Neuroplastičnost, šta je to ?

                   

Kognicija je utelovljena. U većem delu ovog veka kognitivna se nauka fokusirala na prednje režnjeve (PFC) kao sedište spoznaje. Ipak, nove slikovne studije pokazuju da telo i mozak deluju zajedno kao simfonija u službi neuroplastičnosti

 Neuroplastičnost, šta je to upitala sam se. Ova me reč ponukala da pronađem par osnovnih informacija o neuroplastičnosti mozga (prefiks neuro označava neurone, plastičnost označava promenljivost, gipkost, prilagodljivost). Jedna od informacija koja mi se učinila najinteresantnijom glasi: ljudski mozak je u stanju ( ipak) da se sam menja. Lično nikada nisam sumnjala u nepromenjivost mozga, bez da sam pokušala da svoj stav utemeljim na naučnim istraživanjima. Čitajući nasumično odabrane tekstove zaključila sam da naučnici nisu bili uvereni u mogućnost promene mozga, a zašto.
Evo jednog od razloga :

"Verovanje da mozak ne može da se menja poniklo je iz tri glavna izvora: činjenice da pacijenti sa oštećenjem mozga izuzetno retko uspeju da se u potpunosti oporave; iz naše nesposobnosti da zapažamo mikroskopske aktivnosti živog mozga; i iz ideje – koja potiče još sa samih početaka moderne nauke – da je mozak svojevrsna veličanstvena mašina. Mašine, mada mogu da urade mnogo toga izuzetnog, ne rastu i ne menjaju se."

Mozak mašina

"Pojam o mozgu kao mašini inspirisao je i usmeravao neurologiju još otkako je zasnovana u sedamnaestom veku, kada je postepeno smenjivala mistična poimanja o telu i duši. Pod dubokim utiskom koji su na njih ostavila otkrića Galilea Galileja (1564–1642), koji je pokazao da planete treba shvatiti kao neživa tela pokretana mehaničkim silama, naučnici su stekli uverenje da čitava priroda funkcioniše kao veliki svemirski časovnik podložan zakonima fizike, pa su i ono što je živo, između ostalog i naše telesne organe, počeli da objašnjavaju mehanicistički, po istim načelima kao mašine. Ta zamisao da je sva priroda jedan ogroman mehanizam i da su naši organi slični mašinama zamenila je dve hiljade godina staro grčko gledište da je priroda ogroman živi organizam i da su organi u našem telu sve samo nisu neživi mehanizmi. Prvo veliko dostignuće ove nove, mehanicističke biologije bilo je međutim originalno i izvanredno. Vilijam Harvi (1587–1657), koji je anatomiju studirao u Padovi, gde je predavao Galileo, otkrio je da krv kruži kroz naše telo i prikazao kako srce funkcioniše kao pumpa, jedna od najjednostavnijih mašina. Ubrzo je mnogim naučnicima izgledalo da objašnjenje koje želi da bude naučno mora da mehanicističko– što će reći, da podleže mehaničkim zakonima kretanja. Idući Harvijevim stopama, francuski filozof Rene Dekart (1596–1650) tvrdio je da mozak i nervni sistem takođe rade na principu pumpe. Naši nervi su u stvari cevi, tvrdio je on, koje vode od naših udova do mozga i nazad. Dekart je bio prvi koji je postavio teoriju o funkcionisanju refleksa. Prema toj teoriji, kada nam nešto dotakne kožu, tečna supstanca u nervnim cevčicama prostruji ka mozgu i mehanički se „reflektuje“ nazad kroz nerve da bi pokrenula mišiće. Mada zvuči vrlo grubo i priprosto, ovo i nije toliko daleko od mete. Naučnici su uskoro uspeli da profine ovu primitivnu sliku, postavljajući hipotezu da se kroz nerve ne kreće tečnost, nego električno strujanje. Dekartov pojam o mozgu kao složenoj mašini dostigao je vrhunac u našoj savremenoj ideji o mozgu kao kompjuteru i u lokalizacionizmu. Mozak je, kao i svaka mašina, sagledan kao celina sačinjena iz delova, od kojih se svaki nalazi na svom unapred zadatom mestu i svaki obavlja samo jednu funkciju, a ako se neki od njih ošteti, ne može se uraditi ništa da bi on bio zamenjen. Mašinama, na kraju krajeva, ne izrastaju novi delovi.

Lokalizacionizam je primenjivan i na čula, preko teorije da svako naše čulo – vida, sluha, ukusa, dodira, njuha, ravnoteže – ima receptorsku ćeliju specijalizovanu za prepoznavanje jednog od raznih oblika energije oko nas. Kad primi podražaj, ta receptorska ćelija šalje preko svog nerva električni signal određenoj oblasti mozga koja ga obrađuje. Većina naučnika je verovala da su te oblasti mozga tako usko specijalizovane da jedna nikada ne bi mogla da obavlja posao neke druge."

Tom zaključku doprinelo je saznanje da su pojedini delovi mozga odgovorni za određene funkcije.

"1861, francuski hirurg Pol Brokaje posle smrti jednog pacijenta koji je izgubio moć govora obavio disekciju mozga i pronašao oštećeno tkivo u levom čeonom režnju. Skeptici su sumnjali da se govor može lokalizovati u jednu oblast mozga sve dok im Broka nije pokazao ozleđeno tkivo i podneo izveštaj o drugim pacijentima koji su izgubili sposobnost govora i za koje se ispostavilo da imaju oštećenje tkiva upravo na istom mestu."

Brokov uspeh utvrdio je teoriju lokalizacionizma.

" Nažalost, dobre strane lokalizacionizma su preuveličane. Od niza zanimljivih korelacija (zapažanja da oštećenje određenih oblasti mozga vodi gubitku određenih mentalnih funkcija) put je išao ka opštoj teoriji da se svaka funkcija mozga obavlja na samo jednoj, nepromenljivo utvrđenoj lokaciji. Čitava ta zamisao sažeta je u sloganu „jedna funkcija, jedna lokacija“ – što je značilo da u slučaju oštećenja jedne oblasti, mozak nikako ne može da preuredi preostale funkcije i nadoknadi ili povrati izgubljenu. Započelo je mračno doba za plastičnost, a svaki izuzetak od ideje jedna funkcija, jedna lokacija“ naprosto je zanemarivan.

....

Godine 1868. Žil Kotar je proučavao slučajeve težih oboljenja mozga u ranom detinjstvu usled kojih je stradala leva hemisfera, što obuhvata i Brokinu oblast. Pa ipak, ta deca su mogla normalno da govore, što znači da je mozak, čak i ako se govor obrađuje u levoj polovini mozga kao što je tvrdio Broka, možda dovoljno plastičan da se reorganizuje ako je to nužno. Oto Zoltman je 1876. godine uklonio motoričku oblast kore velikog mozga kod mladunčadi pasa i zečeva i ustanovio da životinje bez obzira na to mogu da se kreću. Ovakva otkrića ipak su ostajala potopljena pod talasom oduševljenja koji je nosio pristalice lokalizacionizma."

Pol Bahirit

"Pol Bahirit je u lokalizacionizam posumnjao u Nemačkoj oko 1960, gde se bio pridružio jednom timu naučnika koji su proučavali mehanizme vida tako što su pomoću elektrode merili električne impulse iz oblasti mačjeg mozga koja obrađuje vizuelne signale. Naučnici su očekivali da će kada pokažu mački neku sliku, elektroda reagovati snažnim pražnjenjem, pokazujući da mozak obrađuje sliku. Tako je zaista i bilo, ali kada je neko pomilovao mačku po šapi, oblast za vid je takođe poslala snažan impuls, što znači da je takođe obrađivala dodir. Otkrili su, konačno, da se ta oblast aktivira i kada mačka čuje zvuke.

To je moglo da znači ... ukoliko " neka od ključnih putanja ( neuronske mreže ) bude blokirana, mozak može da se posluži starijim putanjama da je zaobiđe. To je otprilike ovo : „Ako ste pošli kolima odavde do Milvokija, a saobraćaj ne prolazi preko glavnog mosta, najpre ćete se zateći paralizovani, ali ćete onda poći starim, sporednim putevima između poljoprivrednih imanja. Kako budete češće išli tim putevima, tako ćete pronalaziti prečice i stizaćete sve brže tamo kuda ste krenuli.“ Takvi „sporedni“ neuronski putevi se „demaskiraju“, razotkrivaju, i upotrebom jačaju. Opšte je mišljenje da je „demaskiranje“ jedan od glavnih načina da se mozak posluži svojom plastičnošću i reorganizuje."

Pol Bahirit je postao pionir na polju razumevanja plastičnosti mozga.

" On je otkrio, da naša čula imaju neočekivano gipku prirodu i ako je jedno oštećeno, drugo ponekad može da preuzme njegov posao. Taj proces je Bahirita nazvao supstitucijom čula i radio je na razvijanju načina da se on podstakne, a isto tako i aparata koji će nam pružiti „natčula“. Otkrivši da se nervni sistem može prilagoditi da gleda kamerom umesto mrežnjačama, Bahirita je položio temelje najveće nade za slepe: retinalnog implanta koji se hirurškim putem ugrađuje u oko.Bahirita je postao stručnjak na više oblasti – u medicini, psihofarmakologiji, neurofiziologiji organa vida (proučavanju mišića oka i nerava koji omogućavaju vid) i biomedicinskog inženjeringa. Bahirit govori pet jezika i živeo je na duže vreme u Italiji, Nemačkoj, Francuskoj, Meksiku, Švedskoj, te širom Sjedinjenih Država. Radio je u laboratorijama vodećih naučnika i dobitnika Nobelove nagrada... Medicinu je napustio u korist fizike. Pitanja koja on postavlja na prvi pogled se protive zdravom razumu. Na primer: „Jesu li oči neophodne za vid, uši za sluh, jezik za čulo ukusa, nos za njuh?“ Kada su mu bile četrdeset četiri godine, njegov neumirivi um vratio ga je medicini i Bahirita je započeo specijalizaciju, posvećujući beskrajne dane i besane noći jednoj od najsumornijih medicinskih disciplina: rehabilitacionoj medicini. Ambicija mu je bila da jedan mrtvi intelektualni rukavac pretvori u nauku primenjujući na njemu ono što je naučio o plastičnosti."

„Vidimo mozgom, ne očima“, kaže Bahirita.„Kad se slep čovek služi štapom, maše njime napred-nazad i ima samo jednu tačku, vrh štapa, koja ga snabdeva informacijama preko kožnih receptora na ruci, pa ipak mu to pomeranje štapa omogućuje da ustanovi gde je dovratak, gde stolica, ili da prepozna kad udari u nečije stopalo, jer će se stopalo malo povući. Tim informacijama on se zatim služi da bi došao do stolice i seo. Iako informacije prima senzorima na ruci, i ti su senzori mesto njegove interakcije sa štapom, ono što on subjektivno zapaža nije pritisak štapa na ruku, nego raspored u prostoriji: gde se, u trodimenzionalnom prostoru, nalaze stolice, zidovi, stopala drugih ljudi. Konkretna receptorska površina ruke postaje samo prenosna stanica za informacije, port preko koga se primaju podaci, pri čemu receptorska površina gubi svoj stvarni identitet.

.....

Bahirita je zaključio da koža i receptori dodira na njoj mogu da budu zamena za mrežnjaču jer su i koža i mrežnjača dvodimenzionalne površi pokrivene čulnim receptorima koji omogućavaju „slici“ da se formira na njima.

Jedno je pronaći nov ulaz preko koga se podaci primaju ili nov put da se čulni opažaji dopreme do mozga, ali je nešto sasvim drugo da mozak dešifruje te opažaje primljene preko kože i pretvori ih u slike. Da bi to uradio, mozak mora da nauči nešto novo i njegova oblast zadužena za obradu signala dodira mora da se prilagodi novoj vrsti signala. Takva prilagodljivost podrazumeva da je mozak plastičan, u tom smislu da je sposoban da reorganizuje ceo svoj čulnoopažajni sistem."

Danas je manje više prihvaćeno da mozak aktivnošću ( sopstvenom, što podrazumeva i angažman celog tela ) može da promeni sopstvenu strukturu i način funkcionisanja.

      U suštini nije nikakva novost, ono što se ustvari od davnina predpostavljalo , da ljubav, tuga, mržnja, učenje, zavisnosti, kultura, tehnologija, zapravo sve menja/ju naš mozak u pozitivnom ali i negativnom smislu. Jer, konstatuje citirani autor

" I mada je ljudski mozak, izgleda, bio potcenio sam sebe, nisu sve novosti koje nam neuroplastičnost donosi tako dobre – dok nam s jedne strane predstavlja naš mozak kao znatno sposobniji, ona mu s druge strane pridaje i veću ranjivost pred spoljnim uticajima.

Neuroplastičnost je u stanju da stvori fleksibilnije, ali takođe i rigidnije oblike ponašanja – taj fenomen ja nazivam „paradoks plastičnosti“. Ironijom sudbine, neke od naših najneiskorenjivijih navika i poremećaja posledica su upravo naše plastičnosti. Kada se neka određena plastična promena odigra u našem mozgu i čvrsto se uspostavi u njemu, ona potom može da spreči druge promene. Puni raspon ljudskih mogućnosti shvatićemo jedino ako budemo razumeli i pozitivne i negativne efekte plastičnosti."

______________________________

"Poreklo Bahiritinog shvatanja rehabilitacije mozga leži u oporavku njegovog oca, katalonskog pesnika i predavača na fakultetu, koji je 1959. godine doživeo težak moždani udar. Pedru Bahiriti, tada šezdesetpetogodišnjem udovcu, ostali su posle udara paralisani čitavo lice i polovina tela i oduzeta mu je moć govora.

Polovom bratu Džordžu, koji se danas bavi psihijatrijskom praksom u Kaliforniji, rečeno je da nema nade da će mu se otac oporaviti i da bi trebalo da ga smesti u neku ustanovu. Džordž je u to vreme studirao medicinu u Meksiku, i odlučio je da umesto toga dovede svog paralizovanog oca iz Njujorka kod sebe u Meksiko. Pokušao je najpre da mu obezbedi rehabilitaciju u Američko-britanskoj bolnici, gde mu je ponuđena samo tipična jednomesečna rehabilitacija pošto niko nije verovao da bi od nekog dužeg lečenja mozak mogao imati ikakve koristi. Posle tih mesec dana Džordžovom ocu nije bilo ništa bolje, i dalje su morali da ga spuštaju na klozetsku šolju i podižu s nje, a baštovan je pomagao Džordžu kada je trebalo da ga istušira.

„Srećom pa je moj otac bio sitan čovek, imao je tada svega pedeset pet kilograma, te smo uspevali da ga premeštamo i prenosimo“, kaže Džordž.

Džordž o rehabilitaciji nije znao ništa, a upravo se njegovo neznanje pokazalo kao dar nebeski, jer je uspeh postigao prekršivši sva pravila, nesputavan pesimističkim teorijama.

„Rešio sam da ne učim oca da hoda, nego da ga najpre naučim da puzi. Rekao sam: ’Puzio si nekad tamo na početku, sad ćeš morati opet za neko vreme.’ Stavili smo mu umetke na kolena. U početku smo ga držali u četvoronožnom položaju, ruke i noge ga nisu čvrsto nosile, pa je to bilo muka.“ Čim je Pedro uspeo da se koliko-toliko sam održava u tom položaju, Džordž ga je terao da puzi oslanjajući paralizovano rame i ruku uza zid. „To puzanje pored zida trajalo je mesecima. Posle toga sam ga izvodio da vežba u vrtu, što nam je stvaralo probleme sa susedima, koji su mi govorili da nije lepo, da je nedolično, terati jednog profesora da ide četvoronoške kao pas. Nisam imao da se ugledam ni na šta osim na to kako uče bebe. Zato smo se igrali na podu, ja sam kotrljao klikere, a on ih je hvatao. Ili bismo bacili novčiće na pod, a on je pokušavao da ih pokupi oduzetom desnom rukom. Sve što smo pokušavali podrazumevalo je pretvaranje običnih životnih iskustava u neki vid vežbe. Držao bi zdravom rukom lonac, a oduzetu, nad kojom je imao slabu kontrolu i koja se kretala u grčevitim trzajima, primoravao da kruži, petnaest minuta u smeru kretanja kazaljke na satu, pa petnaest minuta u obrnutom. Obod lonca mu je pridržavao ruku. Išli smo korak po korak, od kojih se svaki delimično preklapao s onim prethodnim, i njemu je malo-pomalo bivalo bolje. Posle nekog vremena sam mi je pomagao da osmislimo korake. Želeo je da stigne do tačke kada će moći da sedne i jede sa mnom i mojim kolegama studentima medicine.“ Ceo taj režim zahtevao je sate i sate svakog dana, ali je Pedro postepeno napredovao od puzanja, preko kretanja na kolenima, do uspravnog stajanja i hodanja.

S govorom se Pedro borio sam i posle otprilike tri meseca pokazali su se znaci da mu se govor vraća. Posle više meseci poželeo je da nastavi da piše. Sedeo bi za pisaćom mašinom s prstom iznad tipke koju je želeo da udari i spuštao čitavu ruku da bi u tome uspeo. Pošto je to savladao, spuštao je zatim samo zglob, i konačno prste, jedan po jedan. Na kraju je ponovo naučio da normalno kuca.

Krajem godine kada mu je bilo šezdeset osam, Pedro se bio oporavio dovoljno da ponovo postane predavač s punim radnim vremenom na Gradskom koledžu u Njujorku. Voleo je taj posao i nastavio je da ga radi sve dok se nije penzionisao sa sedamdeset godina. Posle toga je nastavio da predaje na Državnom univerzitetu u San Francisku, ponovo se oženio i nastavio da radi, putuje i ide na duga pešačenja. Živeo je aktivnim životom još sedam godina posle pretrpljenog moždanog udara. Kada je otišao u goste prijateljima u Bogoti, pošao je na planinarenje i na visini od tri kilometra dobio srčani udar od koga je nešto kasnije i umro. Bile su mu tada sedamdeset dve godine.

Pitao sam Džordža da li je shvatao koliko je oporavak njegovog oca pošto je proteklo toliko vremena od pretrpljenog udara bio izuzetan i da li je u ono vreme pomišljao da je taj oporavak mogao biti posledica plastičnosti mozga.

„Gledao sam na to jedino kao na staranje o tati, ali je kasnije Pol to tumačio kao neuroplastičnost. Mada ni on ne odmah tada, nego tek posle očeve smrti.“

Pedrovo telo doneseno je u San Francisko, gde je Pol radio. Bilo je to 1965. godine, kad još nije bilo skenera mozga, i autopsije su obavljane redovno jer je to bio jedini način da lekari steknu saznanja o bolestima mozga i uzrocima pacijentove smrti. Pol je zamolio doktorku Meri Džejn Agilar da obavi autopsiju.

„Nekoliko dana kasnije Meri Džejn me je pozvala i rekla: ’Pole, dođi ovamo. Imam nešto da ti pokažem.’ Kada sam stigao u staru Stenfordsku bolnicu, na stolu su bili rašireni režnjevi mozga mog oca.“

Pol je zanemeo.

„Osećao sam strašnu odbojnost, ali sam video da je Meri Džejn uzbuđena, jer je secirani mozak pokazivao da je mom ocu posle udara ostala ogromna lezija koja se nikad nije zalečila, a njemu su se ipak vratile sve normalne moždane funkcije. Izbezumio sam se. Potpuno sam se ukipio. Samo sam mislio: ’Pogledaj koliko mu je mozak oštećen.’ A Meri Džejn je rekla: ’Kako čovek može da se oporavi s ovolikim oštećenjem mozga?’“

Kada je pažljivije pogledao, Pol je video da lezija nastala pre sedam godina zahvata uglavnom produženu moždinu i da su razoreni i drugi centri u kori velikog mozga koji kontrolišu pokret. Stradalo je devedeset sedam posto nerava koji vode od moždane kore do kičme – katastrofalno oštećenje koje je uzrokovalo paralizu.

izvor 

______________________________

U poslednje vreme različitim metodama za oslikavanje mozga, kao što su MEG, fMRI i PET/CT, naučnici sve bolje uspevaju istražiti mreže koje u njemu postoje, njihove međusobne povezanosti kao i uticaje različitih strukturnih i funkcionalnih veza na ljudsko ponašanje. Novije analize pokazuju da postoji povezanost mreža u mozgu s različitim demografskim podacima, ponašanjem ljudi, sklonostima nasilju ili akademskim ostvarenjima i sl.

Prikupljanje ovakvih podataka može se primeniti u dijagnosticiranju patoloških procesa, u praćenju procesa terapije te, što je najvažnije, u razumevanju mehanizama normalnih i različitim patologijama promenjenih procesa u mozgu.

MAURIZIO CORBETTA

jedan je od najproduktivnijih neurologa sveta. Dobitnik je brojnih vrednih nagrada, jedan od vodećih istraživača u Human Connectome Projectu, a citiran je preko 45.000 puta što ga smešta u jedan posto najuspešnijih na svetu. Skoro 30 godina radi u SAD-u gde se bavi bazičnim i kliničkim neuronaučnim istraživanjima a kao neurolog dao je značajne doprinose u istraživanjima moždanog udara metodama za funkcionalno oslikavanje mozga. Profesor je neurologije nauke o mozgu na Washington University u St. Louisu, a od 2016. i Univerziteta  u Padovi gde je utemeljio i vodi Centar za neuronauku.

“The human Connectome project” , jedan je od najvećih projekata u ovoj oblasti u svetu. Usmeren je na otkrivanje puteva, na kompletnu mrežu koja povezuje mozak u smislenu celinu, na konstruisanje mape ‘veza’ u ljudskom mozgu koje se mogu mapirati strukturno (neuroanatomske korelacije ili prikaz veza i snopova vlakana između različitih moždanih područja) ili funkcionalno (korelacije funkcionisanja delova mozga u mirovanju ili za vreme određenog zadatka). U ovom projektu su udruženi neurolozi sa ciljem da “slože” mapu, sve puzle razvoja, odrastanja i starenja ljudskog mozga uz pomoć svih mogućih tehnika, od genoma, epigenoma, imaginga pa do ponašanja.

Delovi iz intervjua
Kako se razvija vaše polje istraživanja i koja obećanja nudi?

        Istraživanja snimanjem mozga započela su u 70-im godinama CAT skeniranjem, a u 80-ima su započela funkcionalna oslikavanja PET-om. U početku je snimanje bilo sporo, pratila se glukoza, odnosno koliko energije troši neki deo mozga, dok se kasnije, krajem 80-ih razvilo snimanje radioaktivnim kisikom koje je omogućilo znatno brže snimanje aktivnosti u mozgu u trajanju od samo 30 sekundi. Ja sam u to vreme došao u SAD. Početkom 90-ih započeo je razvoj fMRI-a, bez izlaganja ionizirajućem zračenju, koji meri metaboličke korelate aktivnosti u nervnim stanicama. Poslednjih 20-ak godina uglavnom mapiramo senzorne i kognitivne procese u mozgu. Na primer, razlike među jezicima, razlike između shvaćtanja i govorenja ili usmeravanja pažnje u odnosu na kretanje i sl. Zahvaljujući tome stekli smo prilično dobro znanje o tome koje su funkcije različitih regija mozga. U poslednje vreme istražujemo kako te regije međusobno međureaguju, kako za vreme kognitivnog ponašanja tako i u mirovanju, odnosno u odsutnosti svih aktivnosti. Najzanimljivije novo otkriće je da mozak u mirovanju izgleda vrlo slično kao mozak u akciji. Naglasio bih da su u današnjim istraživanjima mozga vrlo važne matematika i fizika. Dakle, od biologije sve više prelazimo na matematičke i fizikalne analize neuroanatomije mozga tj. njegovih dinamičnih mreža. U FMRI istraživanjima tipično snimamo između 10.000 i 40.000 voksela (volumnih elemenata op.a.) u mozgu u vremenskim intervalima na nivou jedne sekunde. Na taj način u svakom skeniranju prikupimo između 5 i 10 gigabajta podataka.

MOZAK OTKRIVA KAKVI SMO

Ovakva snimanja mozga već su omogućila da se vide razlike između struktura mozga osoba koje će razviti normalna i problematična ponašanja. Kako se zaključci tih istraživanja mogu primeniti? Na primer, hoće li ona omogućiti da vidimo šta više utiče na razvoj čoveka – njegova genetika ili odgoj?

     Matematičko modelovanje otkriva da su regije u mozgu snažno sinkronizovane i organizovane. fMRI istraživanja su pokazala da svako od nas ima između 15 i 17 neuronskih mreža u mozgu. Te mreže su povezane s različitim funkcijama: imamo mrežu za pažnju, za pamćenje, za jezik i sl. One imaju međusobnih sličnosti, no postoje i razlike. Neke nove studije pokušavaju povezati varijabilnosti u spoznajnim funkcijama s varijabilnostima u funkcionalnim neuronskim mrežama. Jedna prošlogodišnja studija pokazala je da se oko 17% varijabilnosti kod ispitanika, što je značajno, može povezati sa svojstvima koja će odrediti hoće li oni imati visoku inteligenciju, dobro razumevanje sveta, dobro pamćenje, viši socio-ekonomski status i više obrazovanje ili će s druge strane imati slabije obrazovanje, niže spoznajne funkcije, niži socio-ekonomski status i sl. Jedan od faktora ponašanja povezan je s time kako su dobro dve mreže u mozgu razdvojene. Naučnici sada istražuju može li se na osnovu takvih podataka predvideti kako će se ljudi u budućnosti razviti i šta će postati, ali i kako će se neko oporaviti nakon nekog oštećenja mozga kao što je moždani udar.

MOŽE LI KOMPJUTER POSTATI SVESTAN?

Neki naučnici smatraju da je poistovećivanje mozga s kompjuterima možda preterano zbog razlika među njima u strukturi i u načinima funkcionisanja te da nemamo razloga biti uvereni da će kompjuteri postati svesni kada dosegnu određeni obim i određene oblike obavljanja računskih operacija ili određene obrasce ponašanja. Šta vi mislite o tome?

Kompjuteri su bitno drugačija od mozga. Sastavljena su od silicijskih čipova, vrlo brzo obrađuju informacije, a vreme razmene podataka između njih je vrlo kratko, gotovo trenutno. U mozgu su brojni procesi znatno sporiji. Prenos se ne temelji samo na električnim impulsima već i na neurohemijskim transmisijama koje su spore. Kompjuteri u novije vreme počinju učiti različite stvari uz pomoć vrlo sofisticiranih algoritama – uče emocije, reči, oblike ponašanja i sl. No veliko je pitanje hoće li oni jednoga dana, kada budu mogi raditi sve te stvari koje može i čovek, stvarno biti svesni. Neki naučnici smatraju da je za ostvarenje svesti nužno imati arhitekturu koja će biti slična onoj koju ima mozak – da kompjuter može simulisati ponašanje, ali bez svesti, odnosno bez onog iskustva sveta kakvo mi imamo. Ja sam po tom pitanju agnostik jer ne istražujem svest. Mislim da je mozak savršeni simulator okoline. Kako se mozak razvija, on uči sve događaje, podražaje, odgovore na koje će naići u svetu; uči svojstva vlastitog tela – kontroliše telo pa i predstavlja telo. Dakle, mozak je stvoren kako bi predstavljao okolinu, telo i naše misli; on je svojevrsno ogledalo toga što smo naučili tokom života. Kompjuter može učiniti to isto, no s potpuno drugačijom arhitekturom. Hardver će biti potpuno drugačiji. Stoga postoji mogućnost da će moći simulirsati svest, a da pritom neće stvarno imati svest kako je mi imamo.

                                    

                                      Centralni nervni sistem-mozak from Ena Horvat

NA ŠTA MOZAK TROŠI SILNU ENERGIJU?

Spomenuli ste da mozak izgleda vrlo slično kada radi i kada miruje. Zašto je to tako i koje zaključke iz toga možemo izvesti?

To je jedna od stvari koje mene lično najviše zanima. Na mozak otpada samo oko 2% telesne mase, međutim, mozak odraslih troši oko 20% ukupne energije. Kod dece između 10 i 15 godina mozak troši čak 25% energije. Dakle, od četiri molekule glukoze, jedna odlazi u mozak. Brojne teorijske kalkulacije pokazuju da od sve te energije oko 20% odlazi na održavanje veza, sinapsi, organela u stanicama i sl. – na održavanje samog postrojenja mozga. Oko 80% troši se u signaliziranju, odnosno u procesima obrade podataka. No samo 5% troši se na aktivno ponašanje. Dakle, od svih aktivnosti oko 75% odlazi na aktivno signaliziranje u stanju mirovanja. Na ovo što mi sada radimo, razgovaranje slušanje i sl. otpada samo 5%. Pitanje je stoga šta radi sva ta energija koja se troši u mirovanju? Neke studije pokazuju da se mnogo energije troši u malom mozgu, strukturi koja sadrži mnogo više ćelija od velikog mozga. To je jedan od najaktivnijih delova u našem nervnom sistemu, a smatra se da je uređaj za učenje novih stvari. Na primer, kad sam tek učio igrati tenis, mali mozak bio je jako aktivan. Kada sam konačno naučio, mali mozak je prestao trošiti toliko puno energije na tenis. No budući da se svi algoritmi u malom mozgu stalno održavaju u funkciji – algoritmi za igranje tenisa, za hodanje, za vožnju automobila, za čitanje itd., on troši puno energije. On u mirovanju ne koristi neki određeni algoritam, ali koristi energiju za njegovo održavanje. Dakle, mislim da mozak koristi toliku energiju kako bi održavao algoritme koji bi mogli biti korisni. Ipak, to se tek istražuje.

( napomena : zbog ovog famoznog procenta -pet posto-  mnogi su izveli zaključak da ljudi koriste samo toliko mozga. Vidimo da postotak od 5% govori da je toliki deo mozga aktivan u signaliziranju, a ne da ostatak ne radi ništa.

VEĆINU VREMENA HALUCINIRAMO

Britanski režiser Ken Russell u svom filmu 'Izmenjena stanja' opisuje kako mozak uvek nešto radi, čak i u stanjima senzorne deprivacije, kada su osetilima uskraćeni podražaji i informacije. Neki eksperimenti pokazali su da u takvim stanjima mozak počinje stvarati halucinacije, među ostalim i religiozne te da meditacija može imati funkciju senzorne deprivacije. Koliko je ono što mi doživljavamo stvarnost?

To se događa i s pacijentima. Kada imaju izlive u mozgu koji isključuju sistem vida, njihov mozak počinje stvarati vizuelne halucinacije. Mislim da je to naznaka da ono što mi ovde sada radimo nije samo gledanje već istovremeno i haluciniranje. Ova percepcija nije stvarna. Istraživanja su pokazala da upravo sada, dok razgovaramo, tek nekoliko bitova informacija u sekundi stiže do mozga.

Znači li to da mi više haluciniramo stvarnost nego što je uistinu doživljavamo?

Mislim da bi se tako moglo reći. Mislim da mozak popunjava mnoštvo praznina u onome što vidimo. Na primer, naše oči pokreću se četiri puta u sekundi. Međutim, mi obrađujemo informaciju samo 15 milisekundi da bi potom usledila pauza od 200 milisekundi. Potom opet obrađujemo informacije 15 milisekundi. Dakle, oči se stalno pomiču, kao i naša mrežnjača, međutim, mi vidimo stabilnu sliku sveta. Naš mozak popunjava informacije koje nedostaju u onoj pauzi od 200 milisekundi. Dakle, mi svi u određenom smislu haluciniramo tj. nadopunjujemo stvarnost; haluciniramo stvarnost.

 ( napomena : postoji nešto što se naziva Thomasova teorema, a vezano je za ovo utoliko što ako svi (ili kritičan broj jedinki u određenoj populaciji) imaju istu halucinaciju, ona za njih postaje realnost i posledice toga su itekako realne.

SLOBODNA VOLJA JE ILUZIJA

Kako se u tu sliku mozga uklapa ideja o slobodnoj volji? Postoji li ona uopšte ili je samo iluzija?

Ne mislim da slobodna volja postoji. Slobodna volja bi se mogla definisati kao sposobnost da donesemo dobre odluke na osnovu signala koje imamo u mozgu. Pre svega mi svaki dan većim delom ponavljamo gotovo iste stvari. Ustajemo iz istog kreveta s iste strane, odlazimo u kupatilo, pijemo kafu, čitamo novine, odevamo se itd. Imamo utisakda odlučujemo, međutim, naše ponašanje određuju lokalni poticaji. Vidimo kafu i poželimo popiti kafu ili je poželimo jer smo tako navikli. Dakle, mi imamo složene programe kao što je kuhanje kafe koje pokrećemo kada vidimo kafu. Pritom nam se čini da donosimo odluku. U okolišu koji je pun različitih poticaja neki će biti dobri, a drugi loši za nas. Donošenje odluka u nekoj meri sastoji se od toga da imamo snažnu sklonost da dobri poticaji nadjačaju loše. Recimo da smo kao dete razvili sklonost igranju računskih igara po cele dane. U tom slučaju će računske igre imati veliku vrednost za nas tako da ćemo ih želeti igrati čim vidimo kompjuter. Ako smo naučili svirati klavir, što je vrlo teško, u nekom trenutku on će postati deo našeg života pa ćemo, kada ga vidimo, poželeti svirati. Ako smo naučili čitati knjige, onda ćemo nalaziti zadovoljstvo u tome da posuđujemo i čitamo knjige. Naravno, postoje situacije u kojima nam se određene stvari čine podjednako privlačnima. No i tada ono što nam se čini odlukom zapravo je nešto što iz unutrašnjosti našeg mozga izlazi na površinu u našu radnu memoriju i nama se čini da donosimo odluku. Ključno je u tom procesu da neka ideja izađe na površinu u pravom trenutku. To je ono što se obično naziva intuicijom. To je, među ostalim, razlog zašto ekonomisti nisu posebno dobri u svojim predviđanjima kretanja na berzama. Naime, mi nismo idealni posmatrači, mi ne donosimo racionalne odluke utemeljene na verovatnostima. Mi to činimo u određenoj meri, međutim, tu su na delu i brojni drugi faktori. Tu u biti ključnu ulogu igra tzv. intuicija, odnosno osećaji koji dolaze iznutra i govore nam da to nešto trebamo učiniti, nešto što će nam pružiti neko zadovoljstvo na kratke staze. Zapravo mi generalno govoreći nismo posebno dobri u donošenju odluka na duge staze. To pokazuje poznati eksperiment sa sljezovim kolačićima. Uzmete dvogodišnjake, smestite ih u sobu i date im kolačić. U SAD-u su popularni oni ružni, gumasti sljezovi kolačići kakve ja ne volim. Kažete detetu da ne jede kolačić jer će, ako se strpi i pričeka deset minuta dobiti dva. Sve što se u sobi događa, snima kamera. Neka deca će mirno čekati, neka će odmah pojesti svoje kolačiće, a neka će se mučiti, otrgnuće mali komadić i pokušati to prikriti. Ako pogledate šta će se dogoditi s decom 20 godina kasnije, videćete da su ona koja su se uspela suzdržati najuspešnija. E sad, to vredi u našem društvu. Naime, u nekim okolnostima impulsivne odluke mogu biti korisnije za preživljavanje. Ako se nalazite u savani, oba tipa osoba mogu biti uspešna. Oni koji su reaktivni mogu brzo odlučiti hoće li se boriti ili pobeći. Ako ste pak previše misaoni, previše spori, može vas pojesti lav. Naše društvo uglavnom je uređeno tako da je uspešnost u odlaganju zadovoljstva poželjnija osobina. Dakle, ja mislim da je slobodna volja sadržana u treningu koji je naš mozak učinio prilagođenim za okolinu u kojoj živimo. To vodi do dobrih odluka. Ja ne verujem u to da imamo nekoga u glavi ko nam govori šta da učinimo. Ja nisam dualista. Smatram da je um mozak i da je mozak um.

LEČENJE MOŽDANOG UDARA

Verujete li u definiciju prema kojoj je leva strana mozga više muška, a desna ženska?

Ne verujem. (smeh)

izvor 

• Ogledalni neuroni, katalizatori civilizacije
• Mičio Kaku, Reverzni inženjering mozga
• Susan Blackmore: šta je svest ?