5 mari mistere ale creierului uman

Un articol recent publicat analizează aceste 5 aspecte enigmatice ale vieţii creierului nostru, prin prisma unor studii recente şi cercetări  aflate în curs, privind diferitele aspecte ale funcţionării creierului şi posibilităţile de aplicare practică a acestora.

Cum putem „repara” creierul ?

• Exoplaneta Trappist-1 b ar putea avea atmosferă, dezvăluie Telescopul Webb
• Inima celei mai vulcanice lumi din Sistemul Solar este mai solidă decât s-a crezut

Bolile mintale i-au impresionat întotdeauna pe oameni, generând un amestec complicat de reacţii emoţionale şi comportamentale – confuzie, teamă, frustrare, sentimentul neputinţei… Deşi am evoluat mult în ceea ce priveşte înţelegerea şi abordarea acestor afecţiuni, suntem totuşi departe de a pricepe în detaliu mecanismele ascunse ce declanşează şi alimentează aceste procese.

Demenţa, de exemplu, tinde să se extindă accelerat în lumea contemporană, devenind o adevărată problemă de sănătate publică, cu aspecte sociale şi economice complexe. Dar ce ştim noi, de fapt, despre demenţă, despre felul în care apare ea şi cum ar putea fi tratată?

Mare parte din cercetările asupra acestei boli s-au concentrat asupra materiei cenuşii a creierului (formată din corpurile neuronilor) şi asupra aşa-numitelor plăci (acumulări) de proteine beta-amiloide şi tau, care apar la nivelul materiei cenuşii la persoanele ce suferă de demenţă.

Dar un studiu recent arată că această abordare ar putea fi  incompletă: un om de ştiinţă britanic, dr. Atticus Hainsworth, crede că şi materia albă joacă un rol important şi trebuie luată în considerare. Alimentarea cu sânge a acestei componente a creierului ar putea avea o mare însemnătate în apariţia demenţei.

Materia albă este formată din prelungirile axonale ale neuronilor, care contribuie la comunicarea între celulele nervoase. Culoarea albă se datorează învelişului axonului, alcăltuit din substanţe lipidice. Dr. Hainsworth crede că e posibil ca în apariţia demenţei să fie implicate şi procese survenite la nivelul substanţei albe, precum sângerări determinate de disfuncţii ale vaselor sanguine ce irigă această componentă a creierului. Cercetările sunt în curs, iar dacă se va dovedi că problemele cronice legate de vasele de sânge din substanţa albă contribuie la apariţia demenţei, această descoperire ar putea sugera căi cu totul noi de tratare a acestei afecţiuni.

Cum ar fi dacă am deveni cu toţii genii?

Multă vreme oamenii s-au întrebat ce caracteristici deosebite ale creierului au persoanele cu o inteligenţă ieşită din comun. Cercetările asupra creierului lui Albert Einstein, de exemplu, au sugerat că mintea genială ar fi asociată cu anumite caracteristici legate de conexiunile din creier. Dar, dincolo de aceste particularităţi anatomice, există şi posibilitatea de a interveni doar în funcţionarea creierului, pentru sporirea capacităţilor sale intelectuale.

Substanţe stimulante, precum cafeina, intensifică starea de atenţie şi reduc timpul de reacţie. Dar, în ultimii ani, oamenii de ştiinţă şi-au îndreptat atenţia spre aşa-numitele cognitive enhancers  – medicamente care ne-ar putea face mai inteligenţi şi mai alerţi. Neurologul Barbara Sahakian, de la Universitatea Cambridge, studiază de ani de zile aceste substanţe, într-un scop practic: pentru a afla dacă şi cum pot ele îmbunătăţi performanţele profesionale ale chirurgilor sau piloţilor, de exemplu, sau chiar dacă ar putea spori priceperea oamenilor în afaceri. De altfel, asemenea substanţe sunt deja folosite – mulţi studenţi le utilizează înaintea examenelor, de exemplu.

Aceste medicamente afectează secreţia unor neurotrasmiţători precum serotonina şi dopamina (substanţe secretate de organism şi care acţionează asupra creierului), modificând reacţiile normale ale organismului.

Deocamdată, însă, avertizează dr. Sahakian, nu există informaţii  asupra gradului de siguranţă al utilizării pe termen lung a acestor medicamente, iar pe lângă problemele de ordin medical, folosirea acestor substanţe implică şi aspecte etice complicate. De pildă, folosirea lor de către studenţi naşte controverse: unii le utilizează fără a-şi face probleme, alţii însă cred că această practică este incorectă, e un mod de a atrişa, similar dopajului în sport. Probleme de acest tip s-ar pune şi în cazul folosirii lor în viitor de către diferite categorii profesionale, aşa că, pe lângă studiul ştiinţific, problema medicamentelor care ne-ar putea transforma în genii este una ce trebuie dezbătută în amănunt, având în vedere aspectul moral al chestiunii.

Cum să  folosim puterea inconştientului?

Ne gândim adesea la inconştient ca la ceva imposibil de stăpânit, de controlat; prin urmare, utilizarea lui intenţionată pentru a ne ajuta să ne îmbunătăţim performanţele pare o idee absurdă. Dar nu e aşa, susţin mulţi dintre cei care, practicând vreme îndelungată o anumită activitate, au constatat că gesturile necesare se automatizează într-o oarecare măsură, că se fixează în partea inconştientă a minţii, ceea ce contribuie enorm la realizarea unor acţiuni mai dificile.

Vi se pare ceva de domeniul SF? Iată mărturia unei persoane care a studiat fenomenul: Tania Lisboa, violoncelistă şi totodată cercetătoare în cadrul Centre for Performance Science, de la Royal College of Music, din Londra. Ea spune că “a trimite părţile muzicale mai dificile ale unei piese din partea conştientă a creierului în cea inconştientă” este de mare ajutor în învăţarea unor bucăţi muzicale grele, iar partea sistemului nervos implicată în acest proces este cerebelul, sau creierul mic.

Nu e nimic paranormal în asta; e vorba doar  de muncă susţinută şi folosirea unor capacităţi naturale ale creierului nostru. După multe ore de exerciţiu, creierul unui muzician stochează secvenţa de mişcări necesare pentru a cânta piesa respectivă în cerebel, despre care neurologul prof. Anil Seth, de la Universitatea Sussex, spune că are mai multe celule decât toate celelalte componente ale creierului la un loc.

Cerebelul este, în mod obişnuit, implicat în controlul mişcărilor şi al echilibrului, iar fixarea informaţiilor în această zonă favorizează fluenţa mişcărilor. Efortul conştient de a învăţa cum să mişti arcuşul violoncelului este mutat din ariile corticale (care sunt implicate în învăţare atâta timp cât e vorba de ceva nou sau dificil) în cerebel, care are capacitatea de a induce, la nevoie, comportamente fluente inconştiente.

Şi tot latura inconştientă a activităţii creierului nostru ne poate ajuta să detectăm potenţialele pericole, de pildă prezenţa unei persoane suspecte într-o mulţime de oameni.

„Creierul inconştient” are o capacitate impresionantă de a detecta schimbările infime într-un model familiar, fără să ne dăm seama de asta, spune Paul Sajda, de la Universitatea Colombia  din New York.

“Pot să proiectez pe un ecran 10 imagini pe secundă şi o dacă una dintre acele imagini are ceva altfel decât de obicei, acest lucru mă face să-mi reorientez creierul spre acea imagine – dar nu-mi dau seama exact despre ce e vorba.” Cercetătorii încearcă să afle ce anume a declanşat reacţia scanând creierul în timp ce subiecţii privesc imaginile. Rezutatele acestor cercetări ar putea arăta ce indicii subtile percepe creierul, în mod inconştient, indicii care duc la o modificare a activităţii lui.

La ce folosesc visele?

De mii de ani, omenirea este fascinată de vise: rostul lor, eventualele lor semnificaţii prevestitoare erau lucruri asupra cărora oamenii şi-au pus mereu întrebări.

Acum 60 de ani, oamenii de ştiinţă din Chicago descopereau faza de somn numită REM („rapid eye movement”), fază care apare la intervale de cca. 90 de minute şi în care survin visele. Faza REM începe cu semnale provenite de la baza creierului, care ajung, în cele din urmă, la cortex, stratul superior al creierului, asociat cu gândirea şi învăţarea. Dar, interesant, aceste impulsuri nervoase se îndreaptă şi spre măduva spinării, inducând un fel de paralizie temporară a membrelor.

Dar de ce visăm, la ce ne folosesc visele?

Prof. Robert Stickgold, de la Beth Israel Deaconess Medical Center for Sleep and Cognition din Boston, SUA, crede că visele sunt esenţiale pentru prelucrarea asocierilor de informaţii ce duc la formarea amintirilor.

El le-a cerut unor subiecţi să joace binecunoscutul joc pe computer Tetris, iar mulţi dintre ei au visat, ulterior, că pluteau printre forme geometice colorate. Specialistul spune că ar fi interesant să poată citi visele subiecţilor prin scanarea cu ajutorul rezonanţei magnetice, în timp ce aceştia dorm, dar, din păcate, e greu ca oamenii să adoarmă atunci când sunt introduşi într-un aparat de rezonanţă magnetică. Savantul speră să afle, din cercetările viitoare, modul în care se construiesc  visele şi în ce fel se leagă acest proces de procesul mai general de prelucrare a amintirilor în timpul somnului.
(Iar un scop mai îndepărtat şi ideal ar fi, crede autoarea articolului, să aflăm cum să visăm doar vise plăcute şi să scăpăm de coşmaruri.)

Cum să folosim creierul pentru a înlătura durerea?

Iată una dintre pietrele de încercare ale medicinei moderne: cum pot medicii să combată durerea cronică intensă?

Tratamentele convenţionale, precum medicamentele analgezice, nu dau rezultate în 100% din cazuri şi au adesea efecte secundare nocive pe termen lung; de aceea, medicii caută şi alte soluţii.

Unii chirurgi testează stimularea cerebrală profundă ca metodă de a înlătura durerea. E vorba despre o tehnică de chirurgie pe creier care implică introducerea unor electrozi în anumite puncte situate în profunzimea ţesutului cerebral. Cu ajutorul electrozilor, aceste puncte sunt stimulate de un curent electric furnizat de o baterie, inclusă într-un mic dispozitiv implantat sub claviculă.

Un pionier al acestei metode este prof. Tipu Aziz de la John Radcliffe Hospital, din Oxford, Marea Britanie.

La aproximativ trei sferturi dintre pacienţii care suferă de dureri cronice teribile, ca urmare a unor accidente, intervenţii chirurgicale sau alte probleme – stimularea cerebrală profundă dă rezultate pozitive, atenuând considerabil durerea, uneori eliminând-o complet.

Tramentul promovat de prof. Aziz nu este însă lipsit de pericole etice, lucru de care specialistul este perfect conştient. Stimularea cerebrală profundă poate modifica semnificativ anumite aspecte ale funcţionării creierului, de la performanţe cognitive la personalitatea subiecţilor, aşa că, în funcţie de felul în care este practicată, poate la fel de bine să îmbunătăţească memoria, ca şi să elimine teama de pericol, creând astfel soldatul perfect – cu consecinţe greu de anticipat pentru societatea umană. În ceea ce priveşte felul în care ar putea fi folosită stimularea cerebrală profundă astfel încât să fie benefică şi lipsită de pericole, oamenii de ştiinţă se află pe un teren încă necunoscut şi nesigur.

Deci, cât de bine ne cunoaştem creierul? Acesta are, se pare, anumite capacităţi – chiar “super-puteri” – pe care le înţelegem prea puţin. Multe decenii de acum înainte, oamenii de ştiinţă vor mai lucra la elucidarea misterelor acestui organ. Iar cercetarea în acest domeniu devine tot mai mult interdisciplinară, combinând aspecte diverse din fiziologie, psihologie, medicină ş.a., reflectând astfel complexitatea extraordinară a acestei uimitoare creaţii a naturii – creierul omenesc.