Naukowcy znaleźli sieć łączącą ciało z „umysłem”
Kilku amerykańskich naukowców – przede wszystkim neurochirurg dr Wilder Penfield – postanowiło w latach 50. XX w. przeprowadzić badania podczas operacji w znieczuleniu miejscowym na otwartych mózgach. Polegały one na przykładaniu elektrod do różnych miejsc w korze mózgowej oraz obserwacji, czy pacjenci poruszają wówczas np. palcem lub nogą. A ponieważ pacjenci byli świadomi, mogli informować chirurga o swoich doznaniach, np. halucynacjach wzrokowych czy węchowych.
Dzięki tym eksperymentom powstała mapa pokazująca m.in., jak różne części ciała reprezentowane są na powierzchni kory mózgowej. We współczesnych podręcznikach często przybiera ona bardzo charakterystyczną formę tzw. homunkulusa – to narysowane na tle mózgu powiększone części ciała, takie jak twarz, nogi czy ręce. Przy czym np. te ostatnie są nieproporcjonalnie duże, gdyż ich reprezentacja – ze względu na wykonywanie skomplikowanych ruchów i liczne receptory czuciowe – jest duża.
Mapa niezupełnie doskonała
W najnowszym wydaniu „Nature” grupa naukowców z Washington University School of Medicine w St. Louis przedstawia ciekawe odkrycie, którego dokonała podczas weryfikacji mapy Penfielda. Może ono pomóc wyjaśnić m.in. dlaczego niektórzy ludzie odczuwający lęk zaczynają chodzić tam i z powrotem. A także co sprawia, że stymulacja nerwu błędnego, regulującego m.in. trawienie i rytm bicia serca, potrafi łagodzić depresję, a osoby regularnie ćwiczące fizycznie deklarują bardziej pozytywne podejście do życia.
Amerykańscy badacze postanowili powtórzyć eksperymenty grupy Panfielda, tyle że z użyciem funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI). Za jego pomocą podglądali przez kilka godzin aktywność mózgów siedmiu ochotników wykonujących różne zdania. Na tej podstawie dla każdego z nich sporządzili indywidualną mapę niektórych rejonów mózgu. Następnie zweryfikowali je, wykorzystując trzy bazy danych zawierających skany mózgów 50 tys. osób.
Naukowców bardzo zaskoczyło, że mapa Penfielda nie była do końca poprawna. Wprawdzie fragmenty kory ruchowej odpowiedzialne za kontrolę stóp, rąk czy twarzy znajdowały się w miejscach określonych w latach 50., ale zidentyfikowano również trzy inne obszary, niezaangażowane w ruch. Co więcej, są one cieńsze i silnie połączone ze sobą oraz z rejonami mózgu zaangażowanymi w myślenie, planowanie, pobudzenie psychiczne, ból oraz kontrolę wewnętrznych narządów i funkcji, takich jak ciśnienie krwi czy rytm serca. Eksperymenty wykazały również, że owe „dziwne” obszary kory ruchowej nie aktywowały się podczas ruchu, za to „wzbudzały się”, gdy dana osoba zaczynała myśleć np. o ruchu kończyną.
Niezbędne wyższe funkcje
Badacze nazwali tę nowo odkrytą sieć Somato (ciało) Cognitive (umysł) Action Network (SCAN). Aby zrozumieć, jak się ona rozwija i ewoluuje, zeskanowali mózgi noworodka, rocznego dziecka i dziewięciolatka. Przeanalizowali także analogiczne dane pochodzące od dziewięciu małp. Okazało się, że sieć nie działała u noworodka, ale była już wyraźnie widoczna u obydwojga starszych dzieci. Małpy mają zaś mniejszy i bardziej „prymitywny” SCAN – bez rozległych połączeń zaobserwowanych u ludzi.
Amerykanie wyjaśniają swoje odkrycie w następujący sposób: istnienie SCAN ma sens, jeśli pomyślimy, do czego właściwie służy mózg. Umożliwia on skuteczne działanie w środowisku, aby osiągnąć cele bez szkodzenia sobie ani innym. Poruszamy swoim ciałem z jakiegoś powodu, dlatego obszary motoryczne muszą być połączone z odpowiadającymi za m.in. myślenie i planowanie oraz kontrującymi m.in. ciśnienia krwi czy odczuwanie bólu. SCAN można zatem w pewnym sensie uznać za sieć, która łączy ciało z umysłem. Aczkolwiek ten ostatni byłby tu rozumiany nie jako coś niematerialnego, ale wyższe funkcje psychiczne w mózgu.