Dołącz do czytelników
Brak wyników

Mózg i umysł , Laboratorium

22 stycznia 2016

Przed nami neuroprzyszłość

0 401

Świadomość to mniej niż jeden promil działalności mózgu. Nawet procesy myślowe, z których tak jesteśmy dumni, nie są świadome. Mówimy często, że jakaś myśl czy rozwiązanie właśnie wpadły nam do głowy. Wcześniej jednak kora czołowa wykonała ogromną pracę, żeby znaleźć najbardziej prawdopodobne rozwiązanie i podsunąć je naszej świadomości jako złotą myśl – tłumaczy profesor Andrzej Wróbel, pomysłodawca utworzenia neurokognitywistyki w Szkole Wyższej Psychologii Społecznej.

Jolanta Białek, Piotr Żak: – Co to jest neurokognitywistyka?
Andrzej Wróbel: – To dziedzina nauki, która ma nam pomóc odkryć zasady funkcjonowania umysłu i zrozumieć je. Próbujemy to wyjaśniać przy pomocy badań aktywności sieci neuronalnej mózgu. Do tego zaś służą metody neuroobrazowania. To dzięki nim możemy zajrzeć w głąb żyjącego ludzkiego mózgu, badać rozmaite stany dynamiczne, które się składają na te tzw. wyższe czynności mózgu. Chociaż elektroencefalografia ma już ponad sto lat, to nowoczesne metody analizy EEG rozwinęły się dopiero w ostatnich dwudziestu latach. Mimo świetnej rozdzielczości w czasie, umożliwiającej śledzenie aktywności mózgu podczas szybko przebiegających procesów umysłowych, metoda ta ma słabą rozdzielczość przestrzenną. Kiedy kilkanaście lat temu wprowadzono do badań inne, charakteryzujące się lepszą rozdzielczością, metody badania funkcjonującego mózgu: magnetoencefalografię, tomografię pozytronową, czy funkcjonalny rezonans magnetyczny, narodziła się również neurokognitywistyka. Metody te pozwoliły nam bowiem zajrzeć w głąb funkcjonującego mózgu i zobaczyć, jakie jego struktury są aktywne, gdy podejmujemy określone działanie, gdy odczuwamy określone emocje, czy wreszcie – gdy powstaje określona myśl. Neurokognitywistyka powstaje więc na naszych oczach i jej rozwój jest rzeczywiście niezwykle intensywny. Dość powiedzieć, że w 1996 roku opublikowano na świecie około 120 prac prezentujących wyniki badań przeprowadzonych z użyciem metod neuroobrazowania, zaś w ubiegłym już około 2,5 tysiąca.

– Uczeni mają znakomite narzędzia do badania mózgu, coraz więcej o nim wiedzą. Czy znaczy to, że nic nie stoi na przeszkodzie, żebyśmy wreszcie poznali ludzki mózg?
– Przede wszystkim uczonym brakuje porządnej, całościowej teorii, która opisywałaby zasady funkcjonowania mózgu. Współczesne robocze hipotezy są jedynie opisowe. Przypuszczalnie prawie cały mózg bierze udział w analizie nawet najprostszego bodźca. Jeżeli widzę czarną kropkę, to wiele komórek w mózgu jest pobudzonych. Oczywiście najaktywniejsze są neurony układu wzrokowego, ale stan ten odróżnia się od innych tym, że pozostałe struktury są mniej pobudzone. To pozwala nam tworzyć dla specyficznych percepcji, czy czynności ruchowych mapy aktywności mózgu, na które składają się obszary aktywne i obszary nieaktywne. W przypadku bardziej złożonych czynności umysłowych mapy te są bardziej skomplikowane. Ta nasza przykładowa kropka może poruszać się w specjalny sposób lub rozbłysnąć tak intensywnie, że powstanie wrażenie ruchu lub bólu, zapoczątkowując procesy uwagi, emocjonalne i pamięciowe, czyli te wszystkie podstawowe elementy poznawcze, które budzą się w mózgu, kiedy dociera do niego bodziec. Teoria, o której mówimy, zakłada też, że neurony, które biorą udział w przetwarzaniu danej percepcji zmysłowej, aktu ruchowego, czy emocji, tworzą w różnych częściach mózgu tzw. zespoły komórkowe. Zespół taki wyróżnia się wśród miliardów innych aktywnych neuronów tym, że składające się na niego neurony synchronizują swoją aktywność w określonym czasie, to znaczy równocześnie przesyłają między sobą potencjały czynnościowe. Taka zsynchronizowana grupa neuronów stanowi prawdopodobnie mózgową reprezentację danego ruchu, danej myśli czy emocji. Zespoły neuronalne możemy odnaleźć i przyjrzeć się im dzięki specjalnym technikom analizy EEG lub innym metodom neuroobrazowania.

POLECAMY

– Powiedział Pan, że takich zespołów może równocześnie tworzyć się w mózgu wiele. Jak mózg radzi sobie z ich rozpoznawaniem?
– Mózg zakłada jednoznaczność percepcji i akcji. Na ogół jest tak, że widok określonego przedmiotu budzi w nas jednoznaczne skojarzenie. Na przykład patrzymy na kubek, który jest częściowo czymś przysłonięty. W naszym mózgu powoduje to pobudzenie wszystkich komórek, które były aktywne zawsze wtedy, gdy patrzyliśmy na cały kubek. Mózg albo akceptuje, że mamy przed sobą kubek, albo – jeżeli jest to niezgodne z kontekstem – nie akceptuje i wtedy pobudzony zostaje inny zespół komórek, na przykład rozpoznający szklanki. I tak do skutku. Takie zespoły komórkowe, aktywowane przez sensowne bodźce, nazywane są atraktorami. W danym momencie do świadomości dociera tylko jeden atraktor. Warto tu zapamiętać, że świadomość to mniej niż jeden promil działalności mózgu. Nawet procesy myślowe, z których tak jesteśmy dumni, nie są świadome. Mówimy często, że jakaś myśl czy rozwiązanie właśnie wpadły nam do głowy. Wcześniej jednak kora czołowa wykonała ogromną pracę, żeby znaleźć najbardziej prawdopodobny atraktor i podsunąć go naszej świadomości jako złotą myśl. Sam proces wyboru najbardziej prawdopodobnego rozwiązania dzieje się automatycznie, choć przypuszczalnie możemy narzucać korze czołowej kierunek poszukiwań.

– Czy atraktory powstają na skutek uczenia się?
– Tak. Między innymi dlatego możemy śmiało powiedzieć, że na świecie nie ma dwóch identycznych mózgów. Każdy człowiek ma bowiem niepowtarzalne doświadczenia osobiste i czego innego się nauczył. Gdy spotkam na ulicy kogoś znajomego, to próbuję sobie przypomnieć, skąd ja go mogę znać. Mój mózg przeszukuje atraktory, po to, żeby wreszcie ustalić, że to jest Janek B., którego poznałem na jakimś przyjęciu trzy lata temu. Natomiast ktoś, kto nigdy Janka B. nie widział na oczy, nie ma w mózgu takiego atraktora, i nie ma szans na takie skojarzenie. Sposób funkcjonowania mózgu jest więc identyczny, natomiast atraktory każdego z nas są niepowtarzalne.

– A jeśli mózg nie znajduje odpowiedniego atraktora?
– Zaczyna tworzyć nowe skojarzenia. Żeby jednak je stworzyć, to przede wszystkim musi być tym zainteresowany. Jeżeli coś jest dla niego ważne, wtedy wagi połączeń synaptycznych między komórkami aktualnie pobudzonego zespołu zwiększają się, tworząc w ten sposób nowy atraktor.

– Dzisiaj coraz częściej zmieniamy miejsce zamieszkania. Często towarzyszy temu porzucenie dotychczasowej kultury i konieczność nauczenia się życia w nowej.
Co się wtedy dzieje z atraktorami?
– Te stare pozostają, ale w miarę uczenia się, poznawania nowej kultury i nowych ludzi tworzą się nowe, które spychają poprzednie na dalszy plan i osłabiają ich powiązania synaptyczne. Decydującą rolę w tym procesie odgrywają prawdopodobnie wzmocnienia przez związki społeczne i kulturowe, ale duże znaczenie mają również, podobnie jak u zwierząt, oddziaływania neurofarmakologiczne. Na przykład nornice żyjące w zamkniętych rodzinach postrzegają członków innej rodziny jako wrogów. Taki mechanizm uniemożliwiałby jednak wymianę genów. Badania wykazały, że gdy dwie nornice z różnych rodzin kopulują ze sobą, w ich przodomózgowiu wydziela się zwiększona dawka oksytocyny, która działa jak gumka i wyciera wszystkie dotychczasowe atraktory. Taka para zaczyna się uczyć od nowa, a w ich mózgach powstają nowe, wspólne atraktory. Podobną rolę odgrywać może zwiększona produkcja tego hormonu podczas porodu, co badano u owiec. „Wytarcie” dotychczasowych śladów zapachowych w opuszce węchowej pozwala matce na natychmiastową akceptację zapachu potomstwa.

– Spotkaliśmy się z taką tezą, że oto uczeni dostali bardzo atrakcyjne urządzenia, zachłysnęli się ich możliwościami, badają, co się da, ale praktyczny wymiar ich dociekań jest niewielki.
– Ktoś, kto głosi takie poglądy, ma wiedzę o neuro[-]obrazowaniu sprzed piętnastu lat. Neuroobrazowanie służy przede wszystkim odkrywaniu i zrozumieniu mechanizmów pracy mózgu. Gdy określimy strukturę funkcjonalno-anatomiczną danego procesu mózgowego, będziemy potrafili również zidentyfikować jego zaburzenia i – być może – zastosować odpowiednią profilaktykę, czy w szczególnych przypadkach terapię. Weźmy na przykład uwagę – akurat ja się nią zajmuję. Liczba jej możliwych zaburzeń jest naprawdę duża, ale dzisiaj, właśnie dzięki neuroobrazowaniu, możemy je podzielić na grupy przyczynowe i skuteczniej dobierać odpowiednie metody terapii. Obecnie w USA i innych krajach rozwiniętych ciągle najbardziej kosztowne dla systemu opieki zdrowotnej są choroby układu krążenia, ale przewiduje się, że za piętnaście lat będą to już choroby mózgu. Społeczeństwa się starzeją, co powoduje, że ujawniają się choroby późnego wieku, a stres i środowisko pogłębiają wrażliwość mózgu na te schorzenia. Aby obniżyć koszty leczenia, trzeba poznać mechanizmy powstawania schorzeń układu nerwowego. Dlatego w krajach OECD powstają w ostatnich latach nowoczesne, świetnie wyposażone instytuty, które zajmują się neurokognitywistyką, czy neuroinformatyką. Mają one stworzyć podstawy do zrozumienia procesów toczących się w mózgu, a w efekcie stworzyć narzędzia do zapobiegania jego chorobom. Jestem przekonany, że również w Polsce nadchodzi czas dla specjalistów z zakresu...

Ten artykuł dostępny jest tylko dla Prenumeratorów.

Sprawdź, co zyskasz, kupując prenumeratę.

Zobacz więcej

Przypisy