Porozumění lidskému mozku je bezpochyby jedním z nejtěžších úkolů moderní vědy. Vedoucím přístupem po většinu posledních 200 let bylo propojení funkcí mozku s různými oblastmi mozku, nebo dokonce s jednotlivými neurony (mozkové buňky). Stále více a více nedávných výzkumů však naznačuje, že při pokusu o porozumění lidské mysli se můžeme úplně mýlit.
Myšlenka, že mozek je tvořen více regiony, které vykonávají specifické úkoly, se nazývá modularita. Zpočátku se to zdálo docela úspěšné. Například může vysvětlit, jak rozpoznáváme obličeje aktivací řetězce specifických oblastí mozku v týlních a časných lalocích. Těla jsou však zpracovávána úplně jinou sadou oblastí mozku. Vědci se domnívají, že další oblasti - oblasti paměti - pomáhají kombinovat tyto percepční podněty a vytvářet holistické reprezentace lidí. Aktivita určitých oblastí mozku byla také spojena se specifickými podmínkami a nemocemi.
Důvod, proč byl tento přístup tak populární, je částečně díky technologii, která nám dává bezprecedentní mozek. Funkční zobrazování magnetickou rezonancí (fMRI), které monitoruje změny průtoku krve v mozku, umožňuje vědcům vidět, jak jsou aktivovány oblasti mozku v reakci na akce - což jim umožňuje mapovat funkce. Optogenetika, mezitím, technika, která využívá genetickou modifikaci neuronů k řízení jejich elektrické aktivity pulzy světla, by nám mohla pomoci prozkoumat jejich specifický přínos k fungování mozku.
Zatímco oba přístupy přinášejí velmi zajímavé výsledky, není jasné, zda nám někdy poskytnou smysluplné porozumění mozku. Neurofyziolog, který najde korelaci mezi neuronem nebo oblastí mozku a konkrétním, ale v zásadě libovolným fyzickým parametrem, jako je bolest, může usoudit, že tento neuron nebo tato část mozku ovládá bolest. A to je ironické, protože i samotný mozek má za úkol najít korelace ve všem, co dělá.
Ale co když místo toho vezmeme v úvahu možnost, že všechny mozkové funkce jsou distribuovány v celém mozku a že všechny části mozku přispívají ke všem těmto funkcím? Pokud ano, nalezené korelace mohou být dokonalou pastí inteligence. A pak musíme vyřešit problém, jak region nebo typ neuronu se specifickou funkcí interaguje s jinými částmi mozku, abychom vytvořili smysluplné integrované chování. Dosud neexistuje obecná řešení tohoto problému - pouze hypotézy pro konkrétní případy, například rozpoznávání lidí.
Tento problém lze dobře ilustrovat nedávnou studií, která ukázala, že psychedelický lék LSD by mohl narušit modulární organizaci, která vysvětluje vizi. Úroveň dezorganizace navíc souvisí s mírou „poruchy osobnosti“, kterou lidé mají v době užívání drogy. Výzkum ukázal, že droga ovlivňuje to, jak několik oblastí mozku interaguje se zbytkem mozku a zvyšuje jejich úroveň konektivity. Pokud tedy chceme někdy pochopit, jaký je náš smysl pro sebe, musíme pochopit souvislosti, které probíhají hluboko mezi oblastmi mozku jako součást komplexní sítě.
Propagační video:
Cesta vpřed?
Někteří vědci dnes věří, že mozek a jeho nemoci obecně lze chápat pouze jako interakci mezi obrovským počtem neuronů distribuovaných v centrálním nervovém systému. Funkce každého jednotlivého neuronu závisí na funkcích všech tisíců neuronů, s nimiž je spojen. Závisí zase na ostatních. Stejná oblast nebo stejný neuron mohou být zapojeny do velkého počtu kontextů, ale mají různé specifické funkce v závislosti na kontextu.
Je možné, že drobné narušení těchto interakcí mezi neurony způsobují lavinové účinky v sítích, které vedou k rozvoji deprese nebo Parkinsonovy choroby. V každém případě musíme pochopit mechanismy těchto sítí, abychom pochopili příčiny a příznaky těchto chorob. Bez úplného obrazu je nepravděpodobné, že bychom byli schopni úspěšně léčit tyto a mnohé další podmínky.
Konkrétně musí neurověda začít zkoumat, jak se konfigurace sítě vynořují z neustálých pokusů mozku pochopit svět. Musíme také získat jasný obrázek o tom, jak kůra, mozkový kmen a mozek interagují se svaly a desítkami tisíců optických a mechanických senzorů v našem těle, abychom vytvořili sjednocený obrázek.
Spojení s fyzickou realitou je jediný způsob, jak pochopit, jak jsou informace prezentovány v mozku. Jedním z důvodů, proč máme v první řadě nervový systém, je to, že vývoj mobility vyžaduje řídící systém. Kognitivní, mentální funkce - a dokonce i myšlenky - lze považovat za mechanismy, které se vyvinuly tak, aby lépe plánovaly důsledky pohybů a akcí.
Cesta neurovědy se tedy může více zaměřit na obecné neurální záznamy (pomocí optogenetiky nebo fMRI), pokud cílem není přiřadit každý neuron nebo oblast mozku k žádné konkrétní funkci. To lze použít v teoretických síťových studiích, které zohledňují různá pozorování a poskytují integrované funkční vysvětlení. Teorie by nám však měla pomoci navrhnout experimenty, a to nejen bít kolem keře.
Hlavní překážky
Nebude to snadné. Moderní technologie jsou drahé - investují se do nich velké finanční zdroje, stejně jako národní a mezinárodní prestiž. Další překážkou je, že lidská mysl má sklon upřednostňovat jednodušší řešení před složitějšími, i když první nemusí vysvětlit výsledky tak široce jako druhé.
Všechny vztahy mezi neurovědou a farmaceutickým průmyslem jsou také postaveny na modulárním modelu. Typickými strategiemi, pokud jde o běžné neurologické a duševní nemoci, je identifikovat jeden typ receptoru v mozku, na který se lék může zaměřit, aby vyřešil celý problém.
Například SSRI (selektivní inhibitory zpětného vychytávání serotoninu), které blokují absorpci serotoninu v mozku tak, aby bylo k dispozici více, jsou v současné době používány k léčbě řady různých problémů duševního zdraví, včetně deprese. Pro mnoho pacientů však nefungují a mohou vyvolat placebo efekt.
Podobně je epilepsie nyní považována za odlišné onemocnění a je léčena antikonvulzivy, které potlačují aktivitu všech neuronů. Tyto drogy nefungují pro každého. Jakékoli dočasné přerušení mozkových obvodů - a každý pacient může mít tisíc jedinečných spouštěcích mechanismů - může poslat mozek do epileptického stavu.
Z tohoto hlediska neurověda postupně ztrácí kompasovou jehlu na cestě k porozumění mozku. To absolutně potřebujeme změnit. Může to být nejen klíč k porozumění některým z nejzávažnějších tajemství známých ve vědě, jako je vědomí, ale pomůže také při léčbě mnoha různých nemocí a zdravotních problémů, jak fyzických, tak duševních.
ILYA KHEL