Колко точно мозък ни е необходим?

Както показват редица описани в медицината случаи, хората могат да функционират в отсъствието на отделни области от главния мозък, без да изпитват ярко изразени негативни ефекти.

Как е възможно това? Според Том Стафорд от BBC Future ние просто прекалено малко знаем за нашия мозък.

Колко мозък ни е необходим за нормално функциониране? В последните месеци в новините се появиха няколко истории, разказващи за хора с увредени или изцяло липсващи отдели на главния мозък, които все пак живеят относително нормален живот.

Ако се откъснем от сензационността на тези съобщения и погледнем на тях от гледна точка на неврофизиологията, заключението е, че ние не просто не разбираме как работи нашият мозък – очевидно представата ни за механизмите на неговата работа са коренно неверни.

Миналата година разбрахме за жена, родена без малък мозък – ярко изразен отдел от главния мозък, разположен под тилните дялове на полукълбата. Според някои оценки в малкия мозък се съдържат до половината от всички клетки на главния мозък на човека. В дадения случай става дума не просто за увреждане – при 24-годишната жена изобщо отсъства малък мозък. И все пак животът ѝ е съвсем обикновен – тя е завършила училище, омъжила се е и е родила дете.

Не може да се каже, че липсата на малък мозък няма никакви последствия за тази жена – през целия си съзнателен живот тя страда от неувереност и неловкост в движенията. От друга страна, поразително е това, че тя изобщо може да се придвижва без мозъчния отдел, който е присъствал дори в първите гръбначни на Земята. Наличие на малък мозък е откривано у изкопаеми акули, живели още във времената на динозаврите.

Тази история илюстрира една истина, за която не се говори толкова често – в най-елементарното ни разбиране за това, как функционира мозъкът, има големи пропуски. Учените и досега не могат да стигнат до общо мнение за това, какви функции изпълняват дори най-изучените му отдели, такива като малкия мозък.

Цялата дълбочина на нашето незнание се проявява тъкмо в такива извънредни случаи като описания. От време на време, в рамките на рутинно сканиране, става ясно, че мозъкът на пациента учудващо се отличава от привичната ни представа за неговия строеж. При това някои от тези различия могат да окажат доста незначителен наблюдаван ефект върху самочувствието и поведението на човека.

Частично този проблем очевидно може да обясни особеностите на нашето мислене. Ние смятаме за съвсем естествена представата за мозъка като апарат, появил се в резултат на естествения отбор, а в инженерната наука обикновено съществува пряко съответствие между конструкцията и нейното предназначение.

Да вземем тостер – хлябът в него се изпича от нагревателен елемент, за времето на приготвянето му следи таймер, а изхвърлянето на готовите филийки става от пружина. Но случаят с липсващ малък мозък показва, че за главния мозък такава проста схема е неприложима.

Макар често да казваме, че за различните функции, чувства и усещания – такива като зрение, чувство за глад или влюбеност – има съответен регион в мозъка, но в действителност това не е така, тъй като главният мозък не е технологична конструкция, в която всяка от функциите се изпълнява от отделен агрегат.

Да вземем неотдавнашен случай, когато в мозъка на мъж беше открита тения. Повече от четири години червеят пробивал в мозъка дупка, причинявайки на неговия притежател редица неудобства – включително гърчове, проблеми с паметта и усещане за странни аромати.

Според мен за човек, чийто мозък е прогризван от живо същество, мъжът се е справил сравнително леко. Ако главният мозък работеше на принципа на повечето устройства, създадени от човека, всичко щеше да е значително по-лошо. Да предположим, че червеят прогризва мобилния ви телефон – апаратът просто ще престане да работи. Спомням си случай от 40-те години, когато една от ранните електромеханични изчислителни машини излезе от строя от молец, попаднал в релето.

Отчасти такава издръжливост на мозъка се обяснява с неговата пластичност, тоест способността му да се адаптира към изменящите се условия благодарение на натрупания опит. Има впрочем и друго обяснение, предложено от починалия миналата година американски неврофизиолог и лауреат на Нобелова награда Джералд Еделман. Той  открил, че за поддържането на една и съща биологична функция често отговарят няколко структури. Така едни и същи физически особености на организма се предопределят едновременно от няколко гени.

По такъв начин произволното „избиване“ – загуба – на един от гените не влияе на относително нормалното развитие на дадената особеност. Еделман нарекъл  способността на множеството различни структури да поддържат една и съща функция с термина „изроденост“.

Същата концепция е приложима и към главния мозък. За всяка от ключовите функции на мозъка отговаря не конкретен отдел, а няколко области едновременно, често изпълняващи една и съща работа по леко различни начини. Ако едната област се окаже неработоспособна, нейната работа се поема от другите.

Тази концепция ни помага да разберем природата на проблемите с разбиране на „зоната за отговорност“ на различните отдели на главния мозък, които изпитват неврофизиолозите когнитивисти. Ако се подходи към изучаването на мозъка от позицията „един отдел – една функция“, никога няма да се получи по експериментален път да се разплете кълбото на взаимовръзките между неговите области и изпълняваните от тях функции.

Най-известната функция, приписвана на малкия мозък, е координацията на движенията. Но другите мозъчни отдели, такива като базалните ганглии и моторните области на кората, също са пряко въвлечени в управление на моториката. Вероятно постановката на въпроса за това, какви уникални функции са присъщи на всеки мозъчен отдел, е просто невярна, тъй като те всички внасят своя принос в общото дело.

Паметта е още един пример за важна биологична функция, която се поддържа от няколко области на мозъка. Сблъсквайки се с човек, когото сте срещали по-рано, вие можете да си припомните, че той се ползва с добра репутация, да си спомните случай, в който той е проявил добрина спрямо вас лично, или у вас да се появи смътно чувство на симпатия към него – за всички тези форми на паметта, каращи ви да изпитвате доверие към даден човек, отговарят различни мозъчни отдели, изпълняващи една и съща работа, но по различни начини.

Еделман и колегата му Джоузеф Гали са нарекли изродеността за широко разпространено биологично качество и свойство, присъщо на сложните системи, твърдейки, че тя се явява неизбежен резултат от естествения отбор.

Тази концепция обяснява защо травмите или вродените дефекти на мозъчния строеж понякога се оказват не толкова катастрофални, каквито според логиката би трябвало да бъдат. А също – защо разбирането на работата на главния мозък се удава толкова трудно на учените.