Ние хората винаги сме се гордеели с изключителния си мозък. Винаги, когато видим снимка или графика на човешки мозък ни обзема едно трудно описуемо вдъхновение.
Макар че мозъкът е именно органът, в който се крие нашата същност и който е двигател на всичките ни мисловни процеси, той крие ужасно много мистерии - например защо мозъкът ни изглежда точно по този начин? Той видимо се състои от две напълно симетрични половини, но какъв е смисълът от това?
Наистина ли едната половина отговаря за аналитичните ни способности, а другата - за артистичните и творческите ни изблици? На тези въпроси търси отговор известният научен популяризатор и автор на научна и научно-популярна литература Карл Цимър (Carl Zimmer):
Няма нищо по-вдъхновяващо и нищо способно да измени възприятията ти толкова, колкото това да държиш човешки мозък в ръцете си. Открих това скоро на един урок по дисекция на мозък, воден от Ван-Пол Вонсател (Jean-Paul Vonsattel), невропатолог към Университета в Колумбия. Тези уроци се водят всеки месец в тъмна стая без прозорци, разположена дълбоко във вътрешността на Университетския Колеж за лекари и хирурзи. В деня, когато бях там, в стаята имаше 6 мозъка поставени върху една маса. Вонсател започна урока като ги подаваше наоколо, за да може студентите медици да ги разгледат по-отблизо. В крайна сметка един мозък достигна и до мен. Докато го държах в ръцете си бях много озадачен от огледалната му симетрия. Изглеждаше сякаш някой е залепил два по-малки мозъка заедно, за да получи един по-голям.
Тогава Вонсател ни показа колко крехка е тази връзка. Той взе един от мозъците и използва нож, за да раздели двете полукълба. Той го преряза бързо през мазолестото тяло (corpus callosum) – плосък сплит от нервни влакна, който свързва двете половини. Полукълбата просто се разтвориха, отделяйки се една от друга – две идентични плътни туфи съставени от милиарди неврони.
Гъстия сплит от нервни влакна свързващ двете полукълба на мозъка ни се нарича corpus callosum или мазолесто тяло. Тази структура позволява интегрирането на информацията обработена във всяка от двете половини на мозъка. Трилионите магистрали от данни на мазолестото тяло показват колко интензивна комуникация протича между двете хемисфери на мозъка.
Понякога на хирурзите се налага да извършват дори още по-крайни форми на пререз в мозъка на пациент. Някое дете може да страда от толкова тежка форма на епилепсия, че единственият начин, който лекарите могат да предложат, за да се облекчи състоянието му е да се отвори черепната му кутия и да се отстрани цялото полукълбо, от което произхождат пристъпите. Съвсем скоро след операцията, празното място се запълва с цереброспинална течност. На детето може да му отнеме цяла година на активна физиотерапия, за да се възстанови от загубата на едното си полукълбо, но самият факт, че пациентите изобщо се възстановяват е изумителен, като се вземе предвид, че след операцията те разполагат само с половин мозък. Това те кара да се замислиш за какво са ни притрябвали две полукълба поначало.
Скенер на пациент с тежка форма на епилепсия, на който почти изцяло е премахнато едното мозъчно полукълбо. Снимка: Sean M. Lew (Hemispherectomy in the treatment of seizures: a review)
Всъшност, учените са прекарали доста време разсъждавайки над този въпрос и най-добрият отговор, до който успели да достигнат бил пряко свързан с формата и еволюционната история на нашите тела. Съвсем рано в нашето развитие като емрбиони, хората придобиват двойната (ляво-дясна) симетрия, която в крайна сметка води до формирането на двете ни очи, двата ни крака и изобщо всички чифтни структури в телата ни. Всички гръбначни животни са симетрични по абсолютно същия начин, както пеперудите, скорпионите и голяма част от другите безгръбначни. Тази ляво-дясна структура най-вероятно е наследена от общ предшественик на всички билатерално-симетрични животни, животно което най-вероятно е живяло преди повече от 570 милиона години.
Съществуват съществени предимства за оцеляването, които осигурява ляво-дясната симетрия. С мускули и крайници от двете страни на тялото, животните могат да се движат по-бързо и по-ефективно. Веднъж установена симетрията имала мощен ефект върху развитието на органите. Например очите и антените се развили на двойки от ляво и дясно. Когато първите риби започнали да развиват сложен мозък, той също се развил според правилата на двойната симетрия. Човешкият мозък е много различен от мозъка на миногата, но и при двата вида неокортекса – най-външния слой на мозъка – е разделен на две огледални полукълба.
Разбира се, нашите тела не са напълно симетрични (сърцето е по-силно развито от ляво, поради което единия лоб на белия дроб е по-малък от другия, апендисита е от дясно и др.); същото важи и за нашите мозъци. Някой участъци са малко по-големи от едната страна в сравнение със същите от другата, а тези различия обуславят и дисбаланса във функционирането на човешкия мозък Повечето хора, например, им е по-удобно да използват дясната си ръка пред лявата. В средата на XIX век, френския лекар и учен Пол Брока (Paul Broca) открил участък в лявата част на мозъка, който е жизненоважен за езика; поражения в полето на Брока, както бил наречен той, прави хората неспособни да говорят. Оказало се, че същият участък от дясната страна не е толкова важен. Друг участък в долната задна част на мозъка е изключително важен при разпознаването на човешки лица. Дясната част на тази зона, известна като facial fusiform area, извършва основната работа при разпознаването. Всъщност ако хората видят лице само през лявото си око (сигналите от което се проектират върху дясното полукълбо) те ще го разпознаят по-ефективно, отколкото ако използват само дясното си око.
Такива открития спомогнали за превръщането на двете полукълба в популярен мит. Хората били означавани като “десни мозъци” ако могат да рисуват и “леви мозъци” ако притежават аналитичен начин на мислене. Учените пък изказали някой доста смели предположения за функцията на полукълбата. През 90те години на XX век психолога Майкъл Корбалис (Michael Corballis) от Университета на Оукланд в Нова Зеландия заявил, че асиметрията в мозъка, известна като латерализация е била една от ключовите стъпки в еволюцията на нашия вид, давайки ни преимуществата на езика и допълнителни умствени способности, които липсват при другите животни.
Днес Корбалис открито признава, че не е бил прав. Латерализираният мозък съвсем не е характерен само за хората. Папагалите предпочитат да хващат неща със своя ляв крак, а за полярните мечки е известно, че са единствения вид бозайник, при който всички екземпляри са леворъки. Жабите обикновено атакуват други жаби от дясно, но при ловуване на плячка подхождат предимно от ляво. Зебровите рибки предпочитат да гледат нови неща със своето дясно око и познати неща със своето ляво. Това се среща дори при безгръбначните. Пинар Лецкус (Pinar Letzkus), учен от Националния Австралийски Университет, изследващ зрението, конструирал интересен експеримент. Той дресирал пчели като ги награждавал със захар винаги, когато разпъвали хобота си при вида на жълт квадрат върху компютърен екран. Тогава той изработил миниатюрни превръзки за очи и ги поставил на нови субекти. Пчели, при които било покрито лявото око се научавали почти толкова бързо, колкото и пчели без превръзка. Екземплярите с покрито дясно око обаче се справяли доста по-зле.
Това означава, че нарушената симетрия в нервната система може би е толкова стара, колкото и самата симетрия. Ако е така това представлява една доста древна загадка. Да бъдеш по-развит от едната страна изглежда като сериозно неудобство. Жаба, която отскача на ляво всеки път, когато е била стресната от хищник, например, би била лесна плячка за нападател, който може да предвиди в коя посока ще отиде. Всичко това важи и за всеки друг подобен вроден поведенчески дисбаланс. Много учени са провели експерименти, за да открият предимствата, които биха компенсирали това.
Според една от хипотезите латерализираният мозък е по-мощен от такъв, който работи на огледален принцип. Вместо две еднакви части от мозъка да извършват сходни задачи, едната може да поеме належащата задача, освобождайки другата да върши нещо друго по същото време. Лесли Роджърс (Lesley Rogers), биолог към University of New England в Австралия е изпробвала тази хипотеза върху пилета. Птиците използват своето ляво полукълбо, за да кълват зрънца и своето дясно полукълбо, за да долавят хищници. Някои пилета имат по-латерализиран мозък от други, а има и много прост начин подобен ефект да се постигне у всяко пиле: Просто го осветете, докато е все още в яйцето си. Кокошите ембриони обикновено се развиват с лявото си око насочено навътре и дясното навън. Стимулацията на светлината върху дясното око повлиява развитието на лявото полукълбо на мозъка, но не и на дясното.
Роджърс и колегите ѝ пробрали 27 пилета, които били изложени на светлина и 24, които не били. Всеки ден учените поставяли пилетата в специална кутия със зрънца и камъчета разпилени по пода, като междувременно те разсейвали птиците, като движели над тях специално изрязани фигури със силует на ястреб. Те наблюдавали с каква скорост успявали да различат семенцата от камъчетата. Изложените на светлина пилета се научавали да извършват това много по-добре. Роджърс заключила, че латерализираните мозъци позволяват на пилетата да извършват няколко задачи едновременно по-ефективно, като всяко око извършвало различна дейност.
Дейвид Старк (David Stark) от Harvard Medical School открил допълнителни факти около латерализацията при своето изследване на 112 различни зони от мозъците на доброволци. Той и неговите колеги открили, че предните части на мозъка като цяло са по-слабо синхронизирани между двете хемисфери всравнение с частите лежащи по-назад. Може би не е съвпадение, че високосинхронизираните задни части отговарят за основни функции, каквото е зрението например. За да наблюдаваш света е много по-добре да имаш синхронизирано зрение. За сметка на това с помощта на върха на полукълбата ние преплитаме множество потоци от мисли в едно, за да произведем сложни дългосрочни планове за бъдещето. Определено има смисъл тези части от мозъка да са по-свободни да се разминават във работата си от техните партньори в срещуположното полукълбо.
Без значение колко латерализиран може да стане мозъка, двете части все пак работят заедно. Общоприетото схващане за ляв и десен мозък не отразява техните сложни и прецизни работни взаимоотношения. Лявото полукълбо например е специализирано в долавянето на звуците, които оформят думите и в обработването на синтаксиса им, но то няма монопол над обработването на речта. Дясното полукълбо пък от своя страна е по-чувствително на емоционалния аспект на речта, долавяйки звученето и ритъма на речта, което се носи в интонацията и ударенията. Като добре сработен екип, всяко от двете полукълба свършва своята част от работата, а информацията получена от тях в крайна сметка се вплита в едно цяло.
Такива представи за мозъка (при които определено полукълбо отговаря за определи качества и наклонности) са цялостно некоректни и са по-скоро продукт на склонността на човек да свръхопростява всичко, което е отвъд способността му да го разбере напълно. Нашите качества и способности са това което изплува на повърхността, но то винаги е продукт на активната колаборация и на двете мозъчни полукълба. Изглежда, че мозъка и тайните на съзнанието винаги ще останат отвъд прага на нашето разбиране.
Неврофизиолозите знаят, че полукълбата работят заедно и че извършват това като общуват посредством corpus callosum. Но как точно полукълбата работят заедно не е съвсем ясно. Може би чифтните участъци редуват своята активност. Това е известно за някои животни. Например делфините използват тази стратегия, за да спят и плуват едновременно. Едното полукълбо остава активно с часове, след което постепенно заспива, докато другото поема контрола. Мозъците на птиците също превключват по подобен начин. За да пее, пойната птичка издува и разпуска обема на дробовете си. Двете полукълба на птичия мозък се редуват при това кой да контролира песента, като всяко доминира в продължение само на около стотна от секундата
Сложните взаимоотношения между двете полукълба прави още по-забележителен факта, че човек може да оцелее само с едно – факт който показва, че мозъкът е много по-пластичен, отколкото сме си мислели преди. Когато дадено полукълбо е принудено вече да се оправя само то може да се пренастрои така, че да се справя с всички задачите, с които би се справил и цял мозък. Всъщност двете полукълба могат да причинят повече неприятности от едно, ако не могат да общуват нормално помежду си. Неврофизиолозите свързват някои психиатрични заболявания, включително дислексия и Алцхаймер в нарушаване на ляво-дясната комуникация в мозъка. На повишена автономност при функционирането на отделните полукълба пък се дължат голяма част от случаите на шизофрения.
Двете части на мозъка може и да са наследство, което сме приели от нашите подобни на червеи предшественици, но в наши дни техният деликатен баланс между симетрия и специализация е залегнал в същността на човешката природа.
Източник: Discover Magazine
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
06.11 2015 в 18:54
05.11 2015 в 16:08
31.10 2015 в 12:07
Брока не е физик, а лекар. В цитирания източник пише: "the French physician Paul Broca". "Physician" означава лекар. А физик е "physicist".
Последни коментари