Ciężar przeszłości w naszym mózgu — ewolucyjne warstwy układu nerwowego

Wprowadzenie: mózg jako zapis całej ewolucji

Antropolog Stanisław Drobyszewski przedstawia mózg człowieka jako sumę całej historii ewolucyjnej życia — od pojedynczych molekuł, przez pierwsze komórki i organizmy wielokomórkowe, aż po współczesnego człowieka. Ostatnie 25 milionów lat, choć widocznie zmieniło nasz mózg, to w skali miliarda lat istnienia organizmów wielokomórkowych zaledwie epizod.

Kluczowa teza: struktury mózgu powstawały w odpowiedzi na problemy zupełnie inne niż te, z którymi mierzymy się dziś, a mimo to nadal w nas działają.

Szkic drogi ewolucyjnej

• Pierwsze cząsteczki i „ewolucja rynkowa”, następnie komórki i organizmy wielokomórkowe
• Kopanie norek, potem pływanie — na tym etapie pojawia się układ nerwowy
• Ryby, potem szczęki z zębami, wyodrębnienie szyi, pełzanie po dnie
• Wyjście na ląd, życie w nadbrzeżnych zaroślach (drzewiaste skrzypy, nie krzewy)
• Mezozoik: bieganie po lesie i wspinaczka na drzewa
• Kenozoik: pełnoprawne naczelne — skakanie po gałęziach i chwytanie ich (od końca paleocenu)
• Około 3 mln lat schodzenia z drzew, potem ~milion lat australopiteków w sawannie
• Ostatnie ~2,5 mln lat: ludzie, narzędzia (od prymitywnych po zaawansowane), a wreszcie religia i nauka

Czy układ nerwowy jest konieczny?

Nie. Rośliny i grzyby nie mają układu nerwowego, a mimo to reagują na otoczenie, poruszają się, wydzielają fitohormony i rozwiązują zadania. Wniosek: „czynność nerwowa” i „układ nerwowy” nie są synonimami. Sam układ nerwowy powstawał zresztą kilkakrotnie i niezależnie — np. u żebropławów.

Mózg jako matrioszka

Podstawowa zasada: im głębiej położona struktura, tym starsza, ważniejsza dla życia i jednocześnie prostsza. Najgłębsze partie odpowiadają za funkcje, bez których po prostu nie da się żyć.

• Twór siatkowaty (formatio reticularis) — pozostałość po etapie sieciowego układu nerwowego (jak u współczesnej hydry); odpowiada za oddychanie i krążenie oraz najprostsze odruchy.
• Kolejne warstwy nadbudowywały się coraz wyżej, aż po korę nową.

Ważne zastrzeżenie: podział na trzy poziomy jest umowny i wygodny, a nie odzwierciedla rzeczywistej liczby etapów. Nieprawdą jest też, że „dolne partie są prymitywne, a górne zaawansowane” — już minóg ma pięć takich samych oddziałów mózgu co człowiek. Analogiczne trójstopniowe „warstwowanie” powtarza się niezależnie w różnych częściach mózgu.

Trzy poziomy w móżdżku

• Archicerebellum (jądro wierzchu) — równowaga, ruchy ogona; poziom bezżuchwowców (minóg: brak szczęk, brak parzystych płetw, brak prawdziwego szkieletu, jedynie struna grzbietowa i krata skrzelowa). Wystarcza, by nie pływać brzuchem do góry.
• Paleocerebellum (jądro czopowate/kulkowate) — pojawia się u prawdziwych ryb z parzystymi płetwami (stery i stabilizatory) oraz szczękami z pierwszego łuku skrzelowego; steruje głową, „szyją” i tułowiem.
• Neocerebellum (jądro zębate) — ruchy pełnych, segmentowych kończyn (ramię–przedramię–dłoń, udo–podudzie–stopa); maksymalny rozwój u ptaków i ssaków.

Ciekawostka: ptaki mają dodatkowe struktury móżdżku związane z lotem i w istotnej mierze „myślą móżdżkiem”; człowiek robi to tylko w niewielkim stopniu.

Trzy poziomy w jądrach podkorowych (prążkowiu)

• Paleostriatum — gałka blada (dwa jądra: przyśrodkowe i boczne); odpowiada za nieświadome ruchy emocjonalne (wzdrygnięcie się ze strachu, spontaniczna mimika). To „zachowanie rybie”. Filmowy apel „przestań myśleć, czuj” w praktyce oznacza: bądź jak rybka, korzystaj z paleostriatum.
  • Emocje są bardzo adaptacyjne — pozwalają na natychmiastową reakcję.
  • Twierdzenie, że emocje ma tylko człowiek, jest błędne — zwierzęta mają wyłącznie emocje, brakuje im rozumu; człowiek ma emocje plus rozum.
• Archistriatum — ciało migdałowate w biegunie płata skroniowego; węch, agresja, strach; wchodzi w skład układu limbicznego. Poziom gadów (stąd potoczny „mózg gadzi”, choć żadnego „mózgu jaszczurki” w nas oczywiście nie ma).
• Neostriatum — jądro ogoniaste, przedmurze, skorupa; rozwija się u gadów, ptaków i ssaków. Głowa jądra ogoniastego hamuje agresję.
  • Ważna zasada: zanik reakcji może być bardziej zaawansowany ewolucyjnie niż jej pojawienie się (najpierw brak reakcji → reakcja → jej regulacja).
  • To wciąż jądra, nie świadomość: hamowanie jest automatyczne. Tu też zapisują się odruchy warunkowe (np. odruchowe sięganie po włącznik światła w niewłaściwym pokoju).

Trzy poziomy kory (płaszcza) mózgu

• Paleopallium — zakręt obręczy, zakręt przyhipokampowy, opuszki węchowe; węch, smak i związane z nimi emocje, także emocje społeczne. Stąd niewyjaśnione sympatie i antypatie wobec ludzi — często oparte na zapachu (rola feromonów u człowieka pozostaje niepewna, ale wpływ zapachów jest pewny).
• Archipallium — hipokamp i zakręt zębaty; reguluje poziom emocjonalności (uszkodzenie → „zdrewnienie” emocjonalne, pobudzenie → hiperemocjonalność) oraz pamięć krótkotrwałą. Poziom ryb kostnoszkieletowych.
• Neopallium / kora nowa — sześciowarstwowa; myślenie, świadomość, wola, pamięć długotrwała. Występuje nie tylko u człowieka — mają ją nawet stekowce (dziobak, kolczatka), czyli istniała już pod koniec triasu, a w jurze na pewno. Od tamtej pory rosła objętość, ale zasadnicza budowa się nie zmieniła.

Skoro złożoność narastała od minogów przez ryby, płazy i gady, nie jest wykluczone dalsze komplikowanie się kory (hipotetyczna „superkora” dziesięciowarstwowa) — potrzebne byłyby jednak odpowiednie warunki i zadania.

Typy czynności nerwowej

1. Odruch

Jednoznaczna reakcja na jednoznaczny bodziec, w stereotypowych warunkach, z minimalną liczbą neuronów i mięśni.

• Przykłady: odruch kolanowy, odruch piloerekcji („gęsia skórka”, każdy włos ma własny mięsień), odruch źreniczny, mrugania, cofania ręki od gorącego.
• Odruchy są wrodzone, zapisane w genomie; u człowieka jest ich sporo, ale są proste.
• Uwaga praktyczna: próba „siłą woli” powstrzymania odruchu kolanowego nie świadczy o niczym dobrym — zanik odruchu może oznaczać uszkodzenie rdzenia kręgowego.

2. Odruch warunkowy

Klasyczny pies Pawłowa. U człowieka wytwarza się skutecznie, choć z pewnym utrudnieniem — bo koliduje z uczeniem się. Wciąż angażuje niewielką liczbę neuronów.

3. Instynkt

Stereotypowa, niezależna od uczenia się reakcja, ale będąca złożoną sekwencją działań w odpowiedzi na konkretny bodziec. Najsilniej rozwinięty u ptaków.

• Klasyczny przykład: gęś wtaczająca jajo z powrotem do gniazda. Zrobi to również z jajem drewnianym czy kamiennym, a jeśli podłożyć większy obiekt, najpierw wtoczy kamień, potem jajo. Nie może postąpić inaczej.
• U człowieka instynktów praktycznie nie ma, ponieważ kolidują z myśleniem i uczeniem się.
  • Gdyby istniał „instynkt samozachowawczy”, wszyscy ludzie na widok drapieżnika wskakiwaliby na drzewo. Tymczasem jedni uciekają, inni chwytają kij, krzyczą, zastygają, atakują lub wzywają pomocy — to dowód, że to nie instynkt.
  • Współistnienie instynktu i uczenia się byłoby zabójcze: instynkt kazałby wspinać się na drzewo, wyuczenie — chwytać strzelbę; konflikt zakończyłby się śmiercią.
• Instynkty są jeszcze wyraźne u półmałp i małp wąskonosych (makak wpatrujący się w oczy, syczący, szczerzący zęby reaguje w pełni automatycznie).
• Jedyny potwierdzony instynkt człowieka: uniesienie brwi na rozpoznanie znajomej osoby. Rozpoznawanie twarzy to złożony proces, więc nie da się tego sprowadzić do odruchu; badania na całym świecie wykazały jednakowe działanie u wszystkich ludzi.
• „Instynkt macierzyński”, „samozachowawczy”, „pokarmowy” to nie instynkty, lecz predyspozycje (dla których wciąż nie ma dobrego terminu). Gdyby instynkt macierzyński istniał, wszystkie matki opiekowałyby się dziećmi identycznie — tymczasem opieki trzeba się uczyć.
• U niemowląt istnieją natomiast prawdziwe odruchy: ssania, chwytny, Babińskiego (rozczapierzenie palców po podrażnieniu stopy). U dorosłego odruch Babińskiego powinien być wygaszony — jego obecność świadczy o niedorozwoju lub degeneracji wyższych struktur mózgu.

4. Uczenie się (rozum)

Czynność zmieniająca się w czasie, uwzględniająca wcześniejsze doświadczenie, angażująca ogromne sieci neuronowe; pozwala tworzyć idee i uzasadnione przewidywania („co będzie, jeśli…”).

• U człowieka: instynktów praktycznie brak, odruchy proste i odziedziczone jeszcze po rybach, a uczenie się osiągnęło maksimum.
• Odpowiada za nie kora nowa, która objętościowo przewyższa wszystkie pozostałe jądra i drogi razem wzięte (drogi to zresztą tylko część przewodząca — myślimy korą, nie drogami).

Konflikt odruchu i woli — mechanizm bezpieczeństwa

Domyślnie działają odruchy i świadome ich zahamowanie jest bardzo trudne. Jeśli ktoś „siłą woli” trzyma rozżarzony pogrzebacz, kora nowa tłumi pracę rdzenia kręgowego. Gdy jednak organizm rozpozna, że zachowanie jest nieadekwatne i potencjalnie śmiertelne, może wyłączyć świadomość — człowiek traci przytomność, puszcza pogrzebacz i zostaje uratowany.

Podziały funkcjonalne układu nerwowego

Somatyczny i autonomiczny (wegetatywny)

• Somatyczny — mięśnie szkieletowe, skóra, stawy; to, czym możemy poruszać świadomie (lub o czym możemy zapomnieć, np. o nogach pod stołem).
• Wegetatywny — narządy wewnętrzne, gruczoły, naczynia krwionośne i limfatyczne, oddychanie; działa samoczynnie. To dziedzictwo etapu, gdy istniała jedynie cewa nerwowa (lancetnik, ryby).

Współczulny i przywspółczulny — przykład z niedźwiedziem

Człowiek idzie leśną ścieżką i z krzaków wychodzi niedźwiedź:

1. Układ współczulny mobilizuje siły: przyspieszone bicie serca, intensywniejszy oddech, rozszerzenie tętnic (tlen i składniki odżywcze do mięśni), zatrzymanie pracy jelit, wyschnięcie w ustach, rozszerzenie źrenic.
2. Po ucieczce (np. 10 km) włącza się układ przywspółczulny, który odbudowuje zasoby: zwolnienie akcji serca i oddechu, powrót perystaltyki, zwężenie naczyń i źrenic, ustąpienie zaczerwienienia twarzy.
3. Cykl powtarza się, gdy niedźwiedź także pokona te 10 km.

Oba układy regulują te same narządy, ale działają przeciwstawnie — jedne neurony wzmacniają, inne osłabiają.

Układ piramidowy i pozapiramidowy

Nazwy są przypadkowe, choć wygodne: układ piramidowy to droga korowo-rdzeniowa przebiegająca przez piramidy rdzenia przedłużonego, a pozapiramidowy — drogi biegnące poza nimi.

Budowa układu pozapiramidowego

Układ pozapiramidowy składa się z wielu drobnych jąder, odziedziczonych co najmniej od poziomu krągłoustych, a być może po jeszcze wcześniejszych formach. Każde pełni własną, wąską funkcję:

• Jądro czerwone — napięcie mięśniowe
• Gałka blada i kompleks migdałowaty
• Istota czarna — wydzielanie dopaminy

Z każdego z tych jąder wychodzą osobne drogi (czerwienno-rdzeniowa, siatkowato-rdzeniowa i inne) do rdzenia kręgowego, a stamtąd korzeniami ruchowymi nerwów rdzeniowych — do konkretnych mięśni. Regulują one ruchy nieświadome, mimowolne i automatyczne.

Praktyczna różnica między dwoma układami

Doskonałym przykładem jest utrzymywanie postawy siedzącej: mięśnie pleców i szyi pracują nieustannie, by ciało nie opadło do przodu ani do tyłu, a głowa pozostała pionowo — i dzieje się to bez udziału świadomości. W momencie, gdy człowiek pomyśli o tym ruchu, kontrolę przejmuje układ piramidowy — czyli kora nowa, głównie zakręt przedśrodkowy. Kluczowa obserwacja: mięśnie są te same, ale sterują nimi zupełnie inne neurony. Nie trzeba znać nazw mięśni (długich grzbietu czy pochyłych szyi), by świadomie nimi poruszyć.

Granice świadomej kontroli

Układu wegetatywnego nie da się kontrolować bezpośrednio — nie można świadomie ścisnąć żołądka ani zatrzymać serca. Pewien wpływ pośredni istnieje (poprzez mięśnie szkieletowe, uciskanie lub rozluźnianie naczyń), a jogini potrafią to robić, lecz nie jest to zalecane — świadoma ingerencja w układ wegetatywny grozi poważnymi problemami. To, że działa on samoczynnie, jest szczęściem.

„Latarka” świadomej kontroli

Z zakrętu przedśrodkowego wychodzi jedna, ale ogromna droga korowo-rdzeniowa — większa niż wszystkie pozostałe drogi razem wzięte, ponieważ kora nowa człowieka jest bardzo duża. Istotny niuans: możemy z niej korzystać, ale nie musimy. W każdej chwili świadomie sterujemy tylko niewielką częścią ciała — np. ośrodek Broki reguluje aparat mowy, część zakrętu przedśrodkowego steruje gestykulacją, a nogi pozostają praktycznie bezczynne. Działa to jak światło latarki przesuwające się po korze. Podczas snu wszystko przejmuje układ wegetatywny.

• Długotrwałe sterowanie jednym elementem jest niemożliwe — neurony męczą się i potrzebują czasu na odbudowę zapasów glukozy.
• Można to jednak trenować: sportowcy i aktorzy świadomie doskonalą powtarzalne ruchy, przystosowując do zadania większą liczbę neuronów.
• Podobnie działa język migowy — osoba go nieznająca macha rękami bez sensu, a osoba wyszkolona wykonuje tymi samymi rękami ruchy znaczące.

Międzymózgowie — najbardziej archaiczne struktury

Mózg dzieli się na pięć części: rdzeń przedłużony, tyłomózgowie, śródmózgowie, międzymózgowie i kresomózgowie. Międzymózgowie jest dość duże i składa się z trzech pięter:

• Nadwzgórze (epithalamus) — u góry
• Dwa wzgórza (thalamus) — w środku, bardzo duże
• Podwzgórze (hypothalamus) — na dole

To właśnie te struktury bywają nazywane „mózgiem gadzim” — choć jest to nazwa myląca, bo są one w pełni ssacze, a u gadów zbudowane nieco inaczej.

Szyszynka — dawne trzecie oko

Kiedyś nasi przodkowie mieli cztery oczy: dwa boczne oraz dwa na szczycie głowy — narząd ciemieniowy i przyciemieniowy. Dla rybiej głowy było to logiczne: patrzenie w górę pozwalało wykrywać zagrożenia.

• Po wyjściu na ląd patrzenie w górę straciło znaczenie i górne oczy zanikły.
• U legwana widać jeszcze z zewnątrz jasną plamkę na ciemieniu, u hatterii narząd ten zachowuje siatkówkę, soczewkę, rogówkę i tęczówkę oraz działający nerw — reaguje na światło.
• U kopalnych gadów ssakokształtnych (np. gorgonopsów) otwór ciemieniowy bywał niewiele mniejszy od zwykłych oczodołów.

Funkcje szyszynki dziś:

1. Hamowanie przysadki — tłumi wydzielanie hormonu wzrostu. Zbyt silne hamowanie daje niski wzrost, zbyt późne — nadmierny (skrajności: karłowatość i gigantyzm).
2. Regulacja rytmów okołodobowych — przy świetle wydzielana jest serotonina (jeden z „hormonów szczęścia”), a w ciemności w dwóch reakcjach chemicznych przekształca się w melatoninę, po czym zasypiamy.

Choć szyszynka znajdowała się kiedyś na powierzchni, dziś leży niemal w centrum mózgu. Informacja dociera do niej włóknami odchodzącymi od nerwu i drogi wzrokowej — struktura się zmieniła (oko stało się gruczołem), ale funkcja pozostała ta sama. Rytmy dobowe zależą też od innych czynników (zmęczenie, strefy czasowe), dlatego osoby niewidome również normalnie śpią.

Wzgórze — brzuszne i grzbietowe

Wzgórza są parzyste i bardzo złożone; funkcje wszystkich ich części nie są jeszcze poznane. Podstawowy podział to część brzuszna i grzbietowa.

Ogólna zasada budowy układu nerwowego: części brzuszne (bliżej ziemi) są ruchowe, a grzbietowe (górne) — czuciowe. Wynika to z etapu lancetnikowego: pływając przy dnie, wszystkie nieprzyjemności otrzymywaliśmy z góry (promieniowanie ultrafioletowe, piasek, drapieżniki), stąd na górze ulokowały się struktury czuciowe. Pełzając brzuchem po piasku, rozwijaliśmy tam elementy mięśniowe — stąd struktury ruchowe na dole. Wyjątkiem są chemoreceptory, umieszczone z przodu i od dołu, bo węszyć trzeba przed sobą, żeby z wyprzedzeniem wykryć pokarm i drapieżniki.

Wzgórze brzuszne jako narząd szczątkowy

Wzgórze brzuszne pierwotnie było ruchowe — u żaby steruje skakaniem, u ryby pływaniem. Gdy pojawiła się kora nowa z układem piramidowym, jego funkcja stała się zbędna, ale zniknąć nie może, bo jest zapisane w genomie. W efekcie:

• Kora nowa „wymyśla”, że sygnał do podniesienia ręki idzie przez wzgórze brzuszne, gdzie częściowo się przełącza, a częściowo po prostu przechodzi obok.
• Struktura wielkości kilku centymetrów okazuje się w znacznej mierze bezużyteczna.
• Znane są pętle neuronalne, w których sygnał krąży w kółko między dwoma–trzema neuronami — bo informacja nie jest już potrzebna, a neuron nie potrafi nie pracować. To bezsensowna strata energii, czasu i sił; nie wiadomo jednak, czy usunięcie tego przyspieszyłoby pracę mózgu.

Wzgórze grzbietowe — logiczny porządek czuciowy

• Jądra przednie — węchowe (nos jest z przodu, chemorecepcja to najstarszy zmysł, odziedziczony po bakteriach)
• Jądra środkowe — dotyk i czucie stawowe (propriocepcja), czyli orientacja własnego ciała względem siebie i planety
• Jądra tylne — wzrokowe i częściowo słuchowe

Dlaczego ośrodki wzrokowe leżą z tyłu głowy? Pierwotnie u ryb oczy znajdowały się na czubku głowy, a ośrodki wzrokowe dokładnie naprzeciwko nich. Gdy powstała twarz, oczy przesunęły się do przodu, a rozrastający się mózg — niczym ciasto wypływające z garnka — wypchnął dawne struktury ciemieniowe do tyłu, na potylicę. Wydaje się to nielogiczne, ale historycznie ma pełen sens.

Podwzgórze i przysadka

Przysadka ma niezwykłe pochodzenie — powstała z gruczołu skrzelowego (kieszonki gardłowej), a więc rozwojowo z entodermy, podczas gdy cały mózg jest pochodzenia ektodermalnego. Mimo to zbudowana jest z neuronów.

• Przysadka gruczołowa (adenohypophysis) — część przednia i pośrednia
• Neuroprzysadka — z tyłu, wyłącznie włókna przewodzące
• Łączy się z mózgiem lejkiem i guzem popielatym, ale sama leży poza oponami mózgowymi — jest przecież właściwie częścią gardła „przyczepioną” do mózgu.

Układ podwzgórzowo-przysadkowy — sprzężenie zwrotne ujemne

1. Przysadka wydziela hormony tropowe (wyzwalające), które trafiają do krwi.
2. Docierają do gruczołów zależnych od przysadki (tarczyca, gonady, kora nadnerczy) i uruchamiają ich pracę.
3. Gruczoły te wydzielają hormony wykonawcze, wzmagające przemianę materii.
4. Hormony te docierają także do międzymózgowia i w guzie popielatym aktywują neurony wydzielające statyny.
5. Statyny przez lejek hamują przysadkę — ta przestaje wydzielać hormony tropowe.
6. Gruczoły przestają działać, guz popielaty wydziela wtedy liberyny, które ponownie pobudzają przysadkę — i cykl zaczyna się od nowa.

W skrócie: im aktywniej pracuje przysadka, tym bardziej się wycisza; im bardziej się wycisza, tym mocniej się aktywuje. Efektem końcowym jest homeostaza.

Gdy równowaga się załamie, przechyla się zawsze w jedną stronę. Przyczyn może być mnóstwo: problem z samą przysadką, z hormonami, z receptorami, z gruczołem lub jego częścią, z jądrami guza popielatego (jest ich co najmniej 60) czy z czynnikami uwalniającymi. Dlatego istnieje endokrynologia, a preparaty hormonalne należy przyjmować wyłącznie z zalecenia lekarza. Cały ten mechanizm jest bardzo stary (poziom lancetników i krągłoustych) i nie podlega świadomości.

Regulacja apetytu — jądra guza popielatego

Znaczna część podwzgórza zajmuje się przemianą materii, w tym odżywianiem.

• Jądra boczne guza popielatego — pobudzane, wzmagają apetyt. Ich zniszczenie (eksperymenty na szczurach) powoduje utratę apetytu i chudnięcie, ale nie śmierć. Powrót do jedzenia następuje w trzech fazach: najpierw zwierzę je tylko „przysmaki”, potem zwykłe jedzenie, ale nie pije i nadal chudnie, wreszcie je i pije normalnie — choć na niższym poziomie niż wcześniej.
• Jądra przyśrodkowe — działają odwrotnie: pobudzone tłumią apetyt, a zniszczone wywołują potworny głód. Szczur zaczyna jeść bez opamiętania i staje się okrągły, choć ostatecznie nie pęka — inne mechanizmy regulacyjne włączają się na wyższym poziomie spożycia.

Prelegent żartobliwie odradza samodzielne „nakłuwanie” jąder guza popielatego w celu odchudzania — u szczura wystarczy rozpiłować czaszkę, u człowieka struktury te leżą w centrum mózgu, a pomyłka między jądrem bocznym a przyśrodkowym daje efekt odwrotny do zamierzonego.

Historia naszej diety i jej konsekwencje

Jak zmieniało się menu przodków

• Późny mezozoik i paleocen — wszystkożerność z przewagą owadożerności: byliśmy małymi, nocnymi zwierzętami wielkości ryjówki, a nocą najłatwiej łapać owady. Owady to praktycznie czyste kalorie — tłuszcze i białka. Do dziś człowiek posiada enzym rozkładający chitynę (lemury mają ich kilka).
• Około 45–50 mln lat temu — wzrost udziału pokarmu roślinnego.
• Około 30 mln lat temu — dieta wyraźnie owocowo-liściasta; utrzymuje się przez okres wczesnych małp wąskonosych, ardipiteków i australopiteków.
• Około 2,5 mln lat temu — wyjście na sawannę i włączenie do diety mięsa.

Przez cały czas byliśmy jednak wszystkożerni, z przechyłami w jedną lub drugą stronę. Nasi bezpośredni przodkowie — kromaniończycy, a zwłaszcza neandertalczycy epoki lodowcowej w Europie — byli superdrapieżnikami, bardziej mięsożerni niż lwy jaskiniowe (co trudne do osiągnięcia, skoro lew nie je nic poza mięsem — ale można zjeść samego lwa jaskiniowego).

Odziedziczone zasady żywieniowe i ich zderzenie ze współczesnością

1. Wszystko, co jest, trzeba zjeść — bo jutro jedzenia może zabraknąć. Problem: dziś jedzenie się nie kończy — lodówka jest zapełniona po brzegi, a sklep działa całą dobę i miga jaskrawymi, czerwonymi światłami, na które jesteśmy szczególnie wyczuleni.
2. W pierwszej kolejności zjeść wszystko, co słodkie — bo byliśmy owocożercami, a cały metabolizm opiera się na glukozie (cykl Krebsa, mitochondria). W przyrodzie czysta glukoza nie występuje — na przetworzenie różnych cukrów trzeba było zużywać energię. Dziś stoi przed nami cukiernica, co prowadzi do cukrzycy.
3. Wszystko zjedzone trzeba zmagazynować w postaci tłuszczu — tłuszcz to idealny, stabilny zapas, zapewniający dodatkowo termoregulację. Dążenie do przytycia jest naturalnym dążeniem organizmu. Odczytanie genomu neandertalczyków wskazuje, że byli oni bardzo skłonni do tycia — brakowało im tylko możliwości realizacji. Dziś takie możliwości mamy, stąd cukrzyca, blaszki cholesterolowe, miażdżyca, choroba niedokrwienna serca i otyłość.

Praktyczny wniosek: myśleć korą nową, nie jądrami

Aby uniknąć tych skutków, trzeba włączyć korę nową zamiast poddawać się jądrom guza popielatego. Prelegent podaje własny przykład: gdy po czterdziestce, mimo całego życia w szczupłości, zaczął tyć wskutek spowalniającej przemiany materii, wprowadził zasadę — w stołówce zjadam o połowę mniej, niż mam ochotę. Metoda działa, choć z czasem wymaga coraz większego wysiłku. Alternatywnie można się więcej ruszać, choć zwykle pomaga to słabiej.

Widzenie czerwieni i zachowanie poszukiwawcze

Około 40–45 mln lat temu rozwinęliśmy zdolność widzenia koloru czerwonego — półmałpy jej nie mają, małpy tak. Dziedzictwem tego jest odruch, by zjeść wszystko, co czerwone i błyszczące: to albo owad, albo owoc, a więc jedzenie (mięso również jest czerwone).

Rzecz w tym, że czerwone owady bywają trujące (biedronki), tak jak i czerwone owoce mogą być jadalne lub trujące. Konieczne staje się zatem najpierw zbadanie obiektu, a badanie to już praca kory nowej, myślenie — zupełnie inny poziom. Stąd wyrasta zachowanie poszukiwawcze.

Układ limbiczny

Struktury archaiczne międzymózgowia oraz kresomózgowia — archistriatum, paleostriatum, archikorteks i paleokorteks — wraz z przegrodą przezroczystą i innymi elementami tworzą układ limbiczny. Nie jest to układ anatomiczny, lecz funkcjonalny, rozgałęziony, zajmujący się trzema głównymi rzeczami:

• węchem
• emocjami
• pamięcią

Powstał na poziomie krągłoustych i pierwszych ryb, a nadal funkcjonuje w pełni. Jego centrum stanowi hipokamp (archikorteks), a łączy go sklepienie jako układ przewodzący.

Przykład: zapach rumianku po czterdziestu latach

• Dziecko idzie letnią łąką, dostało lody, pachną rumianki — wszystkie te wrażenia kojarzą się ze sobą w hipokampie. Czterdzieści lat później ten sam człowiek, czując zapach rumianków, odczuwa nagłą przyjemność, nie wiedząc dlaczego.
• Inne dziecko tego samego dnia potknęło się, upadło twarzą w błoto, upuściło lody, które ktoś rozdeptał. Po czterdziestu latach ten sam zapach wywołuje u niego smutek — również bez świadomej przyczyny.

Liczba takich wzajemnych powiązań jest niewyobrażalnie duża, a reakcje różnych ludzi na te same sytuacje bywają całkowicie odmienne.

Hipokamp i mechanizm pamięci

Hipokamp odpowiada za pamięć krótkotrwałą, ale jednocześnie jest urządzeniem zapisującym do pamięci długotrwałej, która przechowywana jest w korze nowej — a więc już poza układem limbicznym. Hipokamp zarówno zapisuje do niej, jak i z niej odczytuje.

Skutki uszkodzeń hipokampa:

• Utrata pamięci krótkotrwałej przy zachowaniu długotrwałej sprzed urazu — człowiek trafia w „dzień świstaka”: pamięta wszystko sprzed uderzenia, ale nic nowego już się nie utrwala.
• Odwrotność: znika pamięć długotrwała, ale krótkotrwała działa i nowe wspomnienia mogą przechodzić do nowej pamięci długotrwałej — natomiast wszystko sprzed urazu przepada.
• Możliwe jest też całkowite zniknięcie pamięci długotrwałej, gdy pozostaje jedynie krótkotrwała — człowiek pamięta wyłącznie ostatnie kilka minut życia.

Emocje jako narzędzie zapamiętywania

Ponieważ hipokamp powiązany jest z węchem i emocjami, a jedną z wiodących funkcji naszego mózgu jest komunikacja i rozpoznawanie innych ludzi, najlepszym sposobem zapamiętania czegoś jest nadanie temu ładunku emocjonalnego.

Przykład z pierwiastkami chemicznymi: tlen można zapamiętać jako „twardy i zły”, wodór jako „powietrzny, lekki i rozluźniony”, żelazo jako „surowe, ciężkie i twarde”, uran jako „radioaktywny, a więc zły”, a hel jako „wesoły i szczęśliwy, bo nadmuchuje się nim baloniki”. Przypisanie pierwiastkom cech emocjonalnych znacząco ułatwia ich zapamiętanie. Dotyczy to nawet cyfr: dla wielu osób „dwójka” jest mała, złośliwa i głupia, a „piątka” okrągła, pulchna, czerwona i dobra.

Rewersem tego mechanizmu są przesądy, wierzenia religijne i zabobony: człowiek przypisuje świadomość, myślenie i emocje obiektom, które ich nie posiadają. Dzieje się to całkowicie automatycznie.

„Czuję to nosem” — czyli układ limbiczny na skróty

Układ limbiczny działa bez udziału świadomości. Stąd biorą się bardzo emocjonalne oceny typu: „ten człowiek jest na pewno dobry, a tamten zły — czuję to nosem”.

• Na poziomie lancetnika taka reakcja miała sens: obce feromony wychwycone narządem Jacobsona oznaczały obcą populację lub konkurenta, feromony „swoje” — bezpieczeństwo.
• Na poziomie człowieka zapachy i feromony nie decydują o tym, czy ktoś jest dobry — decyduje o tym złożoność sieci neuronalnych kory nowej.
• Praktyczny wniosek: gdy podświadomie czujemy, że ktoś lub coś jest „dobre” albo „złe”, warto się zastanowić, czy to sygnał z układu limbicznego przez chemoreceptory, czy realnie uzasadniona ocena wypracowana przez korę nową.

Agresja, strach i życie w grupie

Eksperymenty Delgado — agresję da się włączać i wyłączać

Neurofizjolog José Delgado wykazał, że emocje agresywne można regulować elektrodami wszczepionymi w struktury limbiczne:

• Kot — sygnał do kompleksu migdałowatego wywoływał wściekłość; sygnał do głowy jądra ogoniastego natychmiast go uspokajał, zwierzę stawało się „białe i puszyste”, mruczało.
• Byk na arenie — pędzący, rozjuszony byk po naciśnięciu przycisku uspokajał się, odwracał i szedł spokojnie „paść się” na piasku areny.
• Makaki rezusy — złośliwemu samcowi alfa wszczepiono elektrodę, a dźwignię umieszczono w klatce. Inne małpy szybko zorientowały się, że gdy zaczyna wszystkich ustawiać i szczerzyć zęby, wystarczy pobiec do dźwigni i ją pociągnąć — alfa stawał się dobry. (Historia milczy, jak długo pozostał potem samcem alfa.)
• Ludzie — po pobudzeniu kompleksu migdałowatego pacjent mówił lekarzowi wprost, że ma ochotę zabić go krzesłem tu i teraz, rozumiejąc jednocześnie, że nie ma ku temu żadnego powodu.

Delgado napisał książkę o tym, jak „uczynić ludzkość szczęśliwą”, ale sam uznał, że choć droga do regulacji agresji w obie strony jest technicznie znana, jeszcze nie należy z niej korzystać — zbyt mało wiemy, a wtykanie elektrod w mózg dla zabawy jest niedopuszczalne. Robi się to tylko przy okazji koniecznych operacji. Ludzki mózg nie różni się w tych podstawowych funkcjach od mózgu kota, krowy czy makaka — jedynie rozmiarem.

Strach — najgłębsza i najbardziej użyteczna emocja

Strach to reakcja na coś nieoczekiwanego, niezrozumiałego i potencjalnie niebezpiecznego. Odpowiadają za niego jądra wzgórza, kompleks migdałowaty, gałka blada (paleostriatum) — czyli struktury położone najgłębiej, a więc najstarsze.

Bać się jest pożytecznie. Przez niemal całą historię byliśmy zdobyczą, a nawet gdy staliśmy się świetnymi myśliwymi, zawsze znajdował się ktoś, kto mógł nas zabić. Skoro czegoś nie da się szybko obliczyć, lepiej wystraszyć się z góry. Stąd lęk przed: ciemnością (jesteśmy zwierzętami dziennymi), błyskiem w mroku (być może oczy podkradającego się lamparta), zbyt cichymi lub zbyt ostrymi dźwiękami, gwałtownymi ruchami (klasyczny ogórek podłożony kotu).

Wspólny korzeń strachu, zdziwienia i śmiechu

Zdarzenie nieoczekiwane uruchamia zawsze tę samą sekwencję początkową, a dalszy przebieg zależy od tego, jak szybko mózg przetworzy sytuację:

1. Strach — trzeba samemu przestraszyć potencjalne zagrożenie: usta się otwierają, kły obnażają, wargi unoszą pionowo, dźwięk jest ciągły i długi — krzyk grozy.
2. Zdziwienie — mózg orientuje się, że raczej nie jest to groźne: oczy pozostają szeroko otwarte, usta się rozwierają, ale kły już się nie obnażają, a dźwięk wygasa.
3. Śmiech — mózg rozpoznaje, że sytuacja jest bezpieczna i „właśnie nie umieram”, co jest wspaniałe. Usta rozciągają się na boki, zęby prawie się nie odsłaniają (u szympansa w ogóle), oczy mrużą się, a program nastawiony na dziki wrzask ulega awarii — oddech się urywa i zamiast krzyku powstaje „ha-ha-ha”.

Pierwsze ułamki sekundy — ruchy mimiczne i dźwiękowe — są przy przerażeniu i śmiechu identyczne. Dlatego mózg czasem się myli: nieudany żart kończy się prawdziwym przerażeniem, a w sytuacji autentycznie tragicznej człowiek może zacząć się śmiać jak szalony — to nie wesołość, lecz zawieszenie programu.

Lęk przed obcymi

Najważniejszym strachem wyższego rzędu jest strach przed obcymi, oparty na systemie rozpoznawania. Historia daje ku niemu solidne podstawy:

• El Sidrón (Hiszpania, 50 tys. lat temu) — grupę neandertalczyków zabili i zjedli inni neandertalczycy.
• Sungir — pochowany bogato, z koralikami, człowiek, którego najpierw ugodzono włócznią w szyję, a potem rozbito mu czaszkę.

Dlatego niemowlę, gdy tylko zaczyna kogokolwiek rozpoznawać, natychmiast zaczyna bać się obcych — całkiem małe dziecko nie odróżnia ludzi i niczego się nie boi, ale gdy mózg nauczy się rozpoznawać rodziców, wszyscy nieznajomi stają się potencjalnie groźni. To reakcja prawidłowa.

Współczesny parado