Prawdy i mity o mózgu

Zdaniem naukowców ludzki mózg jest najmniej poznaną i najbardziej skomplikowaną strukturą we Wszechświecie, mimo że odpowiada za najdrobniejsze procesy zachodzące w ciele człowieka. Do tej pory nie udało się stworzyć jednej ogólnej koncepcji jego działania.

Niezwykła plastyczność

Wiadomo jak mózg jest zbudowany i które jego obszary funkcjonalnie za co odpowiadają. Sporo wiadomo też o jego układach zmysłowych i ruchowych. Niezwykłe jest to, że mózg zmienia się przez cały czas, przystosowując swe funkcje do zaistniałej sytuacji. Ta niezwykła plastycznośc oznacza, że jedna jego tkanka zastępuje część, która przestaje funkcjonować. Najlepiej widać to u osób po wylewie krwi do mózgu, kiedy to część tkanki obumiera, powodując najczęściej paraliż jakiejś części ciała, np. kończyny, a mimo to ta część wskutek rehabilitacji odzyskuje sprawność.

Niezwykłe jest i to, że człowiek może funkcjonować z jedną półkulą mózgu (przejmuje ona część funkcji, za które odpowiadała brakująca półkula), a nawet z dwiema oddzielnymi półkulami stanowiącymi jak gdyby dwa mózgi (to w przypadku rozszczepienia tego narządu). Może również żyć nie mając… 80% tego narządu.

Nieprawdą jest natomiast, że człowiek wykorzystuje zaledwie 20% możliwości mózgu. Ten mit wziął się stąd, że naukowcy, którzy po raz pierwszy badali elektrodami aktywność komórek mózgu, zauważyli, że tylko co piąta jest w danym momencie aktywna, czyli wysyła informacje do innych komórek. Wcale nie znaczy to jednak, że w pozostałych, nieaktywnych komórkach nic się nie dzieje. Do wykonania zarówno bardzo trudnych, jak i prostych, operacji mózg używa całego swojego potencjału, odpowiadając nawet i za to, że widzimy muchę na białej ścianie.

Wciąż bardzo mało wiadomo za to na temat poznawczych i abstrakcyjnych przeliczeń informacyjnych dokonywanych przez mózg.

Przywoływanie wspomnień

Niezwykłego wyczynu dokonali uczeni z University College London, pracujący pod kierownictwem prof. Eleanor Maguire. Udało się im odczytać, o czym myśli dziesięciu uczestników eksperymentu, a także stwierdzić, że do odczytu wspomnień wystarczy sam hipokamp (już wcześniej wiadomo było, że to właśnie ten rejon mózgu odgrywa decydującą rolę w uczeniu się, czyli formowaniu pamięci długoterminowej, stąd uczeni skoncentrowali się na obserwacji hipokampu).

Każdy z biorących udział w doświadczeniu obejrzał trzy 7-sekundowe filmy ze scenami wziętymi z codziennego życia (dla przykładu jedna scenka przedstawiała kobietę wypijającą kawę i wyrzucającą papierowy kubek do kosza na śmieci). Następnie ochotnicy zostali podłączeni do funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (uczeni chcieli dzięki temu sprawdzić, które rejony mózgu są w danym momencie najbardziej aktywne) i poproszeni o przypomnienie sobie dowolnie wybranego filmu. Wyniki obserwacji pracy mózgu przesłano do komputera, a ten po dokonaniu analizy stworzył algorytm, na podstawie którego można było trafnie przewidzieć, o której scenie myślał badany. Sugeruje to, jak twierdzą autorzy badania, że wspomnienia są przechowywane i nagrywane według standardowego wzorca.

– Udało nam się znaleźć w aktywności mózgu sygnały charakterystyczne dla pamięci epizodycznej. Potwierdziliśmy też, że nasza pamięć jest prezentowana w hipokampie. Teraz gdy już mamy lepszy obraz tego, jak przechowywane są wspomnienia, możemy zbadać, w jaki sposób wspomnienia są przechowywane i zmieniają się w czasie oraz jaki wpływ ma na nie czas, proces starzenia się czy uszkodzeń mózgu – powiedziała prof. Maguire.

Aktywne usuwanie wspomnień

W ludzkim mózgu nauka wyróżnia trzy rodzaje pamięci: ultrakrótką (tzw. sensoryczną), krótkotrwałą i długotrwałą. Pierwsza z nich trwa maksymalnie pół sekundy i służy jako podręczny skład dla procesów wstępnej analizy nowych informacji. Druga – gromadzi informacje pochodzące z dwóch pozostałych i jeśli są one nieprzydatne w stosunkowo krótkim czasie, znikają. Ostatnie badanie wskazują, że nie dzieje się to, jak sądziła dotąd większość badaczy, ani samoczynnie, ani w wyniku wypierania starszych informacji przez nowe, ale w wyniku złożonego procesu molekularnego, którego mechanizm rozwikłali ostatnio naukowcy chińscy (z Uniwersytetu w Pekinie) i amerykańscy (z Cold Spring Harbour Laboratory). Odkrycie oparli na eksperymencie z muszkami owocowymi, u których genetycznie regulowali aktywność specyficznego białka. W jednej grupie aktywność ta była standardowa, w drugiej – podwyższona, w trzeciej – obniżona. Następnie muszki uczono kojarzenia jednego z dwóch prezentowanych im zapachów z czymś nieprzyjemnym. Po „szkoleniu” wszystkie muszki wybierały zapach, który był przyjemniejszy. Sytuacja ulegała zmianie kilka godzin później: muszki ze standardową aktywnością białka zaczynały uznawać oba zapachy za neutralne; muszki, u których aktywność białka była niska, zdecydowanie bardziej pamiętały, która woń jest nieprzyjemna; muszki z podniesioną aktywnością białka zupełnie o wszystkim zapominały.

Na podstawie doświadczenia uczeni wyciągnęli ważny wniosek: nasze wspomnienia same nie znikają z upływem czasu, ale są aktywnie przez mózg usuwane.