Kanados mokslininkas, psichiatras, psichoanalitikas, Toronto ir Niujorko universitetų bendradarbis Normanas Doidge‘as bestseleriu tapusioje knygoje „Save keičiančios smegenys“ (The Brain That Changes Itself, 2007) išsamiai aprašo revoliucinį atradimą, teigiantį, kad žmogaus smegenys pasižymi gebėjimu keistis. Šios fundamentalios smegenų savybės, kurią imta vadinti neuroplastiškumu, atradimas radikaliai pakeitė ne tik medicinos mokslą, bet ir patį požiūrį į žmogaus smegenis kaip į nuolat kintantį ir galintį atsinaujinti neuronų tinklą.

Publikuojame trečiąją šios knygos ištrauką.

***

Ar mūsų smegenys užstrigusios Pleistoceno epochoje?

Populiarų paaiškinimą, kaip mūsų smegenys prisitaiko atlikti kultūrines veiklas, pateikia evoliuciniai psichologai – mokslininkų grupė, teigianti, kad visi žmonės pasižymi tais pačiais smegenų funkciniais centrais (smegenų skyriais), arba smegenų „technine įranga“, ir kad šie funkciniai centrai prisitaiko atlikti konkrečias kultūrines užduotis: vieni skirti kalbai, kiti – poravimuisi, treti – pasaulio klasifikacijai ir t.t. Šie funkciniai centrai išsivystė Pleistoceno amžiuje – maždaug prieš 10 tūkstančių – 1,8 milijono metų, kuomet žmonės gyveno medžiotojų-rinkėjų bendruomenėmis, ir šie funkciniai centrai nuo to laiko genetiškai beveik nepakitę yra perduodami iš kartos į kartą. Kadangi mes visi turime tuos pačius centrus, esminiai žmogaus prigimties ir psichologijos aspektai yra daugmaž universalūs. Todėl, priduria jie, galima sakyti, kad suaugusio žmogaus smegenys nuo Pleistoceno amžiaus nepakitę. Ši pastaba gerokai perdėta, nes neatsižvelgiama į plastiškumą, kuris taip pat yra genetinio paveldo dalis.

Medžiotojo-rinkėjo smegenys buvo tokios pat plastiškos kaip ir mūsų ir jokiais būdais nebuvo „užstrigusios“ Pleistoceno epochoje, o reaguodamos į besikeičiančias sąlygas gebėjo pertvarkyti savo struktūrą ir funkcijas. Tiesą pasakius, kaip tik šis smegenų gebėjimas persitvarkyti ir leido mums apskritai palikti Pleistoceno amžių praeityje. Archeologas Stevenas Mithenas šį procesą pavadino kognityviuoju takumu, ir aš įsitikinęs, kad jis paremtas smegenų plastiškumu. Visi mūsų smegenų funkciniai taškai iki tam tikro lygio yra plastiški ir individualaus žmogaus gyvenimo tėkmėje gali jungtis tarpusavyje arba būti diferencijuojami, kad prisitaikytų atlikti skirtingas funkcijas, kaip Pascual-Leone’ės eksperimento metu žmonėms užrišus akis pakaušio skiltis, kurioje paprastai apdorojamas regėjimas, prisitaikė apdoroti garso ir lytėjimo signalus. Psichikos centrų pokyčiai būtini tam, kad galėtume prisitaikyti gyventi šiuolaikiniame pasaulyje, kur susiduriame su tokiais dalykais, apie kuriuos mūsų medžiotojai-rinkėjai protėviai net neįsivaizdavo. Vienas fMRT tyrimas parodė, kad automobilius ir sunkvežimius mes atpažįstame tuo pačiu smegenų funkciniu centru, kuris naudojamas žmonių veidams atpažinti. Žinoma, medžiotojo-rinkėjo smegenys automobilius ir sunkvežimius pažinti išmoko ne evoliucijos būdu. Tikėtina, kad veidus atpažinti padedantis funkcinis mazgas buvo tinkamesnis nei kiti apdoroti informaciją apie šias formas – juk automobilio lempos primena akis, variklio gaubtas – nosį, o priekinės grotelės – burną, todėl plastiškos smegenys sugebėjo be didelio pratinimosi ir struktūrinių pakitimų apdoroti informaciją apie automobilį, pasitelkdamos veidų atpažinimo sistemą. 

Ta galybė smegenų funkcinių mazgų, kuriais vaikas naudojasi skaitydamas, rašydamas ir dirbdamas kompiuteriu, išsivystė bent keletą milijonų metų anksčiau negu atsirado pats raštingumo reiškinys, kuris tėra vos kelių tūkstančių metų senumo. Raštingumas išplito taip greitai, kad smegenys negalėjo suspėti susikurti genetiškai pritaikytų specifinių ir vien skaitymui skirtų funkcinių mazgų. Juk medžiotojų-rinkėjų bendruomenes raštingumo galima išmokyti per vienos kartos gyvenimą, ir niekas net nebando įrodinėti, kad visa gentis galėtų per tą patį laiką išvystyti atskirą skaitymui skirtą funkcinį mazgą. Šiandieną vaikas, kuris mokosi skaityti, turi iš naujo pereiti tas pačias stadijas, kurias turėjo pereiti visa žmonija. Prieš trisdešimt tūkstančių metų žmogus išmoko piešti ant olos sienų, o tam reikėjo sukurti ir sutvirtinti regimųjų funkcijų (kurios apdoroja vaizdinę informaciją) ir motorinių funkcijų (kurios padeda judinti ranką) ryšius. Šią stadiją 3000 metais pr. Kr. lydėjo hieroglifų išradimas. Žmogus išmoko objektus išreikšti pasitelkdamas standartizuotus atvaizdus – žvelgiant atgal šis pokytis buvo ne toks jau ir žymus. Dar vėliau hieroglifai buvo paversti raidėmis ir sukurta pirmoji fonetinė abėcėlė, kurioje vietoje regimųjų atvaizdų reprezentuojami garsai. Šiam pokyčiui pasireikšti buvo būtina sustiprinti tarpneuroninius skirtingų funkcijų, kurios padeda įvertinti raidės atvaizdą, jos garsą bei reikšmę ir motorinių funkcijų, kurios leidžia akis vedžioti po visą puslapį, ryšius.

Kaip nustatė Merzenichas ir Tallal, skaitymo proceso grandinę galima matyti smegenų skenogramoje. Taigi, galima teigti, tam tikrai kultūrai būdingos kultūrinės veiklos lemia jai būdingas smegenų reakcijų grandines, kurių mūsų protėviai neturėjo. Anot Merzenicho, „Mūsų smegenys skiriasi nuo prieš mus gyvenusių žmonių smegenų… Smegenys, kiekvieną kartą mums įvaldžius naują įgūdį ar įgijus naują gebėjimą, yra gerokai fiziškai ir funkcionaliai modifikuojamos.Šiuolaikinio pasaulio specializacija lemia didelio masto pokyčius.“ Ir nors ne visi skaitymui naudojame tas pačias smegenų sritis, kadangi smegenys plastiškos, jose paprastai rasime skaitymui skirtą reakcinę grandinę – tai fizinisįrodymas, kad kultūrinė veikla lemia smegenų struktūros modifikacijas.

Kodėl žmogus tapo pagrindiniu kultūros nešėju?

Labai logiška būtų paklausti, kodėl kultūrą sukūrė žmogus, o ne kiti gyvūnai, kurie taip pat turi plastiškas smegenis? Tiesa, kai kurie kiti gyvūnai, pavyzdžiui, šimpanzės, pasižymi rudimentinėmis kultūros formomis ir gali pasigaminti įrankius bei išmokyti savo palikuonis jais naudotis ar netgi atlikti nesudėtingus veiksmus su simboliais. Tačiau visa tai labai ribota. Kaip pastebėjo mokslininkas neurologas Robertas Sapolsky, atsakymą į šį klausimą pateikia nežymus genetinės mūsų ir beždžionių sandaros skirtumas. 98 procentų mūsų DNR yra identiškas šimpanzių DNR. Žmogaus genomo projektas leido mokslininkams identifikuotikonkrečius genus, kurių šimpanzės neturi, ir paaiškėjo, kad vienas iš jų – genas, nulemiantis mūsų pagaminamų neuronų skaičių. Mūsų neuronai iš esmės nesiskiria nuo šimpanzės ar netgi jūrų sraigės neuronų. Embrione visi neuronai prasideda iš vienos ląstelės, kuri pasidalija į dvi, paskui – keturias ir t. t. Tai, kada tas pasidalijimo procesas bus sustabdytas, nulemia reguliacinis genas, kuris žmonių ir šimpanzių yra skirtingas. Žmonių kūnuose šis procesas tęsiasi gana ilgai, kol neuronų skaičius pasiekia maždaug šimtą milijardų. Šimpanzių kūnuose jis sustabdomas keliais etapais anksčiau, todėl šimpanzių smegenys yra triskart mažesnės nei mūsų. Šimpanzės smegenys plastiškos, tačiau vien šio kiekybinio skirtumo tarp mūsų ir jų smegenų pakanka „eksponentiškai didesniam tarpneuroninių sąveikų skaičiui“, kadangi kiekvienas neuronas gali jungtis su tūkstančiais kitų ląstelių.

Mokslininkas Geraldas Edelmanas pastebėjo, kad vien žmogaus smegenų žievėje yra 30 milijardų neuronų, kurie pajėgūs užmegzti vieną milijoną milijardų sinapsinių ryšių. Edelmanas rašo: „Jeigu kalbėsime apie galimų neuroninių grandinių skaičių, susidursime su absoliučiai astronominiais skaičiais: 10 su bent jau milijonu nulių (visatoje yra maždaug 10 su 79 nuliais žinomų dalelyčių).“ Šie stulbinantys skaičiai leidžia paaiškinti, kodėl žmogaus smegenys kartais vadinamos sudėtingiausiu žinomu objektu visoje visatoje ir kodėl jos gali išgyventi nuolatinius visuotinius mikrostruktūrinius pokyčius bei atlikti tokią galybę skirtingų psichinių funkcijų, o mes dėl jų – daugybę skirtingų poelgių ir kūrybos veiksmų.

Nedarviniškas būdas pakeisti biologines struktūras

Kai plastiškumas dar nebuvo atrastas, mokslininkai tikėjo, kad vienintelė galimybė smegenims pakeisti savo struktūrą yra rūšies evoliucija, kuri daugeliu atvejų gali užtrukti daug tūkstančių metų. Pasak moderniosios Darwino evoliucijos teorijos, naujos biologinės tam tikros rūšies smegenų struktūros galimos tik dėl mutacijų, kurios nulemia genofondo variacijas. Jei šios variacijos naudingos išgyvenimui, tikėtina, kad jos bus perduotos ir kitoms kartoms.

Tačiau plastiškumas leidžia išryškinti kitus būdus individų smegenų biologinei struktūrai pasikeisti nedarviniškomis priemonėmis, ne vien tik vykstant mutacijoms. Vienam iš tėvų skaitant, keičiasi jo paties smegenų mikroskopinė struktūra. Jo vaikams išmokus skaityti, biologinė jų smegenų struktūra taip pat pasikeičia.

Smegenys yra keičiamos dviem būdais. Pirmiausia pasikeičia plonytės smegenų funkcinius branduolius jungiančios grandinės, kas savaime labai svarbu. Tačiau kartu keičiami ir patys medžiotojo-rinkėjo smegenų funkciniai mazgai, nes dėl smegenų plastiškumo pokyčiai iš vienos srities ar funkcinio mazgo „sklinda“ smegenimis tolyn ir paprastai sukelia pokyčius gretimuose funkciniuose mazguose.

Merzenichas parodė, kad pokyčiai – padidėjęs aktyvumas smegenų klausos žievėje – sukelia pokyčius ir šalia jos esančioje kaktos skiltyje. Jis teigė: „Neįmanoma pakeisti priminės klausos žievės, nesukeliant pakitimų kaktos skiltyje. Tai absoliučiai neįmanoma.“ Smegenys neturi atskirų plastiškumo taisyklių, kurios būtų skirtos atskiroms jų dalims. (Jei taip būtų, skirtingos smegenų dalys negalėtų sąveikauti viena su kita.) Kai dėl kultūrinės veiklos tarp dviejų funkcinių mazgų užsimezga nauji ryšiai, kaip skaitymo metu užsimezga iki tol nebuvę nauji ryšiai tarp regos ir klausos funkcinių mazgų, abu funkciniai mazgai dėl šios sąveikos ima keistis ir susidaro nauja visuma, kuri yra gerokai daugiau nei vien tik dalių suma. Atsižvelgus į plastiškumą ir lokalizacionizmą, smegenys suvokiamos kaip kompleksinė sistema, kurioje, pasak Geraldo Edelmano: „Mažesnės dalys sudaro heterogenišką komponentų rinkinį, kuris yra daugiau ar mažiau nepriklausomas. Tačiau šioms dalims jungiantis tarpusavyje į vis didesnius ir didesnius junginius jų funkcijos darosi vis labiau integruotos, o tai lemia naujų funkcijų, priklausančių nuo tokios aukštesnio pobūdžio integracijos, atsiradimą.“

Kai vienas funkcinis mazgas nustoja normaliai veikti, keičiasi ir kiti aplink jį esantys mazgai. Mums praradus vieną jutimą, pavyzdžiui, klausą, kiti jutimai tampa aktyvesni ir budresni, kad kompensuotų šį praradimą. Tačiau padidėja ne tik jų apdorojamos informacijos kiekis, bet ir to apdorojimo savybės, nes jis tampa panašesnis į prarastąjį jutimą. Plastiškumo tyrėjai Helen Neville ir Donaldas Lawsonas (išmatavę neuronų suaktyvėjimo dažnį, kad nustatytų, kurių smegenų sektorių veikla buvo suaktyvėjusi) pastebėjo, kad kurčių žmonių periferinis matymas pagerėja, kad jie galėtų kompensuoti tai, jog negali girdėti jų link besiartinančių objektų. Girdintieji periferinį matymą apdoroja momens skiltyje, kuri yra mūsų smegenų viršutinėje dalyje, o kurtieji naudojasi savo regos žieve, esančia užpakalinėje smegenų dalyje. Pokytis viename mūsų smegenų funkciniame mazge – šiuo atveju įeinančios informacijos srauto sumažėjimas – sukelia struktūrinius ir funkcinius pakitimus kitame funkciniame mazge. Kitaip sakant, kurčio žmogaus akys tampa panašesnės į ausis – jos ima geriau regėti tai, kas vyksta periferijoje.

Plastiškumas ir sublimacija: kaip mes prisijaukiname savo gyvuliškus instinktus

Principas, kad kartu veikiantys funkciniai mazgai keičia vienas kitą, gali padėti paaiškinti, kaip mūsų primityvūs gyvuliški plėšrumo ir dominavimo instinktai (apdorojami instinktyvių funkcinių mazgų) gali derėti su pažintinėmis racionaliomis tendencijomis (kurios apdorojamos intelektinių funkcinių mazgų) mums sportuojant, žaidžiant konkurencinius žaidimus, pavyzdžiui, šachmatais, ar dalyvaujant meno konkursuose, – kiekviena šių veiklų leidžia pasireikšti tiek mūsų instinktams, tiek ir intelektiniams gebėjimams.

Tokio pobūdžio veikla vadinama sublimacija – dar ir šiandien paslaptingumu dvelkiantis procesas, kurio metu mes prisijaukiname savo šiurkščius gyvuliškus instinktus. Sublimacijos29 reiškinys visais laikais buvo didelė mįslė. Aišku, didelę vaikų auklėjimo dalį sudaro vaikų „prijaukinimas“, mokant juos suvaržyti arba nukreipti šiuos instinktus į priimtinas jų išraiškos formas, pavyzdžiui, kontaktinį sportą, stalo ar kompiuterinius žaidimus, teatrą, literatūrą ir meną. Stebėdami tokio agresyvaus sporto kaip amerikietiškas futbolas, ledo ritulys, boksas ar futbolas varžybas, gerbėjai neretai išreiškia savo gyvuliškus norus („Nužudyk jį! Suplok jį negyvai! Suvalgyk jį gyvą!“), tačiau civilizuojančios taisyklės padeda modifikuotišių instinktų išraiškos formą, ir gerbėjams patenkinti užtenka, kad tam tikra komanda laimėtų ženklia taškų persvara.

Daugiau nei šimtmetį Darwino paveikti mąstytojai sutiko, kad mūsų viduje slypi gyvuliški instinktai, tačiau jie negalėjo paaiškinti, kaip vyksta šių instinktų sublimacija. XIX amžiaus neurologai, pavyzdžiui, Johnas Hughlingsas Jacksonas ir jaunas Freudas, sekdami Darwinu, smegenis padalijo į „žemesniąją” dalį, kuri bendra mums ir gyvūnams ir kurioje apdorojami gyvuliški instinktai, bei „aukštesniąją“ dalį, kuri yra išskirtinai žmogiška ir padeda slopinti mūsų gyvuliškumą. Iš tiesų Freudas tikėjo, kad civilizacija laikosi ant dalinio mūsų seksualinių ir agresyvių instinktų slopinimo. Taip pat jis tikėjo, kad mes kartais galime persistengti bandydami užgniaužti savo instinktus, o tai gali sukelti neurozes. Idealus sprendimas buvo išreikšti tuos instinktus tokiu būdu, kuris kitiems žmonėms atrodytų priimtinas ir netgi gerbtinas. Tai padaryti buvo įmanoma todėl, kad smegenys dėl plastiškumo gali keisti savo tikslą. Šį procesą jis pavadino sublimacija, tačiau sutiko, kad jis niekuomet gerai negalėjo paaiškinti, kokiu būdu instinktas gali būti transformuotas į kažką intelektualesnio.

Plastiškų smegenų koncepcija padeda įminti sublimacijos mįslę. Smegenų sritys, kurios evoliucijos būdu prisitaikė atlikti tokias medžiotojų-rinkėjų visuomenės veiklas kaip grobio persekiojimas, dėl plastiškumo gali būti sublimuojamos į konkurencinius žaidimus, nes smegenys evoliucijos metu išmoko užmegzti naujus ryšius tarp skirtingų neuronų grupių ir funkcinių mazgų. Nėra priežasties galvoti, kad neuronai iš instinktinių smegenų sričių negali būti surišami naujais saitais su mūsų pažintinių-intelektinių sričių neuronais ir malonumo centrais – jie tiesiogine prasme sujungiami tarpusavyje ir formuoja naujas visumas.
Šios visumos yra daugiau nei savo dalių suma ir iš esmės nuo jos skiriasi. Atminkite, kad Merzenichas ir Pascual-Leone tvirtino, jog pagrindinė smegenų plastiškumo taisyklė ši: dviem smegenų sritims pradėjus sąveikauti tarpusavyje, jos ima veikti viena kitą ir suformuoja naują visumą. Kai instinktas, pavyzdžiui, grobio persekiojimas, yra susiejamas su civilizuota veikla, tarkim, priešininko šachmatų karaliaus užspeitimu į kampą, neuroniniai instinkto ir intelektinės veiklos tinklai taip pat susijungia ir šios dvi veiklos iš pažiūros ima viena kitą slopinti: žaidimas šachmatais nėra tas pats, kas kraugeriškas grobio persekiojimas, tačiau jis leidžia išgyventi kai kurias medžioklei būdingas emocijas. Dichotomija tarp „žemojo“ ir „aukštojo“ intelekto ima nykti. Kai „žema“ ir „aukšta“ veiklos, veikdamos viena kitą, suformuoja naują visumą, mes tai vadiname sublimacija.

Civilizacija reiškia būdus, kuriais medžiotojo-rinkėjo smegenys mokosi persiprogramuoti. O apgailėtinas įrodymas to, kad civilizacija yra aukštesniųjų ir žemesniųjų smegenų funkcijų visuma, gali būti regimas tuomet, kai civilizacija nusirita į pilietinį karą ir žmonių gyvuliški instinktai visu galingumu iškyla į paviršių, o vagystės, prievartavimai, destrukcija ir žudymas tampa įprastiniais reiškiniais. Kadangi plastiškos smegenys visuomet gali leisti tarpusavyje sujungtoms smegenų funkcijoms vėl atsiskirti, regresija į barbariškumą visuomet išlieka rimta grėsme, o civilizacija yra menkas ir nepatikimas dalykas, kurio kiekviena nauja karta turi būti mokoma iš naujo ir kuris niekuomet nėra įsišaknijęs giliau nei viena žmonijos karta.

Norman Doidge. Save keičiančios smegenys: pasakojimai apie pergales naujausių mokslų apie smegenis srityje. Iš anglų k. vertė Milda Morkytė. – Kaunas: Kitos knygos, 2012.

Komentarai (0)