Kdo by chtěl porozumět lidskému mozku, musí počítat s namáhavou, nekončící prací. Pokouším se o pochopení půl století. Kolik jsem pochopil, nevím. Vím, že je to jen malá část stále se měnícího poznání, jen v několika z mnoha směrů zkoumání.

První mozek člověka, který zemřel, jsem viděl před 57 lety. Napadlo mne, že vypadá jako opuštěná planeta, které nerozumím. Namáhavě jsem se učil jednotlivé světadíly a jejich části. Dál mapy nevedly. Díval jsem se mikroskopem desítky let. Učil jsem se poznávat ty choroby, které nechávají stopy rozlišitelné v mikroskopu. Učil jsem se rozlišovat, co říkají. Někdy jsem chápal, častěji nechápal. Nejvíc mne zajímal vztah změn, které v mozku vidím, ke změnám chování v době, kdy jeho nositel žil. Někdy to bylo možné určit, ve většině případů to metodami, na které jsem dosáhl, možné nebylo.

V poslední čtvrtině minulého století byla postupně vynalezena a zavedena řada zobrazovacích metod. Ukazují jak stavbu, tak funkci živého mozku s rostoucí schopností rozlišovat v čase i prostoru. Narodila se kognitivní, afektivní a sociální neurověda, zkoumající, jak mozek poznává, jaké má emoce a pocity a jak se rozhoduje ekonomicky, politicky, sociálně, morálně, právně (včetně svobodné vůle) i nábožensky. O mozku jsem se za půlstoletí dozvěděl více než za všechna tisíciletí do této doby. Jsem šťastný, že jsem současníkem téhle tiché revoluce, která může zcela změnit pohled na svobodnou vůli, ekonomické, morální, estetické, náboženské i právní rozhodování. Jsem šťastný, že jsem při tom byl.

Evoluční biologie říká, že mozek je adaptace. Adaptace je v biologii všechno, co pomáhá přežití a tvorbě zdravého potomstva, které je s to mít další zdravé potomky. Tím pádem je zřejmé, že vše, čemu říkáme kultura, je navíc. Jedna rozšířená současná definice kultury říká, že kultura je informace schopná ovlivnit chování jedinců získávané od ostatních příslušníků svého druhu učením, napodobováním a dalšími formami sociálního přenosu. Kulturní neurověda se snaží vysvětlit, jak z neurobiologických procesů vznikají kulturní hodnoty, stejně jako cesty, jimiž kultura ovlivňuje neurobiologické procesy.

Osamělými ostrovy lidé a jejich mozky opravdu nejsou, přestože si to mohou myslet a prožívat. Jsou uzly ve čtyřrozměrné časoprostorové síti života, jenž se na této planetě objevil před více než 3,5 miliardami let. Jakákoli proměna genů lidského mozku se může projevit ve stavbě a činnosti jeho bílkovin.

A tím i ve stavbě a činnosti jeho konektomů, to jsou neuronální sítě velkého rozsahu. Tvoří je miliardy nervových buněk a biliony synapsí, míst, kde si neurony vyměňují informace. V lidském mozku je známo konektomů asi šedesát. V celém lidském mozku je asi 85 miliard různých druhů nervových buněk, stejný počet buněk gliových, které z neuronů dělají lešení, kojnou a policii, a nejméně 10, spíše 100 trilionů synapsí. S částí synapsí přicházíme na svět, část se trvale staví, dostavuje a přestavuje – proto jsme schopni učení.

Cokoli se změní ve stavbě a činnosti jeho konektomů, se může projevit v jeho chování. Jakákoli proměna jeho chování se může projevit v jeho sociální síti.

V opačném směru platí totéž dokonce dvojím způsobem.

První způsob:

události v lidské sociální síti, včetně těch, na které jednotliví lidé nemají žádný vliv, se během necelé půl sekundy mohou projevit v činnosti a později ve stavbě konektomů jejich mozku až na úroveň genů. Představte si, že máte životní úspory v bance a zjistíte, že banka zkrachovala. S vysokou pravděpodobností se během 300 milisekund dostanete do stresu, který ovlivní všechny úrovně stavby a činnosti mozku, o nichž byla řeč.

Druhý způsob:

představte si děti, které přišly na svět ve stejné sociální vrstvě Číny, Indie, USA, západní Evropy, Ruska, arabského světa nebo subsaharské Afriky. V dospělosti budou lidmi například ve smyslovém vnímání, řeči a jazyku, vztahu k sobě a ke skupině a v morálním hodnocení v různé míře odlišnými díky kultuře, ve které vyrostli.

František Koukolík, foto: Luděk Kovář

Na vývoj lidského mozku působí věk. Lidský mozek se vyvíjí od 16. dne po oplodnění vajíčka až do svého zániku. Před narozením je mozek něco jiného než po narození, v prvním roce života se odlišuje od mozku dětského, odlišný je mozek dospívajícího, dospělého i starého jedince.

Aby to nebylo jednoduché: mozek kromě toho ovlivňují epigenetické vlivy, tedy něco, co stavbu genu nemění, ale mění jeho činnost třeba tím, že mu řekne: „Teď mlč!“ nebo: „Teď se přepisuj daleko rychleji!“ Takhle působí mateřský stres na mozek ještě nenarozených dětí. Projevuje se to v jejich chování po porodu.

Ženský a mužský mozek jsou kódovány jak pohlavními chromosomy, tedy biologicky, tak kulturně. Ženy se odlišují od mužů stavbou a funkcí mozku, dětstvím, dospíváním, dospělostí i stárnutím. Existují nevelké rozdíly ve vnímání, poznávání, emotivitě, agresivitě, paměti i v navigačních schopnostech. Měli bychom vědět, že zmíněné rozdíly mají nějakou statistickou distribuci, tím pádem se vyskytují ženy se spíš „mužským“ mozkem a muži se spíše „ženským“ mozkem. Ženské pohlavní orgány se od mužských odlišují na první pohled. Ženské a mužské mozky jsou naproti tomu mozaika. Čistě vyhraněný „mužský“ a „ženský“ mozek je naprostá výjimka.

Zrovna tak, jako je mozek nejsložitější systém ve známém vesmíru, je současně systém nejplastičtější: od chvíle svého vzniku se staví, dostavuje a přestavuje díky podnětům jak ze zevního světa, tak informacím z tělesných orgánů i podnětům, které z jedné části mozku oslovují jeho jiné části. Na vznik nové synapse mu stačí několik desítek sekund. Díky své paralelně distribuované architektuře jich dokáže současně stavět obrovský počet. Za dobu, ve které jste přečetli těchto pár odstavců, se jich změnilo několik set milionů. Je to podklad učení a paměti.

Mozek se dá zkoumat od nejsložitějších jevů, jimiž jsou interakce mezi mozky v čase a prostoru, k jevům relativně jednodušším, jako jsou molekuly a geny, a naopak.

Biologické dějiny lidského mozku jsou dlouhé. V DNA nervových buněk jsou kousky řetězu, které máme společné s ječmenem a pšenicí, takže jsme museli mít před více než miliardou let společného předka. Důležité je pochopit pojem „společný předek“. Z pšenice ani ječmene jsme se nevyvinuli, stejně jako jsme se nevyvinuli z opic – se všemi těmito podobami života jsme měli nějakého společného předka asi tak, jako mají větvičky na konci stromu společné větší větve a ty mají další společné ještě větší větve… Neurony našeho mozku a jejich systémy si nesou dědictví svých vývojových předků až k samému zrodu života.

Geny zkoumá genetika. Zabývá se stavbou a funkcí velkého počtu genů, jichž je u lidí něco přes 20 000. Geny určují: tento mozek je lidský mozek. Kromě toho zajišťují tvorbu stavebních a funkčních bílkovin. Činnost genů je v každém okamžiku ovlivňována signály jak vnitřního, tak zevního prostředí., od kolísání hladin stresového hormonu matky, který ovlivňuje mozek vyvíjejícího se plodu, až po sociální vlivy. Geny jsou živé, takže vysoce dynamické, nejsou „program natvrdo“. Kromě toho mají stejné geny různý počet podob, těm se říká alely. Vliv jedné nebo několika alel může ovlivnit stavbu a funkci nějaké korové oblasti, tím pádem může být například činnost některého druhu paměti u jednoho sourozence jiná, než je u druhého sourozence, pokud nejsou jednovaječnými dvojčaty. Ale i u nich se s věkem mohou začít objevovat rozdíly.

Složitějšími úrovněmi zkoumání jsou molekuly bílkovin, buňka jich může užívat až 100 000 druhů, a nitrobuněčných orgánů, jichž je celá řada.

Další úrovní je stavba a činnost mikroobvodů, například jak se na nich podílejí jednotlivé části nervových buněk. Následují funkční systémy mozku: jsou to neuronální sítě velkého rozsahu, vzájemně „pospojované“, takže se mluví o konektomech. Slovo „pospojované“ je v uvozovkách proto, že kontakty nervových buněk, synapse, mají uprostřed štěrbinku viditelnou v elektronovém mikroskopu. V synapsích si nervové buňky vyměňují informace prostřednictvím nervových přenašečů.

 

Vychází v nakladatelství Galén.