Twój mózg bez tajemnic

Sen, pamięć, mowa, odczuwanie przyjemności czy strachu – codziennie mamy do czynienia z tymi procesami i emocjami, ale jak mózg je tworzy?

“Twój mózg bez tajemnic” jest zorganizowaną specjalnie dla czytelnika wycieczką po wnętrzu naszej głowy. Zabiera nas na nią neurobiolog Marc Dingman.

Dowiemy się z niej, co się dzieje, kiedy mózg nie działa prawidłowo: dlaczego czasem cierpimy na bezsenność, depresję, ADHD, chorobę Alzheimera czy Parkinsona lub wpadamy w uzależnienie. Książka zawiera liczne interesujące przykłady z życia oraz ręczne ilustracje autora.

Książkę czyta się jak zbiór opowiadań detektywistycznych, łączy ona klasyczne przypadki z historii neurologii z odkryciami dokonanymi dzięki najnowszym technologiom.
dr Stanley Finger, emerytowany profesor psychologii i nauk o mózgu Uniwersytetu Waszyngtona w St. Louis, autor Origins of Neuroscience

Pouczająca, przystępnie napisana i ciekawa książka dla każdego, kto choć w najmniejszym stopniu interesuje się tym, jak pracuje mózg, i chciałby dowiedzieć się więcej, ale nie wie, od czego zacząć.
dr Dean Burnett, autor Happy Mózg i Gupi muzg

Ta książka przejrzyście wyjaśnia, co naszym zdaniem wiemy o tym najbardziej tajemniczym narządzie. Dingman splata klasyczne studia przypadków z nowoczesnymi badaniami w łatwo przyswajalne rozdziały, tworząc doskonały podręcznik dla początkujących na temat błyskawicznie rozwijającej się dziedziny neuronaukI.
Moheb Costandi, autor Neuroplasticity i 50 Human Brain Ideas You Really Need to Know

Ta książka to zabawna i pouczająca lektura… Bardzo dużo się nauczyłem i podobnie będzie z tobą!
dr John E. Dowling, profesor badawczy w dziedzinie neuronauki, autor Understanding the Brain: From Cells to Behavior to Cognition

Doktor Marc Dingman jest adiunktem na wydziale Biobehavioral Health Uniwersytetu Stanowego Pensylwanii oraz twórcą prezentowanego w serwisie YouTube popularnego cyklu „2-Minute Neuroscience” w ciekawy i przystępny sposób prezentującego odkrycia neuronauki.

W 1908 roku Kurt Goldstein, rezydent w szpitalu psychiatrycznym w Niemczech, natknął się na niezwykły przypadek. Goldstein skończył studia medyczne zaledwie pięć lat wcześniej i znajdował się dopiero na początku drogi, która w ciągu kilkudziesięciu lat miała go doprowadzić do pozycji niezwykle cenionego neuropsychologa i wpływowego pisarza. Był jednym z pierwszych lekarzy propagujących całościowe podejście w leczeniu pacjentów neurologicznych. Podkreślał, że należy brać pod uwagę jednostkę – organizm – a nie zbiór objawów. Podczas pierwszej wojny światowej założył szpital, w którym leczono żołnierzy z urazami mózgu w oparciu o takie holistyczne podejście. Znalazły w nim pomoc tysiące rannych żołnierzy, zanim naziści zmusili Goldsteina do opuszczenia Niemiec z powodu jego żydowskiego pochodzenia. Ale już w początkach rezydentury Goldstein zetknął się z przypadkiem, który prawdopodobnie był najdziwniejszym w jego karierze.
Pacjentka, pięćdziesięciosiedmioletnia kobieta, dwa lata wcześniej doznała udaru mózgu, na skutek którego początkowo miała sparaliżowaną lewą rękę. Z czasem odzyskała zdolność poruszania nią, ale jednocześnie wystąpiło u niej dziwne powikłanie – lewa ręka zachowywała się, jakby miała własny mózg. Czasem poruszała się z jednoznacznym zamiarem wbrew woli właścicielki, a innymi razy uparcie zakłócała ruchy wykonywane przez pacjentkę prawą ręką. Kobieta określała to słowami: „sama robi, co jej się podoba”1. Kiedy pacjentka prawą ręką nalewała sobie coś do picia, lewa łapała kubek i wylewała jego zawartość. Kiedy kładła się wieczorem spać, niesforna ręka ściągała z niej kołdrę. Kiedyś nawet złapała ją za szyję i zaczęła dusić!
Goldstein słyszał wcześniej o przypadkach braku koordynacji pomiędzy lewą i prawą ręką, ale nigdy o tak skrajnej niezgodności. Lewa ręka pacjentki działała tak bardzo wbrew jej woli, że kobieta zaczęła przypuszczać, iż opanował ją zły duch.
Goldsteina niezmiernie zaintrygowało to zjawisko i robił wszystko, żeby je wyjaśnić. W końcu doszedł do wniosku, że musi ono być wynikiem zaburzenia komunikacji w mózgu – może niezdolności obszarów czuciowego i ruchowego w prawej półkuli (które normalnie kierowałyby ruchami lewej ręki) do skoordynowania działania lewej kończyny pacjentki. Nie potrafił jednak do końca rozwiązać tej zagadki.
Od tamtych czasów medycyna odnotowała setki podobnych przypadków. U wielu z tych pacjentów jedna ręka jest wyjątkowo przekorna – jak partner w nieszczęśliwym małżeństwie, który przeciwstawia się wszystkiemu, co mówi współmałżonek, po prostu na złość. Kiedy chory zaczyna zapinać koszulę jedną ręką, druga odpina guziki. Jeśli weźmie książkę, żeby sobie poczytać, wolna ręka nagle ją wyrywa i odrzuca na stół. Kiedy unosi do ust widelec z jedzeniem, złośliwa dłoń łapie za sztuciec. Czasem dotknięta chorobą ręka staje się nawet agresywna i uderza właściciela lub osobę obok.
Zjawisko to nazwano zespołem obcej ręki, gdyż zamiary nieprzewidywalnej kończyny są dla chorych na tyle nieznane, że trudno im uwierzyć, iż polecenia, które nią sterują, pochodzą z ich własnego mózgu. Zaczynają mieć dziwne poczucie, że ręka nie należy do nich, i czasem przekonują się co do tego, tylko gdy widzą, że jest nadal połączona z ich ciałem. Gdyby takiej osobie założyć na oczy opaskę, gdy „obca” ręka przeszkadza jej w wykonywanej właśnie czynności, podobnie jak to opisano powyżej, często będzie przekonana, że zakłócenia powoduje ktoś inny. Zespół obcej ręki występuje rzadko i najczęściej jest skutkiem uszkodzenia mózgu – nagłego, na przykład w wyniku udaru, albo postępującego powoli, jak przy chorobie Alzheimera. Zazwyczaj dotyka obszarów odpowiedzialnych za zapobieganie niechcianym ruchom lub komunikowanie się półkul w celu koordynowania czynności kończyn (każda z półkul zasadniczo kieruje ruchami przeciwnej ręki). Zatem choć Goldstein nie potrafił precyzyjnie określić neurologicznej przyczyny tego zaburzenia, jego rozumowanie zmierzało we właściwym kierunku.
Kiedy po raz pierwszy przeczytałem o zespole obcej ręki, byłem na studiach licencjackich, gdzie jako jeden z przedmiotów wybrałem psychologię z podstawami neuronauki. To podczas tego kursu po raz pierwszy zetknąłem się z badaniami mózgu, a informacje o zespole obcej ręki po prostu nie mieściły mi się w głowie. Nie potrafiłem sobie wyobrazić, że mózg może działać w tak nietypowy i niezgodny z logiką sposób. Naprawdę mnie to zaintrygowało. Nie twierdzę, że przeczytanie o tym problemie zdrowotnym zdecydowało o moim wyborze drogi zawodowej, ale niewątpliwie zachęciło mnie do pogłębiania wiedzy o tajemniczym narządzie, jakim jest mózg, a po niedługim czasie postanowiłem zrobić doktorat z dziedziny neuronauki. Nie byłem osamotniony w swojej nowo odkrytej fascynacji mózgiem. Mniej więcej w czasie, kiedy w pełni poświęciłem się studiowaniu neuronauki, przeżywała ona szczyt popularności.
Oczywiście zawsze istniała garstka osób, jak miłośnicy nauki czy neurobiolodzy, oczarowanych działaniem mózgu, ale zainteresowanie ogółu społeczeństwa neuronauką zdecydowanie wzrosło pod koniec lat dziewięćdziesiątych dwudziestego wieku i w początkach dwudziestego pierwszego stulecia. W latach dziewięćdziesiątych nowe metody neuroobrazowania – czyli wykorzystywania różnych technologii do tworzenia obrazów mózgu – po raz pierwszy umożliwiły stworzenie wizualizacji aktywności mózgu, a uzyskiwane w tych badaniach kolorowe obrazy wzbudziły zainteresowanie nie tylko naukowców, ale też szerszego społeczeństwa. W tym samym okresie niezwykle popularne stały się leki przeciwdepresyjne mające wpływać na funkcje mózgu. Obudziły one nadzieję, że naszym mózgiem będzie można manipulować, tak by wyleczyć zaburzenia psychiczne – lub przynajmniej zapewnić nam psychiczny dobrostan. Nowe wynalazki technologiczne wskazywały, że w przyszłości możliwy jest w tej dziedzinie jeszcze większy postęp.
Wszystkie te osiągnięcia podsycały entuzjastyczne zainteresowanie neuronauką. Ludzie zaczęli sobie uświadamiać, że podstawy naszej osobowości i przyczyny zachowań kryją się w mózgu, a zatem najlepszym sposobem zrozumienia siebie może być pogłębienie wiedzy o funkcjonowaniu tego narządu. I w ten sposób neuronauka znalazła się nagle na topie.
Nowicjusze zainteresowani tą dziedziną wkrótce mieli się przekonać, że wcale nie tak łatwo zdobyć informacje o mózgu dostosowane do ich poziomu. Wiele książek omawiających zagadnienia neuronauki jest napisanych na tyle trudnym językiem, że z ich zrozumieniem mają problem nie tylko laicy, ale nawet początkujący neurobiolodzy. Z kolei pozycje pisane dla ogółu czytelników czasem przesadnie idą w przeciwnym kierunku, nadmiernie upraszczając opisy mózgu i jego funkcji. Media natomiast starają się nadać tej wiedzy posmak sensacji i przedstawiają odbiorcom wypaczone informacje na temat możliwości neuronauki.
Piszę tę książkę z nadzieją, że zaspokoi ona twoje zainteresowanie działaniem mózgu, wystrzegając się omówionych skrajności. Skierowana jest ona do czytelników bez wykształcenia w dziedzinie neuronauki (a nawet w ogóle bez wykształcenia w dziedzinie nauk przyrodniczych). Jednocześnie starałem się uniknąć przesadnych uproszczeń prowadzących do niewłaściwego lub niepełnego zrozumienia zagadnień dotyczących mózgu. Zależało mi też na przedstawieniu fascynujących informacji na temat obecnego stanu badań neuronaukowych bez wyolbrzymiania tego, co dotychczas osiągnęliśmy – lub możemy osiągnąć w przyszłości.
Książka jest podzielona na dziesięć rozdziałów, każdy poświęcony innej funkcji mózgu. Przy okazji ich wyjaśniania pomogę ci wypracować sobie podstawy zrozumienia, jak działa mózg, zapoznając cię z długą listą jego obszarów, mechanizmów i wielu innych zagadnień. Pod koniec tej lektury powinieneś opanować podstawy neuronauki na tyle, żeby móc ze zrozumieniem czytać o nowych odkryciach w tej dziedzinie, rozmawiać o funkcjach mózgu podczas pogawędek ze znajomymi, a może nawet zrozumieć przyczyny niektórych swoich zachowań.
Należy jednak pamiętać, że neuronauka to rozległa dziedzina, i choć dowiedzieliśmy się już sporo o mózgu, to nadal wiele kwestii pozostaje niewyjaśnionych. Traktuj zatem tę książkę jako zaledwie wstęp, a nie wyczerpujący podręcznik na temat wszystkich tajników tego narządu. Prawdę mówiąc, mam nadzieję, że ta lektura skłoni cię do rozmyślań na temat ciekawych, osobliwych i niezwykłych rzeczy, które potrafi nasz mózg, tak żebyś na koniec miał więcej pytań, niż kiedy ją zaczynałeś – bo to może cię skłonić do dalszego zgłębiania tej dziedziny. A nawet kiedy już znajdziesz odpowiedzi na swoje pytania, kwestie, których nie będziesz rozumiał w związku z mózgiem, nadal będą bez porównania liczniejsze niż te, które pojąłeś. Mało prawdopodobne, żeby za naszego życia udało nam się wyjaśnić wszystkie zagadki mózgu. Nawet najlepsi neurobiolodzy wiedzą na jego temat zaledwie ułamek tego, co jest do zgłębienia.
Ufam jednak, że ta książka pomoże ci lepiej zrozumieć cechy i dziwactwa tej niespełna półtorakilogramowej, dziwnie pofałdowanej tkanki tkwiącej w twojej czaszce. Mózg nie jest tworem idealnym, lecz ma niezrównaną zdolność wykonywania wielu zlecanych mu zadań. To tylko jeden z niezliczonych powodów, dla których ktoś taki jak ja poświęca życie nauczaniu innych na temat mózgu – po prostu nie potrafię wyobrazić sobie ciekawszego obiektu na świecie, o którym chciałbym mówić i pisać.

Kiedy badacze z Uniwersytetu Iowa poznali SM (inicjały zmieniono dla zapewnienia anonimowości) na początku lat dziewięćdziesiątych dwudziestego wieku, opisali ją jako trzydziestoletnią kobietę o przeciętnej inteligencji i pogodnym usposobieniu. W tej charakterystyce nie ma nic nadzwyczajnego, ale naukowców zainteresowało występujące u niej dziwne zaburzenie percepcyjne. Kobieta nie potrafiła rozpoznawać uczuć malujących się na twarzach. Było to szczególnie wyraźne w przypadku strachu – SM nie umiała ocenić, że ktoś się boi, na podstawie samego wyrazu twarzy2
Dla większości osób rozpoznawanie uczuć na twarzach innych jest naturalną umiejętnością, wykorzystywaną powszechnie w większości interakcji społecznych. Nic dziwnego, że naukowców zaciekawił ten deficyt i przekonali pacjentkę do udziału w badaniach. Wkrótce stwierdzili, że jej nieumiejętność rozpoznawania strachu sięgała znacznie głębiej niż wyraz twarzy. Sama ta emocja była jej całkowicie obca.
Przykładem może być zdarzenie, które ją spotkało krótko przed nawiązaniem kontaktu z naukowcami z Uniwersytetu Iowa. Pewnego dnia wracała sama do domu około dwudziestej drugiej, idąc przez okolicę znaną z handlu narkotykami i przestępczości (taką, gdzie wiele osób czułoby się niepewnie w nocy, przejeżdżając tam samotnie samochodem). Kiedy mijała park, z ławki zawołał ją mężczyzna, który jej zdaniem wyglądał na „naćpanego”.
Większość z nas w takiej sytuacji spuściłaby głowę i szła dalej, zapewne nieco szybszym krokiem, ale ona odważnie do niego podeszła. Gdy znalazła się blisko, mężczyzna nagle się zerwał, chwycił ją za bluzkę i rzucił na ławkę. Przycisnął jej nóż do gardła i syknął: „Zaraz cię potnę, suko!”.
Wyobraź sobie, że jesteś na jej miejscu – jak byś się wtedy poczuł i co myślał? Zapewne serce zaczęłoby ci walić, oddech stał się płytki i szybki, a umysł zalały paniczne myśli.
Tymczasem SM nie doświadczyła żadnego z tych objawów. Na groźbę mężczyzny odparła: „Jeśli zamierzasz mnie zabić, będziesz musiał najpierw pokonać anioły mojego Boga”.
Napastnika być może onieśmieliła jej niewzruszona (i niewątpliwie nieco dziwna) reakcja albo wcale nie zamierzał robić jej krzywdy. W każdym razie puścił ją i pozwolił odejść. Ruszyła zatem dalej w kierunku domu spokojnym krokiem, jakby nic się nie stało. Owszem, była rozgniewana, ale nie przestraszona3.
SM nie jest wyjątkowo silna fizycznie ani nie ma za sobą szkolenia w sztukach walki, co mogłoby dać jej pewność siebie w sytuacji, kiedy ktoś groził jej nożem. Mimo to nie odczuwa strachu, bo to uczucie po prostu nie ma do niej dostępu. Wspomina, że w dzieciństwie czasem się bała, ale jako osoba dorosła nigdy.
Naukowcy starali się wzbudzić w niej strach różnymi sposobami – bardziej i mniej konwencjonalnymi4. Na przykład, kiedy wyznała, że nie lubi węży i pająków, zabrali ją do sklepu z egzotycznymi zwierzętami, mającego duży wybór tych stworzeń. Na miejscu okazało się, że SM nadal nie okazuje strachu, tylko duże zainteresowanie. Prosiła o możliwość potrzymania węży, mimo ostrzeżeń, że są niebezpieczne, oraz próbowała dotknąć tarantuli, co zapewne wywołałoby lęk nawet w najmniej arachnofobicznej osobie.
Badacze zawieźli SM również do nawiedzonego domu w Waverly Hills Sanatorium w Louisville w stanie Kentucky, który miłośnicy zjawisk paranormalnych uznają za jedno z miejsc w USA, gdzie najczęściej straszy. Co prawda większość z nas spokojnie przeszłaby przez nawiedzony dom, nie odczuwając prawdziwego strachu, ale zapewne nieraz byśmy się wzdrygnęli, gdyby z ciemnych korytarzy wyskakiwały na nas dziwacznie przebrane istoty. Tymczasem SM szła przez dom z uśmiechem na ustach, często śmiejąc się głośno z „duchów”, które usiłowały ją przestraszyć. Jednego nawet popukała w głowę, żeby sprawdzić, z czego wykonano jego przebranie.
Na koniec naukowcy poprosili ją o obejrzenie kilku horrorów, takich jak The Ring, Blair Witch Project i Lśnienie. Uznała te filmy za interesujące, chwilami nawet ekscytujące, ale jej nie przeraziły. Podczas oglądania sześciu filmów powszechnie uważanych za straszne nie przejawiła żadnych reakcji lękowych.
Z powodu niezdolności do odczuwania strachu SM stała się jednym z najbardziej znanych osobliwych przypadków medycznych naszych czasów. Przez minione dwadzieścia pięć lat poddawano ją wielu badaniom, licząc, że dzięki jej zaburzeniu będzie można odkryć przyczyny odczuwania strachu przez zdrowe osoby.
Dodam jeszcze tylko jedną informację, niezwykle ważną dla zrozumienia stanu SM – cierpi ona na rzadką chorobę genetyczną Urbacha–Wiethego. Zazwyczaj nie jest śmiertelna, ale może powodować uszkodzenia mózgu, szczególnie jego części znajdującej się blisko skroni, zwanej płatem skroniowym. A w głębi tego płata znajduje się ośrodek o nazwie ciało migdałowate, którego funkcje mają związek ze strachem lub jego brakiem u SM.

Ciało migdałowate mózgu
Łacińska nazwa tej struktury to corpus amygdaloideum i jest ona związana z jej kształtem przypominającym migdał (po łacinie amygdala). Nie zobaczysz jej, patrząc na powierzchnię mózgu – żeby do niej dotrzeć, potrzebny jest skalpel i umiejętność przeprowadzania sekcji. Poza tym, choć na ogół mówi się o jednym ciele migdałowatym, w rzeczywistości istnieją dwa, po jednym w każdym płacie skroniowym. Nasz mózg jest podzielony na połowy – składa się z dwóch półkul mózgowych, w pewnym stopniu symetrycznych – i ciało migdałowate, podobnie jak wiele innych części mózgu, stało się ofiarą dziwnego zwyczaju rozpowszechnionego w neuronauce, żeby o parzystych strukturach mówić w liczbie pojedynczej.
Każde z ciał migdałowatych zawiera około 12 milionów z mniej więcej 86 miliardów neuronów znajdujących się w mózgu5 i stanowiących podstawowy budulec tego narządu. Mimo to nie są one strukturami wyraźnie rzucającymi się w oczy. Aż do początku dziewiętnastego wieku nie uważano ich nawet za osobne obszary mózgu. Potem trzeba było czekać do połowy dwudziestego wieku, zanim badacze zaczęli przypisywać im konkretne funkcje. Od tamtej pory jednak zyskały sobie duży rozgłos.