Mózg najbardziej skomplikowaną strukturą we wszechświecie

Wiedzę o mózgu oraz społeczną świadomość na temat znaczenia badań układu nerwowego ma propagować "Światowy Tydzień Mózgu". W tym roku będzie obchodzony między 15 a 20 marca w wielu krajach na świecie m.in. w Polsce, Australii, Chinach, Niemczech, Indiach, Iranie, Rosji, RPA, Szwecji, Ugandzie i Wielkiej Brytanii.

Jak dodaje prof. Wróbel - kierownik Zakładu Neurofizjologii Instytutu Biologii Doświadczalnej Polskiej Akademii Nauk - człowiek może żyć nie mając nawet 80 proc. mózgu, może funkcjonować z jego jedną półkulą, a nawet - w przypadku tzw. rozszczepienia - z dwiema oddzielnymi półkulami stanowiącymi dwa mózgi.

"Mózg jest najmniej poznaną i najbardziej skomplikowaną strukturą jaką znamy we wszechświecie" - przekonuje prof. Andrzej Wróbel. Jak wyjaśnia, większość tego, co dziś wiemy o mózgu, nauka zawdzięcza badaniom prowadzonym w ostatnich 50 latach. Wprawdzie to ostatnie dziesięciolecie XX wieku ogłoszono dekadą mózgu, ale - według eksperta - nie przyniosła ona bardzo dużego postępu w wiedzy o budowie i funkcjonowaniu tego narządu. Rozszerzyła jednak paletę możliwości badawczych.

"Do badań biologicznych wprowadzono informatykę, która jest konieczna do tego, by odpowiadać na pytania stawiane przez naukowców. Do badania tak skomplikowanej struktury jak mózg, potrzebne są jednak specjalne narzędzia, których jeszcze nie znamy" - przyznaje naukowiec.

O poznawczych i abstrakcyjnych przeliczeniach informacyjnych wykonywanych przez mózg naukowcy wiedzą bardzo mało. Znają sporo hipotez, nawet potwierdzonych doświadczalnie, ale nie udało im się stworzyć ogólnej koncepcji funkcjonowania mózgu. "Dużo wiemy o tzw. wejściu i wyjściu, czyli odpowiednio o układach zmysłowych i ruchowych. Wiemy, jak jest zbudowany mózg i które kawałki funkcjonalnie za co odpowiadają. Nie ma jednak ogólnej teorii na temat działania mózgu, tak jak nie ma racjonalnej teorii na temat pochodzenia życia czy pierwszych chwil po Wielkim Wybuchu. To są trzy pytania naukowe, które jeszcze pozostały do naukowego wyjaśnienia. Póki co odpowiadają na nie jedynie wielkie światowe religie" - mówi prof. Wróbel.

Naukowiec rozwiewa pojawiające się teorie mówiące o tym, że człowiek wykorzystuje niewielką część swojego mózgu. "Nieprawdą jest, że wykorzystujemy zaledwie 20 proc. możliwości naszego mózgu. Ten mit wziął się stąd, że naukowcy, którzy po raz pierwszy badali elektrodami aktywność komórek mózgu, zauważyli, że co tylko piąta jest w danym momencie aktywna - czyli wysyła informacje do innych komórek" - tłumaczy. Nie znaczy to wcale, że w pozostałych, nieaktywnych komórkach nic się nie dzieje. Cały czas przeliczają one impulsy dochodzące podprogowo z innych komórek.

Zdaniem prof. Wróbla, najprawdopodobniej nawet za najdrobniejszy element - za to, że widzimy muchę na białej ścianie - odpowiada praca całego mózgu. "Do wykonania zarówno bardzo prostych, jak i trudnych operacji używa on całego swojego potencjału" - przekonuje ekspert.

Nie oznacza to jednak - dodaje - że jeśli jakaś część mózgu przestanie działać, człowiek nie będzie mógł funkcjonować. "Można nie mieć nawet 80 proc. mózgu" - mówi kierownik Zakładu Neurofizjologii i przytacza znaną z literatury fachowej historię Anglika, który umarł w wieku 26 lat. W miejscu mózgu miał trochę ściśniętej tkanki mózgowej, a resztę stanowił olbrzymi wodniak pod ciśnieniem. Mimo tego Anglik zaczynał robić doktorat. "Jego przykład pokazuje, że nasza wiedza o mózgu jest wciąż w powijakach" - dodaje rozmówca PAP.

Jak to się dzieje, że mózg działa, nawet z jedną półkulą? "Gdy brakuje jednej półkuli, ta druga przejmuje część funkcji, za które odpowiadała brakująca część. Oczywiście taki mózg funkcjonuje trochę inaczej niż u ludzi zdrowych, ale wbrew pozorom nie jest to takie rzadkie zjawisko, jak mogłoby się wydawać" - tłumaczy naukowiec.

Proces, w którym jedna tkanka mózgu zastępuje część, która przestaje funkcjonować nazwany jest plastycznością mózgu. Jest on dobrze widoczny u osób po wylewie krwi do mózgu. "Część tkanki mózgowej wówczas obumiera, co w wielu przypadkach powoduje paraliż jakiejś części ciała. Później przy pomocy rehabilitacji przywraca się jej sprawność danej kończyny, choć nie działa już część mózgu za nią odpowiedzialna" - wyjaśnia prof. Wróbel.

Jego zdaniem, dzięki temu, że przy obumarciu jednej tkanki mózgu jej zadania może przejąć inna część, tradycyjny podział na półkulę lewą - racjonalną i prawą - odpowiadającą za wyobraźnię, jest zgubny. "Owszem jest pewna specjalizacja półkulowa, ale jest ona statystyczna. Mózg może zmieniać się przez cały czas, dlatego nawet jeśli coś +padnie+ np. w lewej półkuli, to nie przestaniemy racjonalnie myśleć" - zaznacza.

Oprócz tego, że człowiek może żyć z częścią mózgu, znane są przypadki osób, u których w wyniku przerwania połączeń między półkulami nastąpiło tzw. rozczepienie mózgu. W 1981 r. Roger Wolcott Sperry otrzymał Nagrodę Nobla za badania nad rozczepionym mózgiem. "Okazało się, że obie półkule mózgu funkcjonują wtedy niezależnie rządząc swoimi funkcjami i połową ciała. Znane są jednak przypadki osób, u których gdy jedna ręka chce wkładać spodnie, druga może je jednocześnie zdejmować" - zaznacza prof. Wróbel.

Co wyróżnia mózg człowieka od mózgu innych ssaków? Prof. Wróbel wyjaśnia, że w wyniku ewolucji w mózgu człowieka zwiększyła się część kory mózgowej, która odpowiada za przetwarzanie informacji czysto hipotetycznych, a nie tylko za proste odruchowe działanie - charakterystyczne dla większości zwierząt.

"Po drugie olbrzymia część naszego mózgu jest poświęcona mowie. To, że potrafimy się komunikować za pomocą mowy, to jest olbrzymi krok ewolucyjny. Pozwolił nam on stworzyć kulturę, a więc korzystać z doświadczeń innych pokoleń nie tylko przez przekaz ustny, ale też przez zasoby pisane" - tłumaczy.