Dla naszych zachowań ciało jest równie ważne jak mózg
Kiedyś sądziliśmy, że dzięki poznaniu naszego genomu dowiemy się większości tego, co powinniśmy o sobie wiedzieć. (…) W ostatnich czasach skłaniamy się jednak ku innej koncepcji – jesteśmy swoimi konektomami. Innymi słowy, to, kim jesteśmy jako jednostki, zależy od ogólnych i specyficznych połączeń nerwowych oraz innych właściwości wszystkich neuronów naszego układu nerwowego. Ta teoria wyrasta z przekonania, że mózg stanowi centrum kontroli naszych zachowań. Planuje przyszłe działania w oparciu o informacje otrzymywane ze środowiska i w oparciu o te plany wydaje polecenia ruchów. Gdybyśmy potrafili stworzyć mapę ok. 100 bln połączeń tworzonych przez ok. 100 mld naszych neuronów i wszystkie je pomierzyć, czy zrozumielibyśmy swój umysł i jednostkowe różnice? Czy moglibyśmy żyć wiecznie po załadowaniu tej wiedzy do komputera, który wtedy sterowałby oprogramowaniem naszych mózgów? A może nieśmiertelność byłaby możliwa dzięki ożywieniu przechowywanego dzięki krioprezerwacji mózgu i umieszczeniu go w nowym, młodszym ciele? Czy mózg naprawdę zawiera wszystko, co ważne dla zachowania i tego, kim jesteśmy jako jednostki? Otóż nie.
Nasze zachowanie niewątpliwie zależy od indywidualnych obwodów nerwowych, ale też od naszego indywidualnego ciała. Różne części ciała pełnią funkcje filtrów sygnałów przychodzących i wychodzących. Na przykład uszy odgrywają ważną rolę w ustalaniu, skąd dochodzi dźwięk. To oczywiste. Ale już mniej oczywisty jest fakt, że zdolność lokalizowania, czy dźwięk dochodzi z góry czy z dołu, zależna jest od kształtu uszu. Wypukłości i zagłębienia ucha zewnętrznego filtrują dźwięki – sprawiając, że niektóre ich części stają się cichsze, a inne głośniejsze – zanim te dotrą do błony bębenkowej. Co ważne, zgłośnienie lub ściszenie części konkretnego dźwięku zależy od tego, czy uderza on w małżowinę uszną od dołu, czy od góry, i w ten sposób uczymy się kojarzyć te różnice akustyczne z umiejscowieniem źródła dźwięku.
Być może zauważyłeś, że uszy w pewnym sensie przypominają odciski palców – każdy z nas ma ich unikalny zestaw (w badaniach biometrycznych zaczyna się traktować uszy jako specyficzny identyfikator). Sposób lokalizowania dźwięku zależy zatem od kształtu twoich konkretnych uszu. W rezultacie mózg uczy się kształtu twoich uszu na podstawie doświadczeń. Innymi słowy, gdybyś zmienił kształt swoich uszu, np. przymocowując do nich kawałki masy silly putty, pogorszyłbyś swoją umiejętność lokalizowania dźwięku.
Ciało filtruje też sygnały wychodzące pobudzające mięśnie do wykonywania ruchów. Dobrym przykładem jest głos. Twój głos jest charakterystyczny dla ciebie i jedyny w swoim rodzaju. Dobrzy znajomi potrafią bez trudu cię rozpoznać po samym głosie. Częściowo może to wynikać z typowego dla ciebie doboru słów lub sposobu mówienia, ale wynika również z wyjątkowego kształtu jam ustnej i nosowej. W emisji głosu bierze udział źródło dźwięku, czyli fałdy głosowe, które opływa powietrze z naszego oddechu, oraz filtry w postaci jam ustnej i nosowej znajdujące się nad fałdami. Fałdy głosowe generują dźwięk przypominający nieco buczenie, którego wysokość zależy od szybkości, z jaką się poruszają. Ten buczący dźwięk przechodzi następnie przez trakt głosowy, który go filtruje i moduluje. Podobnie do tego, co uszy zewnętrzne robią z dźwiękiem przychodzącym, kształty aparatu głosowego powodują, że niektóre części wychodzącego dźwięku stają się cichsze, a inne głośniejsze. Emitujemy różne samogłoski, zmieniając kształt traktu głosowego dzięki zmianom wyrazu twarzy (na przykład przy dźwiękach „a” oraz „i”). Jednak niektóre części aparatu mowy są stałe i charakterystyczne dla danej osoby, zależnie od tego, jak rozwinęły się u niej jamy ustna i nosowa. Te specyficzne cechy filtrują głos w sposób, który nadaje mu identyfikujące cię brzmienie. Zarówno nasz sposób słyszenia, jak i mówienia są związane z kształtem ciała.
Znaczenie ciała dla zachowania i doświadczenia jest widoczne choćby w tym, jak jego zmiany w okresie rozwoju wpływają na układ nerwowy. Potrafimy np. całkiem dobrze ustalić źródło dźwięku już w bardzo młodym wieku, ale nasze ciało jeszcze rośnie, a uszy zmieniają kształt. W miarę jak właściwości filtrujące uszu się zmieniają, mózg nieustannie przestraja się, tak żeby uwzględnić te zmiany. Prawdę mówiąc, kształt uszu odgrywa tak ważną rolę w kierowaniu funkcjami układu słuchowego, że ten musi poczekać na ciało, aż go dogoni, żeby prawidłowo działać. Jeśli zarejestruje się aktywność neuronów słuchowych bardzo młodego zwierzęcia słuchającego dźwięku, można się przekonać, że jego neurony nie najlepiej sobie radzą z określaniem, skąd dochodzi dźwięk. Zazwyczaj zakłada się, że ma to związek z niedojrzałością układu nerwowego. Tymczasem jeśli to samo zwierzę wyposaży się sztucznie w uszy dorosłego osobnika (można to zrobić za pomocą wirtualnej rzeczywistości, dostarczając dźwięk prosto do przewodów słuchowych zewnętrznych po przefiltrowaniu go przez symulację dorosłego ucha), to nagle te neurony zaczynają działać doskonale i precyzyjnie kodować lokalizację dźwięku. Zatem to ciało kieruje funkcją układu nerwowego, a nie odwrotnie.
Ciało nie tylko filtruje sygnały przychodzące i wychodzące oraz kształtuje rozwijający się układ nerwowy, ale też dzięki swoim właściwościom fizycznym może ułatwiać pracę mózgu. Zwierzęta często komunikują się za pomocą rozmaitych dźwięków. Typowo naukowcy zakładają, że do emisji każdego z tych dźwięków niezbędny jest specyficzny wzorzec aktywności neuronów. Okazuje się jednak, że części aparatu głosowego (fałdy głosowe i trakt głosowy) współdziałają ze sobą w sposób nieliniowy (innymi słowy, chaotyczny), w zależności od tego, z jaką siłą wydychane jest powietrze lub jaki nacisk działa na fałdy głosowe. Dzięki tej nieliniowości różne dźwięki są generowane bez udziału skomplikowanych wzorców aktywności neuronów. Jeśli próbowałeś kiedyś zaśpiewać zbyt wysoki na swoje możliwości dźwięk, miałeś do czynienia z przynajmniej jednym rodzajem nieliniowości wokalnej – załamaniem się głosu.
Inny przykład znajdziemy w rozwoju wokalizacji. U niektórych gatunków małp młode gaworzą podobnie jak ludzkie dzieci i emitują długie ciągi rozmaitego typu dźwięków. Różne rodzaje wokalizacji nie są w tym wypadku produktem specyficznych dla każdej z ich aktywności nerwowej. Odpowiada im jeden wzorzec pobudzenia neuronów, które po prostu nasila się lub zmniejsza. Te cykliczne zmiany aktywności neuronów odpowiednio zwiększają i zmniejszają siłę wydechu, a wówczas nieliniowość działania aparatu głosowego sprawia, że powstają różne dźwięki. Konkretne zachowania nie muszą być skutkiem specyficznych wzorców aktywności układu nerwowego, fizyczne właściwości ciała bowiem też pomagają generować różnorodne zachowania.
Nie jesteś sobą bez mózgu i bez ciała oraz ich wspólnych doświadczeń. Dla naszych zachowań ciało jest równie ważne jak mózg. Działa jako filtr dla doświadczeń i pomaga określić tożsamość. Zmieniający się kształt ciała kieruje rozwojem układu nerwowego, a jego fizyczne właściwości upraszczają działania tego układu (generowanie różnych dźwięków). Pod wieloma ważnymi względami zatem funkcje mózgu nie przystają do tego, co można zaobserwować w jego połączeniach lub wzorcach aktywności. Jak pisał w 1891 r. filozof George H. Lewes: „To człowiek myśli, a nie mózg. To organizm jako całość, a nie jeden jego narząd, czuje i działa”. I miał rację, nie tylko jeśli chodzi o ducha jego wypowiedzi, ale też o logikę. Błędem jest (a mówiąc ściślej, błędem mereologicznym) przypisywanie cech zachowania częściom organizmu, skoro można je sensownie przypisać tylko zwierzęciu jako całości.
Powiedzmy zatem, że wysupłałbyś ok. 80 tys. dol., stał się „członkiem” fundacji przedłużającej życie i twój mózg poddano by krioprezerwacji. Jeśli w przyszłości znaleźliby młodsze ciało i umieścili w nim twój mózg, nie mógłby on prawidłowo podłączyć się do tego ciała, bo twoje obwody mózgowe wytworzyły się w rezultacie rozwoju i doświadczeń twojego pierwotnego ciała. Na dodatek wyglądałbyś inaczej, brzmiał inaczej i odczuwał inaczej niż wcześniej, co byłoby widoczne dla ciebie oraz wszystkich, którzy cię znali. Ale zróbmy jeszcze dwa dodatkowe założenia. Po pierwsze, nie przeszkadza ci, że zewnętrznie jesteś inny, a po drugie, technologia regeneracyjna zrobiłaby takie postępy, że twój mózg mógłby wytworzyć sprawne połączenia z nowym ciałem. W takim wypadku, gdyby mózg następnie zmienił się zgodnie z kształtem nowego ciała i generowanymi przez nie doświadczeniami, twoja historia – ściśle związana z twoim ciałem – zostałaby wymazana. I wtedy stałbyś się kim innym.
Fragment książki W zakamarkach mózgu pod redakcją Davida J. Lindena
przeł. Bożena Jóźwiak, Rebis, Poznań 2021
Fot. Shutterstock
Odpowiedz na treść artykułu lub innych komentarzy