Podobno wykorzystujemy tylko 3-4% naszego mózgu…

Może Pan. Ja wykorzystuję cały . Taka odpowiedź, udzielona na podobne pytanie przez Małgosię Kossut (kontakt), jedną z najwybitniejszych polskich neurobiologów, członkinię PAU (Polska Akademia Umiejętności), szalenie mi się podoba.

Dobra, mam jeszcze 97%! Ale jak to z tym jest? Czy ta pozostała część naszego mózgu jest użyteczna, chociażby teoretycznie, czy jest tylko masą wypełniającą, jak w tabletce?

W mózgu poza neuronami są komórki glejowe, podtrzymujące neurony, ale tylko te, które pracują. W mózgu nie ma zasiłku dla bezrobotnych. Neuron zarabia na życie pracując, gdyż dzięki pracy zapewnia w swojej okolicy większe ukrwienie i tą drogą większy dopływ tlenu i substancji odżywczych. Podczas myślenia zwiększa się przepływ krwi przez myślące okolice; widzimy to na skanie mózgu. Oczywiście jest to proces naprzemienny: przykładowo, równocześnie nie uruchamiają się w pełni części mózgu odpowiedzialne za mówienie i za słuchanie. Co ważniejsze, neuron, który nie natrafi na swoją tarczową tzw. targetową strukturę, zginie. Dopiero działając na targetową strukturę, otrzymuje od niej neurotrofiny, tj. peptydy służące do podtrzymywania życia nerw. Neuron musi pracować.

Mózg noworodka ma stosunkowo niewiele neuronów, potem ich liczba szybko narasta. Około siódmego roku życia w korze mózgowej znajduje się olbrzymia liczba neuronów, która potem zaczyna spadać: neurony zaczynają wymierać.

Czyżby w okresie największego potencjału twórczości intelektualnej, człowiek miał mniej neuronów niż dziecko? Czy jakościowo są one takie same?

Na pierwsze pytanie odpowiedź jest po prostu: tak, a na drugie: nie. Znikają neurony niepotrzebne, zostają najlepsze. W sensie neuronowym można by rzec, że dziecko musi umrzeć, by zostać dorosłym człowiekiem. Istnieje pewien rytm przejścia do dorosłości. To zresztą ma swoje odbicie w różnych kulturach, chociażby obrzęd przejścia do męskości.

Tzw. teoria darwinizmu neuronalnego zakłada, że neurony, które są wytworzone w nadmiarze, walczą, aby trafić na odpowiednią tarczę. Przykładowo, pierwszy neuron, który dojdzie do włókna mięśniowego, rozwija się, a inne już nie są przyjmowane. Jest to tak, jak z plemnikami. Następuje wybór pierwszego. W późniejszym wieku liczba neuronów zmniejsza się już powoli. Z upływem czasu mózg zmniejsza się, gdyż zmniejsza się liczba wypustek nerwowych, objętość neuronów, a więc i struktur przez nie zbudowanych, zmniejsza się, ale jeżeli mózg nie podlega chorobie neurodegeneracyjnej, same neurony wymierają powoli. Te neurony, które pozostają, wykorzystujemy. Ich pełne wykorzystanie możliwe jest dzięki bardzo ważnej charakterystyce mózgu - plastyczności, którą definiujemy jako zdolność mózgu do przekształcania fizycznej struktury połączeń w odpowiedzi na warunki zewnętrzne. Ta plastyczność wzrasta, kiedy neurony zmuszane są do wysiłku, a spada, gdy neurony pozostają bezczynne. I dlatego osoba, która nie pracuje intelektualnie, nazwijmy to, głupieje i na odwrót. Tu można odnieść się do mądrości Talmudu babilońskiego, który mówi, że „na starość głupi głupieją, a mądrzy mądrzeją”. To przecież jasno widać również we współczesnym świecie.

••••••••• DEPRESJA I PAMIĘĆ •••••••••

Przejdźmy teraz do chorób, które są związane z mózgiem. Jaka obecnie jest sytuacja w leczeniu depresji?

Powiedziałbym tak: depresja jest nieuleczalna w tym sensie, że jest to choroba o dużej nawrotowości, jak bywa z większością zaburzeń psychicznych, z wyjątkiem banalnych. Obecnie nowa koncepcja mówi, że chodzi o zwiększanie plastyczności neuronalnej i głównym mechanizmem działania nowych i starych leków z tej grupy jest zwiększanie plastyczności neuronów. Przypuszcza się, że depresja jest wynikiem pewnego typu stresów, powodujących uszkodzenia neuronów i zmniejszających ich plastyczność, stąd nowych leków antydepresyjnych szuka się wśród substancji, które hamują objawy neurodegeneracji powodowanej przez stres.

Można wywołać depresję u szczurów kilkoma sposobami, najlepiej metodą łagodnego chronicznego stresu. Polega ona na tym, że szczurowi codziennie robi się jakieś małe świństwo: a to ściółka jest zmoczona, a to klatka jest przechylona o 45°, a to światło stroboskopowe błyska przez dwie godziny, a to wody nie ma, a to żarcia nie ma… Szczur nie wie, co niemiłego spotka go następnego dnia. Gdy tak to trwa przez dwa tygodnie, szczur wpada w depresję, co widzimy po tym, że przestaje cieszyć się życiem, np. przestaje preferować, jak normalnie, osłodzoną wodę. Gdy potem podajemy mu regularnie lek przeciwdepresyjny, to po dwóch tygodniach, mimo kontynuowania ciągłego stresu, zwierzę zaczyna znowu cieszyć się życiem, zaczyna wybierać słodką wodę. Modele depresji opracowano również u innych zwierząt, np. przez zabranie małpiątek od matki wytwarza się u nich objawy depresji.

Depresja wśród sławnych ludzi

Osoba	Flaga*	Zawód
Buzz Aldrin		Amerykański astronauta, 2. człowiek na Księżycu
Woody Allen		Amerykański aktor i reżyser
Hans Christian Andersen		Duński bajkopisarz
Isaac Asimov		Amerykański pisarz i profesor
Julian Assange		Australijski wydawca (WikiLeaks)
Ingmar Bergman		Szwedzki reżyser filmowy
Halle Berry		Amerykańska aktorka
Beyoncé		Amerykańska piosenkarka
Jon Bon Jovi		Amerykański piosenkarz rockowy
Barbara Bush		Amerykańska Pierwsza Dama (1989-93)
Truman Capote		Amerykański pisarz („Śniadanie u Tiffany'ego”)
Jim Carrey		Kanadyjski komik i aktor
Ray Charles		Afro-Amerykański piosenkarz
Agatha Christie		Angielska autorka kryminałów
Winston Churchill		Brytyjski Premier
Eric Clapton		Angielski muzyk
Kurt Cobain		Amerykański muzyk („Nirvana”)
Leonard Cohen		Kanadyjski piosenkarz i autor
Joseph Conrad		Polski pisarz
Courteney Cox		Amerykańska aktorka
Sheryl Crow		Amerykańska piosenkarka
Piotr Iljicz Czajkowski		Rosyjski kompozytor
Karol Darwin		Brytyjski przyrodnik
Johnny Depp		Amerykański aktor
Diana		Brytyjska Księżna Walii
Charles Dickens		Brytyjski pisarz
Bob Dylan		Amerykański piosenkarz, poeta i artysta
Eminem		Amerykański raper
Harrison Ford		Amerykański aktor
Paul Gauguin		Francuski malarz
Graham Greene		Brytyjski pisarz
Friedrich Hayek		Austriacki ekonomista-liberał
Ernest Hemingway		Amerykański pisarz
Audrey Hepburn		Brytyjska aktorka
Anthony Hopkins		Brytyjski aktor, Sir
Vladimir Horowitz		Amerykański pianista i kompozytor
Natalie Imbruglia		Australijska piosenkarka i aktorka
Janet Jackson		Amerykańska piosenkarka
Borys Jelcyn		Rosyjski Prezydent
Billy Joel		Amerykański muzyk
Angelina Jolie		Amerykańska aktorka
Franz Kafka		Czeski pisarz
Hamid Karzai		Afgański Prezydent
Alicia Keys		Amerykańska piosenkarka
John Lennon		Brytyjski muzyk i autor („The Beatles”)
Abraham Lincoln		Amerykański polityk, 16. Prezydent USA
Courtney Love		Amerykańska piosenkarka („Hole”)
Włodzimierz Majakowski		Rosyjski pisarz i poeta
Henri Matisse		Francuski malarz
Guy de Maupassant		Francuski pisarz
Brian May		Brytyjski muzyk („Queen”)
Michał Anioł		Włoski malarz i rzeźbiarz
John Stuart Mill		Brytyjski filozof i ekonomista, polityczny liberał
Kylie Minogue		Australijska piosenkarka
Marilyn Monroe		Amerykańska aktorka i symbol seksu
Wolfgang Amadeusz Mozart		Austriacki kompozytor
Isaac Newton		Brytyjski fizyk
Friedrich Nietzsche		Niemiecki filozof
Robert Oppenheimer		Amerykański fizyk („ojciec bomby atomowej”)
Gwyneth Paltrow		Amerykańska aktorka
Dolly Parton		Amerykańska piosenkarka i aktorka
Brad Pitt		Amerykański aktor
Edgar Allan Poe		Amerykański poeta i pisarz
Siergiej Rachmaninow		Rosyjski kompozytor i pianista
John D. Rockefeller		Amerykański miliarder i przemysłowiec
J. K. Rowling		Brytyjska pisarka („Harry Potter”)
Winona Ryder		Amerykańska aktorka
Antoine de Saint-Exupéry		Francuski pisarz („Mały Książę”)
Robert Schumann		Niemiecki kompozytor
Britney Spears		Amerykańska piosenkarka pop
Bruce Springsteen		Amerykański piosenkarz
Uma Thurman		Amerykańska aktorka
Lew Tołstoj		Rosyjski pisarz
Mark Twain		Amerykański pisarz
Mike Tyson		Afro-Amerykański bokser
Vincent van Gogh		Holenderski malarz
Kurt Vonnegut		Amerykański pisarz
Robbie Williams		Brytyjski piosenkarz pop
Robin Williams		Amerykański komik i aktor
Oprah Winfrey		Amerykanka prowadząca talk show

Czym zajmował się Pan poza lekami antydepresyjnymi?

Z moją grupą zajmowałam się również dwoma innymi tematami badań: pamięcią i uzależnieniami. Bardzo ciekawe badania nad pamięcią, które prowadziłem z doc. dr hab. Piotrem Popikiem (kontakt), dotyczyły neuropeptydów poprawiających pamięć.

Poprawianie pamięci u starych, czy u młodych?

A no właśnie. Najbardziej interesuje nas poprawianie pamięci u starych. Na przykład we Wrocławiu został opisany peptyd kolostrynina, który poprawia rozwiązywanie problemów poznawczych u starych szczurów, u których zdolność zapamiętywania pozycji platformy ukrytej pod wodą jest znacznie słabsza niż u szczurów młodych. Z tym peptydem stare szczury dochodzą jednak do poziomu młodych szczurów. Jest tzw. test Morrisa. Platforma jest zanurzona kilka milimetrów pod wodą. Pływający w dużym basenie szczur w końcu znajduje ją i staje na niej. Potem zostaje wyjęty i po pewnym czasie znów włożony do wody. Szczury szybko zapamiętują położenie takiej platformy po znakach wizualnych, tak jak my orientujemy się po znakach terenowych. W innym doświadczeniu usuwa się platformę i patrzy, czy szczur rozpaczliwie pływa po całym basenie, czy w tym miejscu gdzie platforma była. Albo przenosi się ją w inny kwadrant basenu. W końcu szczur na nią trafia. Obserwuje się, jak długo trwa, zanim szczur zapamięta nowe położenie platformy.

Są też ciekawe doświadczenia z tzw. społeczną pamięcią, zresztą etycznie najbezpieczniejsze. W większości przypadków, żeby zwierzę coś zapamiętało, trzeba je do tego zmotywować. Jest głodzone i ma znaleźć jedzenie albo, jeśli czegoś nie zrobi, albo zrobi coś nie tak, to kopie je prąd. Ale to są brutalne metody. Test pamięci społecznej polega na czymś innym. Stary szczur siedzi w klatce i gdy wsadza się do niej nowego, dorosłego szczura, to z nim walczy i z reguły wygrywa. Natomiast, gdy wsadzi się do klatki małego szczurka, to stary rezydent jest nim zainteresowany, obwąchuje go i zajmuje się nim przez pewien czas. Mierzy się, jak długo trwa to zainteresowanie. Potem zabiera się małego szczurka. Gdy tego samego szczurka wsadzi się z powrotem po pół godzinie, to stary powącha go raz i odchodzi, bo go zna. Natomiast gdy wsadzi się nowego, małego szczurka, to znowu go eksploruje. Ale po dwóch godzinach, znanego czy nieznanego eksploruje tak samo długo. Jeśli poda mu się pochodne oksytocyny w małych ilościach, albo pochodne wazopresyny w większych, to taki szczur pamięta małego przez dwie godziny, czyli jego pamięć wydłuża się. Jest to tym ciekawsze, że w tym przypadku motywacja eksploracji jest wewnętrzna, typu poznawania świata.

Profesor Vetulani oczywiście nie byłby sobą, gdyby sobie z nas troszeczkę nie pożartował. Przeczytajcie poniższy tekst, a zdziwicie się jakie figle potrafi nam płatać mózg:

Nie ma zncazeina kojnoleść ltier skadającyłch się na dane sołwo. Wanże jset tyklo to, żbey pirewsza i osatntia lteria były na soiwm mijsecu; ptzosaołe mgoą być w cakowłitym niedzłaie, a mimo to nadal nie ponwinśimy meić prombleów z pczerzytaenim tego tesktu.

(Uwaga, błędy literowe są zamierzone!) 😉 Źródło: „Mutacja genu FoxP2″ - Wikicytaty.

Czy jednak mózg szczura można ekstrapolować do mózgu ludzkiego? Już nie tylko leki, ale wnioski…

Z depresją już wiadomo, że można przenosić wyniki. Wspomniałem o pracach na nieboszczykach, które potwierdziły wyniki uzyskane dla zwierząt. Ja bym szczura nie lekceważył. Oczywiście, to nie jest człowiek, procesy kognitywne są różne. Jednakże podstawy dwóch rzeczy: uzależnień i pamięci, są bardzo podobne w całym świecie zwierzęcym, z ludźmi włącznie. Bardzo wiele o mechanizmie działania pamięci u ludzi wiemy z badań nad ślimakiem morskim, aplyzją, za które Eric Kandel dostał w 2000 r. Nagrodę Nobla.

Wygląda na to, że zapamiętywanie, uczenie się zawsze polega na tym, że zwiększa się łatwość przewodzenia sygnału w reagujących synapsach - synapsy się udrażniają. Nad tym pracowali już dużo wcześniej dwaj wybitni uczeni, Kanadyjczyk Donald Hebb i Polak Jerzy Konorski. Wykryli, że gdy synapsa uczy się, to coś się w niej zmienia. A teraz są już algorytmy uczące proste sieci neuronowe. To wszystko bierze się stąd, że zasada działania neuronu w mózgu człowieka, czy w mózgu ślimaka morskiego, jest taka sama. Wszystko wskazuje na to, że doświadczenia z pamięcią można przenosić. Jednakże mózg aplyzji można zbudować - tam wchodzi tylko około 14 000 neuronów, ale mózgu ludzkiego nie potrafimy zrobić, bo neuronów jest bez mała sto miliardów, a możliwość połączeń między nimi praktycznie nieskończona.

W innej dziedzinie naukowej prowadzimy też badania nad lekami, które zapobiegają neurodegenaracji, czyli chorobom wynikającym z zaniku neuronów, a więc przede wszystkim nad lekami przeciwko chorobie Alzheimera i chorobie Parkinsona.

••••••••• UZALEŻNIENIA: ALKOHOL, MARIHUANA I INNE •••••••••

Zajmuje się Pan również farmakologią uzależnień…

Tak. To od dawna jest moje naukowe hobby. Wiem, że Pan chce o to zapytać… Jestem za legalizacją miękkich narkotyków, dlatego że jeżeli alkohol jest zalegalizowany, to nie ma powodu, aby inne niezbyt szkodliwe substancje psychotropowe traktować inaczej. Owoc zakazany kusi bardziej i wiadomo, ile złego zrobiła delegalizacja alkoholu w Stanach Zjednoczonych. Uważam, że te środowiska, które czerpią zyski z narkobiznesu, są najbardziej zaangażowane w walkę o zwiększenie sankcji za posiadanie narkotyków, a także utrudnianie, pod pretekstem zastrzeżeń etycznych, skutecznych środków zwalczania narkomanii, jak np. programu metadonowego.