Τα μυστικά και ο τρόπος λειτουργίας του εγκεφάλου
Ο
εγκέφαλος του ανθρώπου είναι μια από τις περισσότερο σύνθετες δομές της
δημιουργίας. Οι μηχανισμοί του είναι τόσο μυστηριώδεις, όσο και οι μηχανισμοί
του αστρικού μακρόκοσμου ή του ατομικού μικρόκοσμου. Με τον εγκέφαλο του
ανθρώπου εμφανίζεται ένα τρίτο άπειρο , το άπειρο της πολυπλοκότητας. Παρά τις
προόδους της επιστήμης αυτά τα άπειρα δεν μειώνονται και μαζί με αυτά αυξάνεται
η επίγνωση της άγνοιάς μας. Χτισμένη στις παρυφές μιας ανεξερεύνητης
διανοητικής έκτασης η γνωσιακή επιστήμη μοιάζει με θεόρατο πύργο που
κλυδωνίζεται συθέμελα σε κάθε πρόοδο της επιστήμης Στην κορυφή του πύργου
βρίσκονται οι φιλόσοφοι, που εξετάζουν την νόηση από το υψηλότερο και πιο
αφηρημένο επίπεδο, στους πιο κάτω ορόφους οι ψυχολόγοι, οι βιολόγοι και οι
φυσικοί ερίζουν για την πατρότητα της έρευνας.
Ωστόσο καμιά επιστημονική μεθοδολογία δεν μπορεί από μόνη της να κατευθύνει την πορεία της προόδου. Τα μυστήρια του εγκεφάλου προσεγγίζονται από τις πιο διαφορετικές ειδικότητες. Χρειάζεται να διανύσουμε ακόμα πολύ δρόμο. Αλλά ας δούμε αρχικά τον δρόμο που ήδη έχουμε βαδίσει...
Η Ιστορία
Κατά την εξέλιξη των γνώσεών μας για τον εγκέφαλό δύο ήταν τα βασικά χαρακτηριστικά:
1.Η προσπάθεια ερμηνείας του ανάλογα με την μόδα της επιστήμης σε κάθε εποχή. Έτσι την εποχή του ηλεκτρισμού ο εγκέφαλος γίνεται ένα πολύπλοκο ηλεκτρικό κύκλωμα , την εποχή της μικροβιολογίας ένα σύνθετο χημικό εργαστήριο και τέλος στην εποχή των υπολογιστών ένας υπέρ-υπολογιστής.
2.Υπάρχουν δύο τύποι έρευνας που αντιστοιχούν σε δύο θεωρήσεις φαινομενικά αντίθετες. Η μία αντιμετωπίζει τον εγκέφαλό σα μια ολότητα ενώ η άλλη μελετά τον μεμονωμένο νευρώνα. Αλλα ας αρχίσουμε την περιπλάνηση.
Τη δεκαετία του 1790 ο Λουίτζι Γκαλβάνι έδειξε πως ο ηλεκτρισμός όταν διοχετεύεται σε κομμένα πόδια βατράχου τα κάνει να συσπώνται σα να έχουν ξαναζωντανέψει για μια στιγμή. Έτσι την εποχή εκείνη ταυτίστηκε η λεγόμενη ζωτική ορμή με τον ηλεκτρισμό.
Από τις αρχές τις δεκαετίας του 1980 ο GARY LYNCH προσπαθεί να προσδιορίσει μια πολύ ειδική βιοχημική αντίδραση, για την οποία πιστεύει ότι αποτελεί την υποδομή της μνήμης. Αν έχει δίκιο , η διάσπαση ενός μορίου στο εσωτερικό των νευρώνων εξηγεί με πιο τρόπο η εμπειρία προκαλεί μια μεταβολή στον εγκέφαλο.
Πριν από αιώνες οι βρετανοί εμπειριστές υποστήριξαν ότι οι πληροφορίες εισρέουν διάμεσο των αισθήσεων και αποτυπώνονται στον εγκέφαλο ο οποίος μοιάζει με πήλινη πλάκα. Κάθε ανάμνηση αφήνει ένα σημάδι ένα έγγραμμα. Οι εμπειριστές πίστευαν πως όταν γεννιόμαστε αυτή η πλάκα είναι άγραφη μια tambula rasa ενώ αντίθετα ο Κάντ πίστευε ότι αρχίζουμε την ζωή μας εφοδιασμένοι ήδη με μερικές από τις γνώσεις που είναι απαραίτητες για την ερμηνεία του έξω κόσμου.
Πώς όμως αποθηκεύονται αυτές οι πληροφορίες έμφυτες ή επίκτητες?
Προφανώς δεν έχουμε λέξεις ή εικόνες μέσα στο κεφάλι μας Αλλά τότε ποια είναι η εσωτερική γλώσσα στην οποία γράφονται τα συμβάντα της ζωής?
Όταν ανακαλύφθηκε ότι από τον εγκέφαλο εκπέμπονται ηλεκτρομαγνητικά κύματα η ιδέα της αποθήκευσης πληροφοριών σε κάποιο φυσικό μέσο-είτε αυτό ήταν μια μαγνητοταινία είτε μια ομάδα νευρώνων φάνταζε λιγότερο μυστηριώδης.
Έτσι άρχισε η έρευνα του προσδιορισμού της θέσης στην οποία βρίσκεται αυτή η μνήμη το λεγόμενο έγγραμμα. Ο Lashley σε μια σειρά πειραμάτων που άρχισαν τη δεκαετία του 1920 εκπαίδευσε ποντικούς να περνούν μέσα από ένα λαβύρινθο. Μετά αφαιρούσε ένα μικροσκοπικό κομμάτι από τον εγκέφαλο του ζώου και το ξανατοποθετούσε στον λαβύρινθο. Το σκεπτικό ήταν πως όταν κατά τύχη θα αφαιρούσε εκείνο το κομμάτι του ιστού που περιείχε τον χάρτη του λαβύρινθου ο ποντικός θα ξεχνούσε ξαφνικά αυτά που είχε μάθει. Καθώς κατέστρεφε σταδιακά τον εγκέφαλο του ζώου αυτό γινόταν ολοένα και πιο νωθρό και έχανε σταδιακά την ικανότητα να περιπλανιέται στον λαβύρινθο ανεξάρτητα από το τμήμα που του είχε αφαιρεθεί.
Το συμπέρασμα στο οποίο κατέληξε ήταν ότι η μνήμη δεν υπάρχει σε ένα μεμονωμένο σημείο, όπως ένας φάκελος μέσα σε μια βιβλιοθήκη αλλά είναι κατά κάποιο τρόπο εξαπλωμένη σα καπνός σε ολόκληρο τον εγκέφαλο. Μήπως λοιπόν ο εγκέφαλος μοιάζει με ένα ολόγραμμα όπου κάθε μικροσκοπικό κομμάτι νευρωνικού ιστού περιέχει όλα όσα γνωρίζει το ζώο?
Εκτός όμως από την ολιστική σχολή του LASHEY υπήρχαν και οι οπαδοί της εντοπιστικής θεωρίας. Ένας από αυτούς ο Penfield πειραματιζόταν με επιληπτικούς.
Διερευνώντας την επιφάνεια του εγκεφάλου με ένα ηλεκτρόδιο. Ανακάλυψε πως όταν άγγιζε με το ηλεκτρόδιο ένα συγκεκριμένο σημείο ο ασθενής νόμιζε πως είχε ακούσει κάποιο ήχο , άλλος ξαναζούσε μια παιδική του εμπειρία, η νόμιζε πως έβλεπε μια λάμψη. Κάθε φορά που διέγειρε αυτό το σημείο η αναμνηση προβαλλόταν από την αρχή. Ωστόσο τόσο το ολογραφικό μοντέλο όσο και το εντοπιστικό μοντέλο μάλλον σύγχυση προκαλούσαν παρά εξηγούσαν.
Το καθε ειδος ανθρωπινης αισθησης, ειναι αποτελεσμα των ιδιοτητων καποιας συγκεκριμενης νευρικής ινας, η οποια μεταφερει τα ερεθισματα των αισθητηριων οργανων σε διαφορετικα καταλυτικα σημεια του εγκεφάλου
Το δεύτερο ήμισυ του 20ου αιώνα με την ανάπτυξη της πληροφορικής, η άποψη των οπαδών της εντοπιστικής θεωρίας άρχισε να κερδίζει έδαφος. Αφού σε ένα υπολογιστή οι μνήμες αποθηκεύονται σε πολύ ακριβείς θέσεις γιατί να μην συμβαίνει το ίδιο και στον εγκέφαλο. Όμως ο εγκέφαλος σε αντίθεση με έναν υπολογιστή δεν καταγράφει παθητικά τις πληροφορίες αλλά τις κατατάσσει και τις ανακατατάσσει ενεργητικα σε διάφορες δομές.
Αργότερα η ανακάλυψη της αποθήκευσης των γενετικών πληροφοριών με κωδικοποιημένο τρόπο στο DNA γέννησε την ιδέα ότι το αλφάβητο της μνήμης να είναι ίσως κοινό με αυτό των νουκλεοτιδίων. Να αποτελείται δηλαδή από 4 γράμματα a,c,t,και g (δηλαδή τα μόρια αδενίνη κυτοσίνη θυμίνη και γουανίνη, τα οποία σχηματίζουν τις οδηγίες για την Παρασκευή ένζυμων και άλλων πρωτεϊνών που αποτελούν την ίδια την ουσία της ζωής.)
Το 1965 ένας νευροβιολόγος ο Α.Jacobson έκανε μια ενδιαφέρουσα ανακάλυψη. Είχε εκπαιδεύσει ποντικούς να αντιδρούν στο άναμμα ενός λαμπτήρα κατευθυνόμενοι στα δοχεία του φαγητού τους από τα οποία έπαιρναν τροφή ως ανταμοιβή για αυτή τους την συμπεριφορά. Στη συνέχεια σκοτώνοντας τα ζώα εξήγαγε από τον εγκέφαλο τους το RNA και το εισήγαγε στα στομάχια ανεκπαίδευτων ποντικών. Υποστήριξε ότι πράγματι οι ποντικοί έτειναν να κατευθυνθούν στα δοχεία τροφής σαν να είχαν υποβληθεί στην ίδια διαδικασια. Μήπως το έγγραμμα ήταν κάτι που μπορούσε να μεταφερθεί μέσα σε μια σύριγγα¨? -(Όλα στο χώμα δεν καταλήγουν;)-
Το 1970 ένας ερευνητής ο G.Ungar υποστήριξε ότι η μνήμη δεν κωδικεύεται από τα νουκλεινικά οξέα αλλά από την αλληλουχία των αμινοξέων που συνθέτουν τις πρωτεϊνικέ αλυσίδες. Χρησιμοποιώντας ηλεκτροσόκ εκπαίδευσε ποντικούς να αποφεύγουν το σκοτάδι. Μετά εξήγαγε χημικές ουσίες από τον εγκέφαλο τους. Αναλύοντας το μείγμα , ανακάλυψε μια πρωτεινοειδη ουσία που ονόμασε σκοτοφοβίνη που υπέθεσε ότι περιείχε την ανάμνηση του ηλεκτροσόκ. Όταν εισήγαγε σε άλλους ποντικούς αυτό το μόριο ή ακόμα και μια συνθετική μορφή του, και αυτά τα ζώα έτειναν να φοβούνται το σκοτάδι. Καποιοι τότε έσπευσαν να γράψουν ότι στο μέλλον τα χάπια θα υποκαθιστούσαν τα βιβλία...Οι περισσότεροι επιστήμονες σήμερα πιστεύουν πλέον ότι η σκοτοφοβίνη είναι για την ψυχολογία ότι ήταν το φλογιστόν για την χημεια -αποκύημα της φαντασίας κάποιων ερευνητών
Ωστόσο καμιά επιστημονική μεθοδολογία δεν μπορεί από μόνη της να κατευθύνει την πορεία της προόδου. Τα μυστήρια του εγκεφάλου προσεγγίζονται από τις πιο διαφορετικές ειδικότητες. Χρειάζεται να διανύσουμε ακόμα πολύ δρόμο. Αλλά ας δούμε αρχικά τον δρόμο που ήδη έχουμε βαδίσει...
Η Ιστορία
Κατά την εξέλιξη των γνώσεών μας για τον εγκέφαλό δύο ήταν τα βασικά χαρακτηριστικά:
1.Η προσπάθεια ερμηνείας του ανάλογα με την μόδα της επιστήμης σε κάθε εποχή. Έτσι την εποχή του ηλεκτρισμού ο εγκέφαλος γίνεται ένα πολύπλοκο ηλεκτρικό κύκλωμα , την εποχή της μικροβιολογίας ένα σύνθετο χημικό εργαστήριο και τέλος στην εποχή των υπολογιστών ένας υπέρ-υπολογιστής.
2.Υπάρχουν δύο τύποι έρευνας που αντιστοιχούν σε δύο θεωρήσεις φαινομενικά αντίθετες. Η μία αντιμετωπίζει τον εγκέφαλό σα μια ολότητα ενώ η άλλη μελετά τον μεμονωμένο νευρώνα. Αλλα ας αρχίσουμε την περιπλάνηση.
Τη δεκαετία του 1790 ο Λουίτζι Γκαλβάνι έδειξε πως ο ηλεκτρισμός όταν διοχετεύεται σε κομμένα πόδια βατράχου τα κάνει να συσπώνται σα να έχουν ξαναζωντανέψει για μια στιγμή. Έτσι την εποχή εκείνη ταυτίστηκε η λεγόμενη ζωτική ορμή με τον ηλεκτρισμό.
Από τις αρχές τις δεκαετίας του 1980 ο GARY LYNCH προσπαθεί να προσδιορίσει μια πολύ ειδική βιοχημική αντίδραση, για την οποία πιστεύει ότι αποτελεί την υποδομή της μνήμης. Αν έχει δίκιο , η διάσπαση ενός μορίου στο εσωτερικό των νευρώνων εξηγεί με πιο τρόπο η εμπειρία προκαλεί μια μεταβολή στον εγκέφαλο.
Πριν από αιώνες οι βρετανοί εμπειριστές υποστήριξαν ότι οι πληροφορίες εισρέουν διάμεσο των αισθήσεων και αποτυπώνονται στον εγκέφαλο ο οποίος μοιάζει με πήλινη πλάκα. Κάθε ανάμνηση αφήνει ένα σημάδι ένα έγγραμμα. Οι εμπειριστές πίστευαν πως όταν γεννιόμαστε αυτή η πλάκα είναι άγραφη μια tambula rasa ενώ αντίθετα ο Κάντ πίστευε ότι αρχίζουμε την ζωή μας εφοδιασμένοι ήδη με μερικές από τις γνώσεις που είναι απαραίτητες για την ερμηνεία του έξω κόσμου.
Πώς όμως αποθηκεύονται αυτές οι πληροφορίες έμφυτες ή επίκτητες?
Προφανώς δεν έχουμε λέξεις ή εικόνες μέσα στο κεφάλι μας Αλλά τότε ποια είναι η εσωτερική γλώσσα στην οποία γράφονται τα συμβάντα της ζωής?
Όταν ανακαλύφθηκε ότι από τον εγκέφαλο εκπέμπονται ηλεκτρομαγνητικά κύματα η ιδέα της αποθήκευσης πληροφοριών σε κάποιο φυσικό μέσο-είτε αυτό ήταν μια μαγνητοταινία είτε μια ομάδα νευρώνων φάνταζε λιγότερο μυστηριώδης.
Έτσι άρχισε η έρευνα του προσδιορισμού της θέσης στην οποία βρίσκεται αυτή η μνήμη το λεγόμενο έγγραμμα. Ο Lashley σε μια σειρά πειραμάτων που άρχισαν τη δεκαετία του 1920 εκπαίδευσε ποντικούς να περνούν μέσα από ένα λαβύρινθο. Μετά αφαιρούσε ένα μικροσκοπικό κομμάτι από τον εγκέφαλο του ζώου και το ξανατοποθετούσε στον λαβύρινθο. Το σκεπτικό ήταν πως όταν κατά τύχη θα αφαιρούσε εκείνο το κομμάτι του ιστού που περιείχε τον χάρτη του λαβύρινθου ο ποντικός θα ξεχνούσε ξαφνικά αυτά που είχε μάθει. Καθώς κατέστρεφε σταδιακά τον εγκέφαλο του ζώου αυτό γινόταν ολοένα και πιο νωθρό και έχανε σταδιακά την ικανότητα να περιπλανιέται στον λαβύρινθο ανεξάρτητα από το τμήμα που του είχε αφαιρεθεί.
Το συμπέρασμα στο οποίο κατέληξε ήταν ότι η μνήμη δεν υπάρχει σε ένα μεμονωμένο σημείο, όπως ένας φάκελος μέσα σε μια βιβλιοθήκη αλλά είναι κατά κάποιο τρόπο εξαπλωμένη σα καπνός σε ολόκληρο τον εγκέφαλο. Μήπως λοιπόν ο εγκέφαλος μοιάζει με ένα ολόγραμμα όπου κάθε μικροσκοπικό κομμάτι νευρωνικού ιστού περιέχει όλα όσα γνωρίζει το ζώο?
Εκτός όμως από την ολιστική σχολή του LASHEY υπήρχαν και οι οπαδοί της εντοπιστικής θεωρίας. Ένας από αυτούς ο Penfield πειραματιζόταν με επιληπτικούς.
Διερευνώντας την επιφάνεια του εγκεφάλου με ένα ηλεκτρόδιο. Ανακάλυψε πως όταν άγγιζε με το ηλεκτρόδιο ένα συγκεκριμένο σημείο ο ασθενής νόμιζε πως είχε ακούσει κάποιο ήχο , άλλος ξαναζούσε μια παιδική του εμπειρία, η νόμιζε πως έβλεπε μια λάμψη. Κάθε φορά που διέγειρε αυτό το σημείο η αναμνηση προβαλλόταν από την αρχή. Ωστόσο τόσο το ολογραφικό μοντέλο όσο και το εντοπιστικό μοντέλο μάλλον σύγχυση προκαλούσαν παρά εξηγούσαν.
Το καθε ειδος ανθρωπινης αισθησης, ειναι αποτελεσμα των ιδιοτητων καποιας συγκεκριμενης νευρικής ινας, η οποια μεταφερει τα ερεθισματα των αισθητηριων οργανων σε διαφορετικα καταλυτικα σημεια του εγκεφάλου
Το δεύτερο ήμισυ του 20ου αιώνα με την ανάπτυξη της πληροφορικής, η άποψη των οπαδών της εντοπιστικής θεωρίας άρχισε να κερδίζει έδαφος. Αφού σε ένα υπολογιστή οι μνήμες αποθηκεύονται σε πολύ ακριβείς θέσεις γιατί να μην συμβαίνει το ίδιο και στον εγκέφαλο. Όμως ο εγκέφαλος σε αντίθεση με έναν υπολογιστή δεν καταγράφει παθητικά τις πληροφορίες αλλά τις κατατάσσει και τις ανακατατάσσει ενεργητικα σε διάφορες δομές.
Αργότερα η ανακάλυψη της αποθήκευσης των γενετικών πληροφοριών με κωδικοποιημένο τρόπο στο DNA γέννησε την ιδέα ότι το αλφάβητο της μνήμης να είναι ίσως κοινό με αυτό των νουκλεοτιδίων. Να αποτελείται δηλαδή από 4 γράμματα a,c,t,και g (δηλαδή τα μόρια αδενίνη κυτοσίνη θυμίνη και γουανίνη, τα οποία σχηματίζουν τις οδηγίες για την Παρασκευή ένζυμων και άλλων πρωτεϊνών που αποτελούν την ίδια την ουσία της ζωής.)
Το 1965 ένας νευροβιολόγος ο Α.Jacobson έκανε μια ενδιαφέρουσα ανακάλυψη. Είχε εκπαιδεύσει ποντικούς να αντιδρούν στο άναμμα ενός λαμπτήρα κατευθυνόμενοι στα δοχεία του φαγητού τους από τα οποία έπαιρναν τροφή ως ανταμοιβή για αυτή τους την συμπεριφορά. Στη συνέχεια σκοτώνοντας τα ζώα εξήγαγε από τον εγκέφαλο τους το RNA και το εισήγαγε στα στομάχια ανεκπαίδευτων ποντικών. Υποστήριξε ότι πράγματι οι ποντικοί έτειναν να κατευθυνθούν στα δοχεία τροφής σαν να είχαν υποβληθεί στην ίδια διαδικασια. Μήπως το έγγραμμα ήταν κάτι που μπορούσε να μεταφερθεί μέσα σε μια σύριγγα¨? -(Όλα στο χώμα δεν καταλήγουν;)-
Το 1970 ένας ερευνητής ο G.Ungar υποστήριξε ότι η μνήμη δεν κωδικεύεται από τα νουκλεινικά οξέα αλλά από την αλληλουχία των αμινοξέων που συνθέτουν τις πρωτεϊνικέ αλυσίδες. Χρησιμοποιώντας ηλεκτροσόκ εκπαίδευσε ποντικούς να αποφεύγουν το σκοτάδι. Μετά εξήγαγε χημικές ουσίες από τον εγκέφαλο τους. Αναλύοντας το μείγμα , ανακάλυψε μια πρωτεινοειδη ουσία που ονόμασε σκοτοφοβίνη που υπέθεσε ότι περιείχε την ανάμνηση του ηλεκτροσόκ. Όταν εισήγαγε σε άλλους ποντικούς αυτό το μόριο ή ακόμα και μια συνθετική μορφή του, και αυτά τα ζώα έτειναν να φοβούνται το σκοτάδι. Καποιοι τότε έσπευσαν να γράψουν ότι στο μέλλον τα χάπια θα υποκαθιστούσαν τα βιβλία...Οι περισσότεροι επιστήμονες σήμερα πιστεύουν πλέον ότι η σκοτοφοβίνη είναι για την ψυχολογία ότι ήταν το φλογιστόν για την χημεια -αποκύημα της φαντασίας κάποιων ερευνητών
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου