, mniej jedząc. Wiadomo np., że małpy i szczury na niskokalorycznej diecie uczą się znacznie lepiej niż zwierzęta karmione standardowo.
Czy wierzy Pani w to, że kiedyś będziemy sobie wszczepiać do mózgu implanty elektroniczne wspomagające pamięć? - Nie sądzę. Co prawda, są już implanty ślimakowe przywracające słuch. Może będą wzrokowe.
A implanty pamięciowe? Nie możemy przeszczepić sobie kawałka pamięci z konkretnymi informacjami. Takie próby robiono 25 lat temu, kiedy przypuszczano, że pamięć zapisana jest w strukturze białek mózgu. Próbowano transferu pamięci - podawano jednym myszom wyciągi z mózgów innych, wytrenowanych myszy. Te próby skończyły się niepowodzeniem. Dziś wiadomo, że pamięć nie zależy od struktury białek, ale od siły połączeń pomiędzy neuronami.
A poza tym, jak mielibyśmy takie implanty podłączać? O ile w przypadku rdzenia kręgowego nerwowe "okablowanie" jest w miarę proste, to wewnątrz mózgu jesteśmy bez szans.
Dlaczego tak łatwo uczymy się języków w dzieciństwie, a tak trudno, gdy jesteśmy starsi? - Rodzimy się obywatelami świata. Wszystkie dzieci na świecie mogą nauczyć się każdego języka. Już po kilku miesiącach słuchania mowy neurony stają się czułe na specyficzne fonemy, dźwięki i zestawienia wyrazów. W ten sposób stajemy się zdeterminowani językowo. To będzie nasz pierwszy język - zorganizowany w mózgu zupełnie inaczej niż inne języki, których z reguły uczymy się później.
Ale tego pierwszego języka też się trzeba uczyć odpowiednio wcześnie. Znamy przykłady dzikich dzieci chowanych bez kontaktu z ludźmi do dziesiątego-dwunastego roku życia, które nigdy nie nauczyły się dobrze mówić.
Niedawno w Szwajcarii zakończono badania na ludziach dwujęzycznych, nie od urodzenia, lecz od szóstego czy siódmego roku życia. Co one pokazały? Pierwszy język ma taką samą lokalizację w jednym specyficznym miejscu - czy to francuski, czy niemiecki, czy jakikolwiek inny. Zapisywany jest w tzw. ośrodku Broca. A drugi i każdy następny jest jak gdyby upchnięty w inne wolne miejsca. To właśnie dlatego tak trudno nam czasami przypomnieć sobie właściwe słowo w drugim czy trzecim języku.
Jeśli zaś dzieci są dwujęzyczne od urodzenia, oba te języki zlokalizowane są w ośrodku Broca.
Na jakie odkrycie z dziedziny neurobiologii czeka Pani z niecierpliwością? - Chciałabym wreszcie dowiedzieć się, gdzie w mózgu schowany jest ślad pamięciowy. Czy jest on rozproszony, czy też mieści się w konkretnej części mózgu. Dyskusje trwają 30 lat. Dziś wydaje się, że ślad pamięciowy "wędruje" po całym mózgu. Od czego więc zależy nasza pamięć? Od nowych połączeń między neuronami? A może od sprawniejszego działania tych, które już mamy?
Według najnowszych koncepcji w naszym mózgu są milczące synapsy. Normalnie nie funkcjonują - aktywują się dopiero w procesie uczenia. W mikroskopie elektronowym nie potrafimy odróżnić ich od zwykłych synaps. Być może jakaś nowa metoda pozwoli je zobaczyć.
A nie ciekawi Pani, dlaczego używamy zaledwie 10 proc. naszych szarych komórek? - Dlaczego to pytanie zawsze musi paść? Chciałabym się od pana dowiedzieć, skąd się wzięło powszechne wręcz przekonanie, że używamy tylko kilku procent mózgu? Ilekroć o tym słyszę, robię się agresywna. Może pan używa 10 proc.?
Badania obrazujące pracę mózgu pokazują, że wykonanie nawet prostego polecenia - np. posłuchaj piosenki i naciśnij guzik przy słowie "hop" - powoduje aktywację ogromnych obszarów mózgu. Naturalnie, że nie całego. Tak jak w komputerze nie możemy włączyć naraz wszystkich programów. I odwrotnie. Zdarza się, że mimo znacznych uszkodzeń mózgu lub niedorozwoju kory mózgowej (niektóre przypadki wrodzonego wodogłowia) mózg jest w stanie sprawnie funkcjonować. Te przypadki trafiają natychmiast do prasy i podtrzymują opinię o wykorzystywaniu mózgu tylko w kilku procentach. Tymczasem uszkodzenia mózgu powodują na ogół trwałe upośledzenia umysłowe i ruchowe.
Ale przyzna Pani, że nie wykorzystujemy w pełni naszego mózgu i że jego możliwości są jednak większe. - Może ten nadmiar szarych komórek jest tylko pozorny. Może dopiero dzięki tak dużej liczbie komórek mamy możliwości alternatywnego rozwiązywania problemów. Tego nie wiemy.
Nie jest to w każdym razie zabezpieczenie się na wypadek urazu lub uszkodzenia? - Raczej nie. Wydaje się, że ewolucja nie chce, by mózg mógł się naprawiać. Neurony centralnego układu nerwowego nie namnażają się i nie regenerują. Jest zbyt dużo uniemożliwiających to mechanizmów. Ewolucja uznała, że lepiej wyeliminować, niż naprawiać uszkodzony mózg.
Tymczasem zaczynamy wynajdywać sztuczki, które umożliwiają regenerację. To jest już otwarta walka z naturą.
Skoro chcemy znaleźć sposób na demencję i na urazy - musimy to drążyć. Dlaczego, zdaniem Pani, natura tak się zabezpiecza? - Cała nasza historia jest zapisana w komórkach nerwowych. Pojawienie się nowych neuronów mogłoby dać trudne do przewidzenia skutki. A może nowe połączenia zakłócałyby pracę już istniejących? Może groziłoby to szaleństwem lub utratą tożsamości? Najwyraźniej natura zadbała o to, by do takich sytuacji nie dochodziło.
Wydawało się niemożliwe, by komórki centralnego układu nerwowego zmusić do regeneracji. A jednak są na to szanse. Naukowcy starają się przywrócić pacjentom ze złamanym kręgosłupem władzę w sparaliżowanych kończynach. Poznawane są kolejne białka utrudniające regenerację, wytwarza się nowe przeciwciała mające je unieszkodliwiać. W końcu musi się udać.
Czy to prawda, że można żyć i całkiem dobrze funkcjonować z jedną tylko półkulą mózgową? - Prawda. Zdarza się, iż dzieciom cierpiącym na ciężką epilepsję usuwa się całą półkulę mózgową. I okazuje się, że jeśli odpowiednio wcześnie przeprowadzi się taki zabieg, pozostała półkula jest w stanie przejąć wiele funkcji usuniętej części mózgu.
Jak to jest możliwe, że czasem po wycięciu połowy mózgu człowiek funkcjonuje nie najgorzej, a tymczasem drobne uszkodzenie, np. związane z wylewem, może mieć niezwykle drastyczne skutki? Czytałem o młodym mężczyźnie, który po wylewie w okolicy mózgu, zwanej hipokampem, nie pamiętał dokładnie nic. Chodził z magnetofonem i nagrywał wszystko - kim jest, co przed chwilą robił, z kim i o czym rozmawiał. Ten człowiek całkowicie utracił tożsamość. - Liczy się wiek i miejsce uszkodzenia. Gdyby dorosłemu człowiekowi wyciął pan połowę mózgu, skutki byłyby fatalne. Są pewne partie mózgu, których uszkodzenie daje szczególnie dramatyczne skutki, jak chociażby wspomniany przez pana hipokamp.
Znany jest przypadek muzyka z Oksfordu, który zachorował na grypę. Miał pecha, wirus Herpes zniszczył mu doszczętnie ten właśnie obszar mózgu. Od tej pory nie może zapamiętać niczego nowego. Poznaje żonę, ale nie pamięta, że widział ją minutę wcześniej. Cały czas pyta: "Gdzie byłaś, dlaczego tak długo cię nie było", nawet jeśli poszła na chwilę do drugiego pokoju. Jednocześnie jego pamięć ruchowa funkcjonuje bez zarzutu. Dalej gra, ale naturalnie tylko stare kawałki.
Czy neurobiolodzy nauczą się leczyć patologiczną agresję? - To zadanie bardziej dla psychologów lub socjologów niż dla nas. Owszem, moglibyśmy próbować np. kopać mózg prądem elektrycznym czy faszerować pigułkami, ale wiadomo, że takie zabiegi odbierają choremu wolną wolę, a tego nie chcemy zaakceptować. Nawet traktowanie mózgów gwałcicieli chemią - metoda tania i wygodna - jest w większości krajów niedopuszczalne. Podejmowane w USA próby chirurgicznego usuwania agresji u skazanych zostały w końcu zarzucone. Nasze poczucie moralności musiałoby się bardzo zmienić, by dopuścić do takich interwencji w działanie mózgu.
We wszystkich książkach dotyczących manipulacji z mózgiem na jednej z pierwszych stron zamieszczane jest zdjęcie rozjuszonego tłumu na wiecu hitlerowskim. Wiadomo, co można zrobić z ludźmi, gestykulując i mówiąc do nich głośno i dobitnie przez trzy minuty. Socjotechnika jest tańsza od neurochirurgii.
Wyobraźmy sobie, że dostaje Pani mózg na talerzu. Czy na podstawie tylko jego wyglądu można coś powiedzieć o byłym właścicielu tego mózgu? - Tak na oko prawie nic. Coś niecoś można wysnuć po kształcie bruzd. Powiększone Planum temporale może świadczyć o wybitnych zdolnościach muzycznych. Stosunkowo łatwe do stwierdzenia są różne zmiany patologiczne. Wbrew powszechnemu mniemaniu nasze mózgi nie różnią się od siebie stopniem pofałdowania na tyle, by na tej podstawie można było wnioskować o inteligencji.
A za pomocą analizy biochemicznej i cytologicznej? - Einstein miał podobno więcej komórek glejowych zabezpieczających neurony. Nasze badania wskazują, że jeśli jakaś funkcja jest bardziej rozwinięta, to zwiększy się jej reprezentacja mózgowa. Nie chodzi tu o wielkość ani liczbę komórek, lecz o jakość połączeń z innymi komórkami. Wiadomo, że niewidomi mają większą reprezentację mózgową palców w tzw. korze somatosensorycznej niż widzący. Podobnie pianiści.
Te badania są bliskie moim eksperymentom dotyczącym mechanizmów kompensacyjnych w mózgu zwierząt. Jeśli np. zostanie uszkodzony nerw niosący do mózgu informacje z jednego palca, to na zwolnione w ten sposób miejsce w korze mózgowej dotrze pobudzenie z sąsiednich, nie uszkodzonych palców. Wydaje się, że z mechanizmami kompensacji związane jest tzw. czucie fantomowe. Po amputacji często czujemy, że kończyna wciąż jest na swoim miejscu, że wciąż boli. Większość doznaje uczucia teleskopowania, wydaje im się, że nieistniejąca kończyna się wydłuża i skraca.
Dopiero od trzech lat pacjentów z bólami fantomowymi bada się tomograficznie. Pracujemy tu na styku biologii i duszy, bo badamy neuronalny mechanizm świadomości ciała. Zadziwiające, jak prostymi sposobami możemy na tę świadomość wpływać.
Nadzwyczaj interesujące doświadczenie przeprowadził niedawno Vilayanur Ramachandran - Hindus pracujący w San Diego. Wymyślił virtual reality box (komorę rzeczywistości wirtualnej). Zrobił to z myślą o pacjentach doznających nieprzyjemnego wrażenia zaciskania się fantomu. Taka osoba czuje, jak jej paznokcie wrastają w dłonie, sztywnieją stawy i mięśnie. Virtual reality box to po prostu pudełko z otworami na ręce i z lustrem pośrodku. Pacjentowi każe się włożyć do pudełka zdrową rękę oraz kikut i patrząc w lustro rozprostowywać i zaciskać dłoń. Widzi więc swoją zdrową rękę oraz jej lustrzane odbicie. Po chwili wydaje mu się, że ręka widoczna w lustrze to jego fantom. Rozprostowując zdrową rękę, czuje, jak wraz z nią rozprostowuje się fantom. To działa u wielu pacjentów po amputacjach.
W ogóle świadomość ciała to fascynująca sprawa. Są np. ludzie, którzy postrzegają świat połowicznie. Jak się prosi kogoś takiego, by narysował domek - to rysuje pół domku, jeśli rysuje zegar, to tak, że albo umieszcza wszystkie 12 godzin w połówce, albo tylko sześć. To dotyczy także ciała pacjenta; widzi w lustrze pół swojej postaci, czuje tylko połowę ciała. Tak więc jest jakieś miejsce w mózgu, które koordynuje świadomość całego ciała. Podejrzewamy, że jest to tylna część płatów ciemieniowych. Zbiera informacje o dotyku, o napięciu mięśni, zgięciach stawów, a także informacje zwrotne z narządów będących w ruchu. Dzięki tym ostatnim np. widzimy wyraźnie nawet wtedy, gdy poruszamy oczami. Nasz rozum wie, że kazaliśmy oku, by się poruszyło, i bierze na to poprawkę. Gdybyśmy zablokowali informację zwrotną, każdy szybszy ruch głową czy samymi oczyma powodowałby, że widzielibyśmy obraz zamazany, nieczytelny.
Niedawno entuzjazmowaliśmy się różnicami pomiędzy mózgiem kobiety i mężczyzny. Czy te różnice są rzeczywiście dobrze udokumentowane? - Tak. Są takie różnice. Przecież trzeba czymś obsługiwać cały ten seks. Organizm kobiety i mężczyzny produkuje różne hormony, a w mózgu znajdują się receptory tych hormonów. Kobiety lepiej postrzegają różne odcienie rzeczywistości, mają większe zdolności percepcyjne, ale mężczyźni lepiej tę rzeczywistość analizują. Płacą za to cenę w postaci większej specjalizacji półkul mózgowych.
To źle? - Kobietom jest trochę łatwiej, bo jeśli zdarzy się im uraz w jednej z półkul, druga jest w stanie - przynajmniej w pewnym stopniu - to skompensować.
Niedawno podniecaliśmy się też różnicami w budowie mózgu homo- i heteroseksualistów. Czy naukowcy doszli do jakichś rozstrzygnięć w tej kwestii? - Nie. Te badania są w impasie i na dodatek nie wiadomo, czy to, co głosił kilka lat temu Simon LeVay, to prawda. Przypomnijmy - twierdził on, iż odnalazł w mózgu homoseksualistów struktury, które są mniejsze niż u mężczyzn heteroseksualnych. Problem w tym, że struktury te są bardzo niewyraźne, nie wiadomo, gdzie się zaczynają, a gdzie kończą.
Te prace spotkały się z przychylnym przyjęciem ze strony mniejszości seksualnych, a także lewicującej inteligencji w Stanach Zjednoczonych. Jeśli LeVay miał rację, oznaczałoby to, że preferencje seksualne to nie kwestia wyboru, tylko biologii.
Wiele kontrowersji budziły natomiast prace na temat dziedziczenia inteligencji. Nie przyniosą one niczego dobrego - argumentowano. Mogą za to dać oręż do ręki tym, którzy szukają biologicznych podstaw dyskryminowania ludzi.
Naukowcy oszacowali jednak, do jakiego stopnia inteligencja jest dziedziczna? - Przyjmuje się, że geny decydują tu w ok. 50 proc., w 20 proc. zaś życie płodowe. Pozostałe 30 proc. to wpływ środowiska. Ale czy to się da tak po aptekarsku odmierzyć?
Czy może stać się coś takiego w neurobiologii, co postawi na głowie całą naszą dzisiejszą wiedzę o mózgu? - Czasem mam takie straszne myśli. Podchodzę np. bardzo sceptycznie do doniesień na temat zjawisk paranormalnych. Dla mnie to bujda na resorach. Ale czasem nachodzą mnie wątpliwości. A może się mylę? Może faktycznie są jakieś bioprądy, o których nie mamy pojęcia?
Czy mózg jest w stanie zrozumieć mózg? - Tak. Głęboko w to wierzę. Inaczej co byśmy tutaj robili?
Profesor Małgorzata Kossut jest neurobiologiem. Jej droga naukowa jest związana z Zakładem Neurofizjologii Instytutu Biologii Doświadczalnej im. M. Nenckiego. W Instytucie w okresie międzywojennym powstała pierwsza w Polsce Pracownia, a później Zakład Neurobiologii. Prof. Kossut odbyła staże podoktorskie na University of Pennsylvania w Filadelfii i w Oksfordzie. Była stypendystką Alfred P. Sloane Foundation, Fulbright Foundation, Mc Donnel Foundation for Cognitive Neuroscience i Howard Hughes Medical Insituite. Od 1989 r. jest kierownikiem Pracowni Plastyczności Kory Mózgowej w Instytucie im. Nenckiego. Jej badania dotyczą komórkowych i molekularnych mechanizmów uczenia się i pamięci. Wprowadziła do polskiej neurobiologii metody autoradiograficznego mapowania aktywności funkcjonalnej mózgu i analizy obrazu. W 1991 r. była inicjatorką stworzenia Polskiego Towarzystwa Badań Układu Nerwowego. Rok temu została powołana do zarządu Europejskiego Stowarzyszenia na rzecz Krzewienia Wiedzy o Mózgu DANA
Wątek: MÓZG: Inf., budowa, odkrycia oraz Światowy Tydzień Mózgu (Przeczytany 63733 razy)