W naszych głowach napotykamy bynajmniej nie siano; u co mądrzejszych skropione mniej lub bardziej obficie olejem. Znajduje się tam — o czym teraz wiedzą nawet maleńkie dzieci — mózg. Sprawiający na oko niezbyt ciekawe wrażenie, biało-różowy twór o konsystencji jajka na miękko, przypominający duży orzech włoski. Rysowany dawniej, na podobieństwo jelit, jako rura od początku do końca.

Starożytni, badając wnętrza zwierząt, byli bardziej zainteresowani bijącym sercem, zmieniającą kolor wątrobą czy poruszanymi perystaltyczną falą jelitami. Wyżej opisany wygląd zewnętrzny nie wzbudza zachwytu i nie sugeruje zawartych w mózgu mechanizmów odbioru, przetwarzania i analizy bodźców zmysłowych, zdolności myślenia, pamięci, a także sterowania całym organizmem. Ale gdy zainteresujemy się strukturami i funkcjami mózgu, to wszelkie dotyczące go zagadki możemy rozwiązać tylko przy jego pomocy. Użyjmy więc wnętrza naszych czaszek i zastanówmy się nad tym, co w nich mieści się i jak to działa.

Ten niezwykły organ intryguje ludzi od wieków. Pierwszych trepanacji dokonywano już ponad siedem tysięcy lat temu. Początkowo nie przypisywano mu zbyt wielkiego znaczenia. Egipcjanie przy balsamowaniu zwłok faraonów pieczołowicie preparowali wątrobę i serce, zaś mózg, po wydobyciu specjalnymi narzędziami przez nos i uszy, wyrzucano. Grecy odpowiedzialnością za nasze uczucia i pamięć obarczali serce. Arystoteles podkreślał, że rana serca powoduje śmierć, zaś rana mózgu niekoniecznie. Hipokrates uważał serce za „najszlachetniejszy" z organów, ale prawdopodobnie jako pierwszy zauważył niezwykłe konsekwencje uszkodzenia mózgu pośród zranionych na wojnie żołnierzy. Zwrócił uwagę na fakt występowania objawów po przeciwnej stronie ciała (uszkodzona prawa część mózgu powodowała paraliż lub niedowład lewej strony i odwrotnie). Dla Platona — za uczucia niższego rzędu (pożądanie, chciwość) odpowiadała wątroba, za bardziej wzniosłe (duma, odwaga, gniew) odpowiadało serce, ale siedliskiem rozumu był już mózg.

Najsłynniejszym lekarzem epoki starożytnej po Hipokratesie był żyjący w II wieku Galen. Szczególnie zainteresowały go puste przestrzenie wypełnione według niego spiritus animalis (tchnieniem duchowym). Uznał, że te przestrzenie muszą mieć coś wspólnego z duszą. Uchodziło to za niepodważalną prawdę przez wiele stuleci. W Renesansie opisali budowę mózgu i przedstawili jego rysunki Leonardo da Vinci i flamandzki anatom Andreas Vesalius. Na ich podstawie Kartezjusz twierdził, że widzialna struktura nie ma nic wspólnego z jego funkcjonowaniem. Najważniejszą, jego zdaniem, częścią mózgu była szyszynka, gdzie materialne ciało spotykało się z duszą. Informacje pochodzące ze zmysłów przepływały spiritus animalis do duszy, której decyzje za pomocą szyszynki rodzącej impulsy przesyłane były poprzez komory mózgu i za pośrednictwem odpowiednich nerwów do mięśni. Ta w sumie mechanistyczna koncepcja mogła być empirycznie weryfikowalna.

Nowy impuls do badań mózgu dał eksperyment Luigiego Galwaniego stwierdzający reakcję nerwów na pobudzenie elektryczne. Problemem tym zajął się niemiecki fizjolog Emil Du Bois-Reimond w 1843 roku, opisując zjawisko przepływu prądu wzdłuż włókna nerwowego. W 1849 obserwując analogiczny przepływ w następstwie stymulacji chemicznej udowodnił, że nerwy nie są tylko biernymi przewodnikami, lecz także źródłem elektryczności. W drugiej połowie XIX wieku, dzięki udoskonaleniu mikroskopów optycznych i opracowaniu nowych metod preparowania tkanek do badań mikroskopowych, hiszpański histopatolog Santiago Ramón y Cajal zaobserwował, że nerwy nie mają charakteru ciągłego, lecz każdy stanowi odrębną komórkę o ściśle wyodrębnionych granicach, posiadającą zgrubienia na końcach wypustek. Wcześniej rysunek wypreparowanej komórki nerwowej, z rozróżnieniem aksonu — wypustki długiej i dendrytów — wypustek krótkich, przedstawił Otton Deiteres. Charles Sherrington wykazując istnienie oddziaływań hamujących stwierdził, że komórki nerwowe mogą zarówno włączać, jak i wyłączać sygnały. Nazwał też miejsce styku między neuronami synapsami.

Na początku dwudziestego wieku uczeni zastanawiali się nad sposobem przekazywania bodźców z jednego neuronu do drugiego. W 1939 roku dwaj angielscy biofizycy Alan Hodgkin i Andrew Huxley zarejestrowali w obrębie komórki nerwowej impuls. Impuls ten, nazywany obecnie potencjałem czynnościowym, okazał się uniwersalnym w obrębie komórek nerwowych mechanizmem sygnalizacyjnym w całym królestwie zwierząt. W latach pięćdziesiątych zespół Bernharda Katza dowiódł, że zakończenia neuronów wydzielają substancje, które nazwał neuroprzekaźnikami, a John Heuser i Thomas Reese wykazali, iż to, czy komórka będzie pobudzana czy też hamowana, zależy od rodzaju wydzielanego przekaźnika oraz od znajdujących się na błonie receptorów. Komórki nerwowe potrafią się uczyć i poziom komunikacji może być modyfikowany przez nabywane doświadczenia. Ale prawdziwy boom na wszelkiego rodzaju eksperymenty związane z mózgiem nastąpił dopiero w drugiej połowie XXw. ^{[ 1 ]}

Ewolucyjna specjalizacja zwojów

Mózg jest powiększonym i wyspecjalizowanym zwojem w ośrodkowym układzie nerwowym, położonym najbliżej przedniego końca lub najwyżej. Kiedy zaczyna się posiadanie mózgu? Rośliny nie posiadają go wcale. Glista Ascaris pasożytująca w przewodzie pokarmowym ma dokładnie 162 komórki w swym mózgu, plus 92 komórki w obrębie ogona i układu trzewnego. Układ nerwowy pszczoły składa się z około 7 tys. neuronów. U Amphioxus,zwierzęcia niesłychanie prymitywnego, wzdłuż grzbietu tuż za struną grzbietową biegnie struna nerwowa z wyodrębnionym, podzielonym na trzy części mózgiem. Mózg gadów ulega dalszemu zróżnicowaniu, można wyodrębnić w nim rdzeń przedłużony, móżdżek, śródmózgowie i półkule mózgowe. Mózg ptasi góruje nad mózgiem gadzim, który góruje nad mózgiem płazów, a ten nad mózgiem ryb, ale wszystkie, w ich ewolucyjnym rozwoju, zbudowane są według tego samego wzorca typowego dla kręgowców. Ptaki są najwyżej stojącymi kręgowcami, które przeżywają usunięcie mózgu. Przez pewien czas mogą latać, biegać i zbierać pokarm, choć nie potrafią łączyć się w pary, budować gniazd ani opiekować się potomstwem.

Porównując mózgi ssaków z ptasimi, najmniejsze zmiany zauważymy w rdzeniu przedłużonym (zwanym też opuszką mózgu), który spełnia funkcję sterowania oddychaniem, krążeniem krwi i innymi podstawowymi procesami fizjologicznymi. Móżdżek ssaków jest znacznie większy i bardziej złożony, a traci na znaczeniu śródmózgowie, którego funkcje wzrokowe i słuchowe przejmują półkule mózgowe. I tu następuje największa zmiana. Półkule mózgowe ssaka dramatycznie powiększają się przejmując tak wiele funkcji, że reszta mózgu nie tylko w ich cieniu niknie optycznie, ale także traci się poczucie innych istotnych zmian, jakie dokonały się w całym mózgu. W półkulach wyodrębnia się konkretne obszary, zawiadujące zmysłami i mięśniami, oraz tak zwane obszary nieme. Płaty czołowe mózgu są w większości złożone z obszarów niemych, a procentowo są one największe u najwyższych gatunków ssaków.

W przyrodzie można dostrzec stopniowy i nieustanny rozwój od najbardziej prymitywnej sieci nerwowej jamochłonów, aż po najdoskonalsze narzędzie, jakim jest mózg człowieka. Żaden układ nerwowy nie ma takiej złożoności, sprawności i przemyślności. Jego rozwój jest zdumiewający, a nie mówimy tu o masie (mózg wieloryba jest sześciokrotnie większy, mózg słonia cztery razy cięższy od ludzkiego) tylko o organizacji. W nim mieści się wszystko, co stanowi o mądrości człowieka: myśl, wyobraźnia, wynalazczość, przezorność, wrażliwość, współczucie.

Naczelny organ naczelnych

Człowiek przez swój mózg stał się zwieńczeniem zwierzęcego świata. Można dokonywać anatomicznych porównań zwierząt współczesnych lub zastanowić się nad rozwojem mózgowia naczelnych w ostatnich 500 tysiącach lat. W tym czasie rozwinęło się ono w masie od 500 cm³ (tyle np. posiada współczesny goryl) do 1400 cm³ (przeciętny mózg współczesnego człowieka).

Z trzech części wspólnych dla kręgowców najbardziej „starożytne" części to tyłomózgowie i śródmózgowie, które stanowią u ludzi około 15%. W ewolucyjnym rozwoju najbardziej rozwinęło się u nas przodomózgowie — dzielone jeszcze na międzymózgowie, kresomózgowie i węchomózgowie - zajmujące 5/6 pojemności czaszki. Kresomózgowie prawie w całości to kora mózgowa (nowa), choć mała część węchomózgowia wraz hipokampem odpowiedzialnym za tworzenie śladów pamięciowych, zaliczana jest do kory starej.

Według Paula Macleana mamy mózg trójjedyny, który tworzą kolejno nadbudowane na sobie — trzy mózgi. Najgłębsza, najstarsza i najbardziej prymitywna struktura, odpowiedzialna za zachowania instynktowne to mózg gadzi. Nad nim usadowiona jest struktura odpowiedzialna za emocje, szczególnie za agresję i seks — mózg starych ssaków z układem limbicznym. Zaś najwyżej położoną strukturą jest nowa kora, w niej zachodzą procesy myślowe i nazywana jest mózgiem wyższych ssaków. Wszystkie te struktury, nawet obecne tylko u człowieka, są ściśle powiązane i spójnie działają, bowiem niespójność staje się źródłem konfliktów z głęboko ukrytymi najbardziej archaicznymi elementami. Razem odpowiadają za sterowanie wszystkimi najistotniejszymi procesami naszego życia, a także za naszą umysłowość. ^{[ 2 ]}

Po przeczytaniu tego tekstu, czytelnicy często wybierają też: Neurologia samoświadomości Ewolucja inteligencji

Zobacz komentarze (6)..

Wyślij mailem..

Wersja do druku    PDF    MS Word