Ваш мозак — како функционише?

„Мозак је најкомпликованији део тела за изучавање“, запажа Е. Фулер Тори, психијатар на Националном институту за ментално здравље у САД. „Носамо га унаоколо на нашим раменима у његовој кутији, која је веома незграпна за испитивање.“

ИПАК, научници кажу да су већ пуно научили о самом начину на који мозак обрађује податке које прима од наших пет чула. На пример, осмотрите на који начин барата с визуелним надражајима.

Очи вашег ума

Приликом уласка светлости у око, она удара у мрежњачу ока која се састоји од три слоја ћелија које се налазе на задњем делу ваше очне јабучице. Светлост продире све до трећег слоја. Овај слој садржи ћелије, које су иначе познате као штапићи — оне су осетљиве на јачину светлости; и ћелије познате као чепићи — које су осетљиве на светлост различитих таласних дужина и реагују на црвену, зелену и плаву боју. У овим ћелијама светлост изблеђује пигменте. Затим, ове изблеђене ћелије шаљу сигнале ћелијама у другом слоју, а одатле осталим ћелијама у горњем слоју. Након тога, аксони ових ћелија се спајају и формирају очни живац.

Милиони неурона очног живца састају се на раскрсници у мозгу која је позната као оптичка хијазма. Овде се састају неурони који носе сигнале из левог дела мрежњаче оба ока, и затим паралелним путем стижу до леве стране мозга. На сличан начин састају се и путују и сигнали из десне стране мрежњаче оба ока у десну страну мозга. Ови импулси затим пристижу на релејну станицу у таламусу, и одатле их други неурони прослеђују у задњи део мозга, у подручје које је познато као визуелни кортекс.

Различити аспекти визуелне информације путују паралелно. Истраживачи сада знају да се главни визуелни кортекс заједно са оближњим подручјем понаша попут поште која складишти, разноси и комплетира различите информације које неурони доносе. Једно треће подручје открива облике, као што су ивице неког предмета и покрете. Четврто подручје препознаје и облике и боје, а пето, непрестано освежава мапу визуелних података како би пратило кретање. Садашња истраживања показују да чак и до 30 различитих подручја мозга обрађују визуелне информације које око сакупља! Међутим, како они сарађују да би вам приказали неку слику? Да, како ваш ум „гледа“?

„Гледати“ мозгом

Око сакупља информације потребне мозгу, али кора је та која коначно обрађује информације које мозак прима. Направите ли снимак фото-апаратом, та ће слика открити детаље целе сцене. Међутим, када ваше око запази тај исти призор, ви свесно запажате само тај одређени део сцене на који усредсређујете своју пажњу. Како то мозак чини, и даље остаје мистерија. Неки верују да је то због постепене интеграције визуелних информација у такозваним сабирним зонама, које вам помажу да упоредите оно што видите са оним што већ знате. Опет други кажу да ако вам не успе да нешто видите обичним посматрањем, то је зато што неурони који контролишу процес пажљивог посматрања не стварају почетни импулс.

Шта год да је у питању, тешкоће с којима се научници суочавају како би објаснили процес гледања, представљају ситницу у поређењу с проблемима када желе да објасне на који су начин „свест“ и „ум“ у то укључени. Технике скенирања, као што је магнетна резонанца и позитрона томографија, отворили су научницима нови поглед на људски мозак. Анализирањем брзине протока крви у извесна подручја мозга током процеса размишљања, они су с приличном тачношћу закључили да се различита подручја мождане коре међусобно помажу у процесу да човек чује речи, да их види и изговара. Међутим, како један писац закључује, „феномен ума и свести, далеко је сложенији... него што би то ико помислио“. Да, морају се открити још многе загонетке мозга.

Мозак — само величанствени компјутер?

Да бисмо разумели наш сложени мозак, могу нам помоћи поређења. На почетку индустријске револуције, средином 18. века, постало је популарно упоређивати мозак с машином. Касније, када су телефонске централе постале показатељ напретка, људи су мозак упоређивали с презапосленом телефонском централом и оператором који је доносио одлуке. Сада, када компликоване задатке обављају компјутери, неки упоређују мозак с компјутером. Да ли се овим поређењем у потпуности објашњава начин на који мозак функционише?

Између мозга и компјутера постоје значајне основне разлике. Посматран у основи, мозак је хемијски, а не електронски систем. У свакој ћелији одиграва се велики број хемијских реакција што је у потпуности другачије од рада компјутера. Др Сузан Гринфилд запажа: „Нико не треба да програмира мозак; он је проактиван орган, функционише сам од себе“, што у случају компјутера није тако, он мора да се програмира.

Неурони међусобно комуницирају на сложен начин. Многи неурони реагују на 1 000, или још и више синаптичних надражаја. Да бисте разумели шта је све у то укључено, осмотрите истраживања једног неуробиолога. Он је изучавао једно подручје на доњој површини мозга, конкретно, подручје изнад и иза носа, како би открио на који начин препознајемо мирисе. Он запажа: „Чак и овај, на изглед једноставан процес — који у поређењу с доказивањем неке геометријске теореме или са анализирањем неког Бетовеновог гудачког квартета изгледа као проста ствар — укључује око 6 милиона неурона, од којих сваки прима можда око 10 000 надражаја од суседних неурона.“

Међутим, мозак је нешто далеко више од скупа неурона. За сваки неурон постоји неколико глијалних ћелија. Поред тога што мозак држе заједно, оне за неуроне представљају електричну изолацију, боре се против инфекције и уједињују се како би формирале заштитну баријеру између крви и можданог ткива. Истраживачи верују да глијалне ћелије имају и неке друге функције које тек треба открити. „Те наводне сличности с компјутерима које је направила људска рука, који производе електронске информације у дигиталном облику, могу бити толико неприкладне да чак могу и да преваре“, закључује часопис Economist.

То нам пружа још једну загонетку за осматрање.

Од чега се састоји памћење?

Памћење — „можда најчудеснији феномен у свету природе“, према речима професора Ричарда Ф. Томпсона — укључује неколико различитих функција мозга. Већина изучавалаца мозга дели памћење на две врсте, на декларативно и процедурално. У процедурално памћење спадају вештине и навике, а у декларативно складиштење чињеница. Књига The Brain—A Neuroscience Primer, класификује процесе памћења према њиховој брзини: веома краткотрајно памћење, траје око 100 милисекунди; краткотрајно памћење, траје неколико секунди; радно памћење, које складишти недавна искуства; и дуготрајно памћење, које складишти усмени материјал који је био понављан и моторне вештине које су биле увежбаване.

Једно од могућих објашњења за дуготрајно памћење јесте да оно започиње своју активност у предњем делу мозга. Информација која је изабрана да постане дуготрајно памћење, пролази у виду електричног импулса у део мозга који је познат као хипокампус. Овде један процес, који се зове дуготрајни подстрек, поспешује способност неурона у прослеђивању порука. (Видите оквир „Премостити јаз“.)

Једна друга теорија о памћењу потиче од идеје да кључну улогу играју мождани таласи. Поборници ове теорије верују да правилне осцилације електричне активности мозга, нешто слично попут лупања у бубањ, помажу у повезивању разних сећања и надгледају у ком су моменту различите ћелије мозга покренуте.

Истраживачи верују да мозак складишти различите аспекте памћења на различита места и да је свака мисао повезана са оним подручјем мозга које је специјализовано да их опажа. Неки делови мозга сасвим сигурно доприносе памћењу. Амигдала, малено клупче нервних ћелија величине бадема које се налази близу можданог стабла, обрађује успомене страха. Подручје базалног ганглиона усредсређује своју пажњу на навике и физичку вештину, а мали мозак, у корену мозга, концентрише се на условно учење и рефлексе. Верује се да овде складиштимо вештине повезане с равнотежом — на пример, оне које су нам потребне да возимо бицикл.

У нашем летимичном осврту на рад мозга морали смо да изоставимо детаље неких других задивљујућих функција, као што је на пример његова способност прављења временског распореда, склоност ка учењу језика, његове сложене моторне вештине, начин на који регулише телесни нервни систем и виталне органе, и како савладава бол. Затим, још увек се откривају његови хемијски посредници који су повезани са имунолошким системом. „Сложеност је толико невероватна да се питате да ли уопште има наде да се она икада разјасни“, запажа неуролог Дејвид Фелтен.

Иако многе загонетке мозга остају неразјашњене, овај изванредни орган омогућује нам да размишљамо, медитирамо и присећамо се оних ствари које смо већ научили. Међутим, на који начин можемо најбоље да искористимо наш мозак? Закључни чланак у овој серији одговара на ово питање.

[Оквир⁄Слике на 8. страни]

ПРЕМОСТИТИ ЈАЗ

Када је неурон стимулисан, нервни импулс путује дуж неуроновог аксона. Дошавши до задебљања на синапси, нервни импулс ствара мала зрнца (синаптичке везикуле), од којих свако садржи на хиљаде молекула неуротрансмитера који се налазе унутар тог задебљања и стапајући се с површином задебљања ослобађају свој садржај преко синапсе.

Путем сложеног система кључева и брава, неуротрансмитер отвара и затвара улазне канале у следећем неурону. Као резултат, наелектрисане честице улазе у тај следећи неурон и изазивају додатне хемијске промене које на том подручју стварају електрични импулс или подстичу на даљну електричну активност.

Феномен који се назива дуготрајни подстрек, настаје када су неурони редовно стимулисани и пуштају неуротрансмитере преко синапсе. Неки истраживачи верују да такав процес међусобно приближује неуроне. Други пак тврде да постоји доказ о повратном току информација, од неурона који их прима ка неурону који их шаље. Овај поступак доводи до хемијских промена које стварају још више протеина који ће служити као неуротрансмитери. Они затим јачају везу између неурона.

Ове променљиве везе у мозгу и њихова способност прилагођавања потврђују тачност слогана: „Користи га или остави.“ Дакле, ако желимо да се сетимо нечега, помоћи ће нам ако ту ствар често призивамо у мисли.

Аксон

влакно које преноси сигнале и повезује неуроне.

Дендрити

кратке, разгранате везе које повезују неуроне.

Неурити

пипкасти изданци неурона. Постоје два главна типа — аксони и дендрити.

Неурони

нервне ћелије. Мозак има отприлике од 10 до 100 милијарди неурона, од којих је „сваки повезан са стотинама, понекад хиљадама других ћелија“.

Неуротрансмитери

хемијске супстанце које преносе нервни сигнал преко такозваног синаптичког јаза, који се налази између нервне ћелије, то јест неурона који шаље податке, и оне нервне ћелије која их прима.

Синапса

јаз између неурона или нерва који шаље податке и оног који их прима.

[Извори]

Засновано на књизи The Human Mind Explained, од професорке Сузан А. Гринфилд, године 1996.

CNRI/Science Photo Library/PR

[Оквир⁄Слике на 9. страни]

СПОСОБНОСТИ КАРАКТЕРИСТИЧНЕ ЗА ЉУДЕ

Специјализована подручја мозга, позната као центри за језике, опремају људе задивљујућом способношћу комуникације. Када желимо нешто да кажемо, то бива организовано у подручју леве мождане хемисфере која је позната као Верникеово подручје (1). Овај део комуницира с Брокиним подручјем (2), које примењује граматичка правила. Затим, импулси пристижу у оближња моторна подручја која контролишу мишиће лица и помажу нам да обликујемо одговарајуће речи. Осим тога, ова подручја повезују се с центром за вид у мозгу, тако да можемо читати; с центром за слух, тако да можемо чути, разумети и одазивати се на оно што нам други говоре; и да не изоставимо, повезана су и с нашом банком података која складишти важне мисли. „Оно што заиста разликује људе од животиња, јесте њихова способност да уче задивљујуће велики број разноразних вештина, чињеница и правила, и то не само о физичком свету који их окружује већ и о другим људима и то им даје мотивацију“, коментарише брошура Journey to the Centres of the Brain.

[Слике на 7. страни]

Разна подручја мозга обрађују боје, контуре, ивице и облике, а такође прате и покрете

[Извор]

Parks Canada/ J. N. Flynn