5 nierozwiązanych tajemnic mózgu, które wciąż zaskakują naukowców

Zdjęcie: Shutterstock/Romanova Natali

Z filozoficznego punktu widzenia, odkrycie wszystkich tajemnic mózgu jest niemożliwe, ponieważ narzędziem poznania pozostaje zawsze mózg innego człowieka. Wszystko to stawia przed badaczami przeszkody, ale naukowcy nie poddają się. Dziś wiemy, z jakich stref składa się mózg i za co odpowiada każda jego część, jednak pewne kwestie wciąż pozostają bez odpowiedzi.

Natura czy wychowanie

Jeszcze trzydzieści lat temu badacze byli zgodni, że wszystkie cechy człowieka są uwarunkowane genetycznie, a jeśli ktoś został złodziejem lub seryjnym mordercą, winę za to ponosiły wyłącznie złe geny, a sam człowiek z naukowego punktu widzenia był uważany za niewinnego swoich czynów. Taki pogląd wykluczał wolną wolę, jednak pod koniec XX wieku naukowcy zaczęli przyjmować inną opinię: to, kim człowiek staje się w dorosłym życiu, zależy od tego, w jakiej rodzinie dorastał, jakie miał relacje z rodzicami i czego go nauczono. Te dwa przeciwstawne poglądy istnieją do dziś, a psychologowie i neurobiolodzy wciąż nie potrafią jednoznacznie odpowiedzieć, co ma większe znaczenie – geny czy otoczenie.

Naukowcy mają najlepsze "narzędzie" do badania tej kwestii – bliźnięta jednojajowe. Osoby, które od urodzenia posiadają identyczny zestaw genów, biorą udział w różnych badaniach, pomagając nauce zbliżyć się do rozwiązania zagadki powstawania osobowości. W stanie Ohio co roku odbywa się zjazd neurobiologów, który umożliwia specjalistom dyskusję na temat nowych odkryć w tej dziedzinie. Głównym tematem pozostają bliźnięta jednojajowe.

Badania nad bliźniętami rozpoczęły się w połowie XX wieku, ale na wyniki jednego z eksperymentów ludzkość będzie musiała poczekać jeszcze długo – aż 43 lata. W latach 60-80 XX wieku psychiatra dziecięcy Peter Neubauer zainicjował badanie, w ramach którego bliźnięta i trojaczki, przebywające w domach dziecka, zostały oddane do zupełnie różnych rodzin. Psychiatra obserwował, jak te dzieci dorastały, jak w późniejszym życiu radziły sobie samodzielnie i podejmowały własne decyzje. Zasady tajnego eksperymentu zabraniały przybranym rodzicom nawet sugerować dzieciom, że są rodzeństwem. Kiedy społeczeństwo dowiedziało się o eksperymencie, ludzie zaczęli krytykować Neubauera za to, że postępuje nieludzko i rozdziela dzieci w imię nauki. Naukowca zaczęto naciskać, by pozwolił badanym osobom się spotkać. W rezultacie Neubauer doszedł do wniosku, że nie nadszedł jeszcze czas na ujawnienie wyników eksperymentu, zapieczętował je w kapsule i umieścił w Uniwersytecie Yale z zastrzeżeniem, że można ją otworzyć dopiero w 2066 roku.

Jednak dwie uczestniczki eksperymentu mimo wszystko spotkały się. W chwili ich ponownego spotkania miały 35 lat. Kobiety wyraziły swoje zdanie na temat tego, co się wydarzyło. Nie zaprzeczały, że geny rzeczywiście wpływają na sposób myślenia, charakter i skłonności człowieka, i podały przykład własnych wyborów życiowych. Okazało się, że obie wybrały ten sam zawód, ale pod względem reszty były zupełnie różnymi osobami.

Dlaczego mózg przestaje funkcjonować

Naukowcy wciąż nie wiedzą, dlaczego komórki mózgowe obumierają u osób cierpiących na choroby neurodegeneracyjne. Nie jest również jasne, jak zapobiegać niszczeniu tych komórek, co nie tylko frustruje badaczy, ale także ich przeraża. Na przykład u osób, u których zdiagnozowano chorobę Alzheimera, w mózgu wykrywa się dwa rodzaje zmian: płytki amyloidowe i splątki neurofibrylarne. Czy powstają one dopiero po rozwinięciu się choroby, czy znacznie wcześniej – pozostaje zagadką. Neurobiologia, mimo całego arsenału urządzeń i leków, pozostaje bezsilna wobec tajemnic degeneracyjnych zmian w mózgu.

Pod koniec XX wieku George Bush nazwał ostatnie dziesięć lat minionego stulecia „dekadą mózgu”. Pomimo olbrzymiej pracy wykonanej w tym czasie, wiele chorób mózgu nadal pozostaje słabo zrozumianych. Na przykład ludzkość wciąż nie wie, gdzie i jak powstają schizofrenia, choroba Parkinsona, choroba Huntingtona oraz dystrofia mięśniowa. Aby zrozumieć, dlaczego mózg w pewnym momencie przestaje prawidłowo funkcjonować, konieczne jest dokładne zrozumienie, jak działa. Dziś naukowcy dobrze wiedzą, za co odpowiada każda część mózgu, ale nadal nie potrafią wyjaśnić, w jaki sposób te skomplikowane systemy współpracują tak precyzyjnie ani dlaczego procesy w mózgu zachodzą błyskawicznie. Dopóki neurobiologia nie odpowie na te pytania, leczenie chorób psychicznych i mózgowych pozostanie w sferze marzeń.

Po co potrzebny jest sen i marzenia senne

Wiadomo, że człowiek potrzebuje pełnowartościowego snu – jego brak może prowadzić do problemów zdrowotnych, a brak snu przez kilka nocy z rzędu może nawet skończyć się śmiercią. Jednak naukowcy nadal nie wiedzą, jaka jest dokładna rola snu, dlaczego człowiek musi spać 7-8 godzin, aby poczuć się wypoczętym, oraz dlaczego potrzebujemy marzeń sennych. Wyniki badań dowiodły, że sen poprawia pamięć. Studenci, którzy dobrze się wysypiają przed zajęciami, lepiej zapamiętują i przyswajają informacje. Co ciekawe, mózg nie odpoczywa podczas snu – nawet wtedy jest aktywny i intensywnie pracuje, strukturyzując przydatne informacje i eliminując te zbędne.

Jak działa pamięć

Naukowcy nie do końca rozumieją, jak powstają, utrzymują się i znikają wspomnienia. Istnieje wiele rodzajów pamięci, a między ważnością różnych wspomnień występuje ogromna różnica. Człowiek jednocześnie pamięta przepis na ulubione danie, numer mieszkania oraz hasło do poczty elektronicznej, a mimo to może zapomnieć, jak ktoś się nazywa lub jak wygląda. Wciąż pozostaje tajemnicą, w jaki sposób mózg decyduje, które informacje należy zachować, a które można odrzucić.

Gdzie leży granica między mózgiem a świadomością

Naukowcy nie potrafią odpowiedzieć na to pytanie. Nie wiedzą, gdzie rodzą się myśli i pragnienia, które czynią człowieka tym, kim jest. W starożytności nad tą zagadką zastanawiali się filozofowie, dziś problem ten badają neurobiolodzy. Dzięki specjalnym urządzeniom naukowcy obserwują, jak w trakcie myślenia „rozpalają się” różne obszary mózgu. Fizjologicznie świadomość jest rozproszona po całym mózgu, a każdy jego obszar odpowiada za określony zestaw funkcji. Wiadomo, że myśli można zmieniać poprzez interwencję chirurgiczną lub za pomocą środków chemicznych, jednak sam proces myślenia oraz moment, w którym migający neuron przekształca się w niematerialną myśl, wciąż pozostaje zagadką.

Nauka zadaje sobie także inne istotne pytanie: jak związane są ze sobą świadomość i podświadomość? Niektóre procesy są dla człowieka tak naturalne i automatyczne, że nie myśli o nich świadomie. Na przykład nikt nie stara się celowo oddychać lub zmuszać serca do bicia – wszystko to dzieje się samoistnie. Niektórzy naukowcy uważają, że granice między dwoma poziomami świadomości wcale nie są tak wyraźne, a być może nawet w ogóle nie istnieją. Aby lepiej to zrozumieć, badacze zebrali grupę ochotników, do których podłączono elektrody, i poprosili ich, aby naciskali dowolnie wybrany przycisk. Mózg skanowano, a wybór ochotnika był znany na siedem sekund przed tym, jak naciskał przycisk. Wynika z tego, że mózg już wcześniej był zaprogramowany na konkretne działanie i pozbawiony wolnej woli, jednak naukowcy nie są pewni, czy na podstawie tego eksperymentu można wysnuwać wnioski dotyczące całego życia, ponieważ ludzie regularnie stają przed o wiele bardziej skomplikowanymi i doniosłymi wyborami niż wybór przycisku.