Nagrody Nobla 2014

Czy nobliści wzięli pod uwagę "lenistwo" mózgu?

Co się dzieje w naszym mózgu, gdy rezygnujemy z biologicznego systemu GPS i korzystamy z podpowiedzi dostarczanych z zewnątrz? O odkryciu docenionym przez Komitet Noblowski opowiada w rozmowie z Interią dr hab. med. Maciej Machaczka, prof. nadzw. z Karolinska Institutet w Sztokholmie.

Ewelina Karpińska-Morek, Interia: Zbadanie wewnętrznego systemu nawigacji było rozciągnięte w czasie. Małżeństwo Moserów dopiero trzy dekady po odkryciu w 1971 roku przez O´Keefe’a komórek miejsca dotarło do kolejnego komponentu tego systemu. Jeśli odkrycie O’Keefe’a musialo doczekać się uzupełnienia, to dlaczego Komitet Noblowski zwlekał z wyróżnieniem tego odkrycia - jako całości - aż 9 lat?

Reklama

Dr hab. med. Maciej J. Machaczka, prof. nadzw., Karolinska Institutet: - Odkrycie Johna O´Keefe’a dotyczyło pierwszego komponentu systemu pozycjonowania w mózgu (tzw. "wewnętrznego GPS-u"), a mianowicie zidentyfikowania w hipokampie komórek pozwalających na określenie położenia organizmu w przestrzeni.

- O'Keefe w badaniach na modelu zwierzęcym stwierdził, że przebywanie w określonym miejscu pomieszczenia zawsze aktywowało określone komórki nerwowe hipokampa, podczas gdy inne komórki były aktywowane kiedy zwierzę przebywało w innym miejscu pomieszczenia. Z eksperymentów tych O´Keefe wyciągnął wniosek, że owe "komórki miejsca" w mózgu tworzą swego rodzaju wewnętrzną mapę pomieszczenia.

- Jednak jego odkrycie stało się kompletne dopiero dzięki pracom małżeństwa May-Britt i Edvarda Moserów, którzy wiele lat później zidentyfikowali inny typ komórek nerwowych, tzw. "komórki siatki", znajdujących się w korze śródwęchowej. Tworzą one system współrzędnych dla pozycjonowania przestrzennego. Późniejsze badania Moserów wykazały, w jaki sposób różne typy komórek nerwowych współpracują pomiędzy sobą, abyśmy mogli rozumieć, gdzie się znajdujemy oraz odnajdywać właściwą drogę do celu.

- W nauce ważne jest aby nawet przełomowe odkrycia zostały z całą pewnością potwierdzone i sprawdzone, a to wymaga pewnego czasu. W tym kontekście, zwłaszcza odkrycia Moserów, doczekały się stosunkowo szybkiego uhonorowania tą najbardziej prestiżową nagrodą. Z drugiej strony, wiele doniosłych odkryć musi jakiś czas czekać niejako "w kolejce" na uhonorowanie, z tego oczywistego powodu, iż nagroda Nobla w danej dziedzinie nauki jest przyznawana tylko raz do roku.

Załóżmy, że znaleźliśmy się na pustyni i nie ma tu żadnych detali pozwalających na określenie położenia. Mamy też wrażenie, że wraz z pokonywaniem trasy nic się wokół nie zmienia. Jak poradzi sobie nasz mózg?

- Postrzeganie przestrzenne pozwala określić naszą pozycję i orientować się w stosunku do obiektów w pomieszczeniu. Kiedy mamy się przenieść w inne miejsce, włącza się zdolność poczucia odległości, która oparta jest na naszym ruchu oraz znajomości miejsca, w którym uprzednio przebywaliśmy. W opisanej przez panią, na szczęście rzadko występującej, sytuacji poruszania się przez nową, ubogą w detale, rozległą i monotonną przestrzeń, jak na przykład pustynia, nasz mózg ma uzasadnione prawo czuć się zdezorientowany.

Czy u osób z zaburzoną orientacją w przestrzeni możemy się doszukiwać jakichś wrodzonych braków w wewnętrznym systemie nawigacji czy też może wynika to z pewnego "lenistwa" mózgu

- Z doświadczenia wiemy, że różne zdrowe osoby posiadają zróżnicowane zdolności odnajdywania się w przestrzeni, trafiania do celu, itp. Są takie osoby, które po jednorazowym przebyciu skomplikowanej trasy, są w stanie samodzielnie i bezbłędnie ją przebyć już następnym razem, podczas gdy inne będą błądzić pomimo wielokrotnego jej przebycia. Na razie nie wiemy, co by to mogło dokładnie oznaczać dla konkretnego człowieka, ale prawdopodobnie takie badania będą prowadzone w przyszłości, a silny impuls do nich stanowić będzie tegoroczna Nagroda Nobla.

Jeśli możemy mówić w tym kontekście o "leniwym mózgu", to czy pewne problemy z orientacją w przestrzeni mogą być spowodowane korzystaniem z podpowiedzi, jakich dostarcza nam świat zewnętrzny - czyli np. nawigacji GPS?

 - To bardzo ciekawe pytanie: czy zdrowe osoby korzystające intensywnie w życiu codziennym z pomocy technicznych, jak na przykład GPS w trakcie jazdy samochodem, nie aktywują wszystkich dostępnych im mechanizmów własnego systemu pozycjonowania w mózgu. Intuicja podpowiada odpowiedź twierdzącą, ale nie znam osobiście żadnych wyników badań w tym zakresie. Sam nigdy nie używam GPS w czasie jazdy samochodem, wystarcza mi mapa.

Nagrodzone odkrycie wyjaśnia pewne procesy i rozwiązuje zagadkę, którą próbowano rozstrzygnąć od wielu lat. Czy są jakieś schorzenia, które będą lepiej leczone dzięki temu odkryciu?

- Należy rozumieć ograniczenia w możliwościach badania ludzkiego mózgu u osób żywych. Wiedzę o ludzkim mózgu zdobywamy dzięki użyciu zaawansowanych technik obrazowania oraz w trakcie koniecznych zabiegów operacyjnych. Nagrodzone w tym roku Nagrodą Nobla odkrycie systemu pozycjonowania mózgu jest przełomem w zrozumieniu tego, jak komórki nerwowe współpracują, aby wykonywać tzw. wyższe funkcje poznawcze. Otwiera to nowe możliwości zrozumienia takich procesów poznawczych mózgu jak pamięć, myślenie, czy planowanie.

- Tegoroczna nagroda dotyczy komórek hipokampa oraz komórek kory śródwęchowej. U pacjentów z chorobą Alzheimera - najczęstszą postacią otępienia, nieuleczalną i postępującą chorobą neurodegeneracyjną, prowadzącą do śmierci pacjenta - we wczesnym okresie choroby często stwierdza się zaburzenia w zakresie hipokampa i kory śródwęchowej.

- Osoby dotknięte chorobą Alzheimera tracą zdolność odnalezienia drogi oraz orientowania się w otoczeniu. Dlatego wiedza o systemie pozycjonowania mózgu może pomóc zrozumieć te mechanizmy, które prowadzą do utraty pamięci przestrzennej w chorobie Alzheimera.


Dowiedz się więcej na temat: Nobel 2014 | nauka

Reklama

Reklama

Reklama

Strona główna INTERIA.PL

Polecamy

Rekomendacje