Sam Kean: Dziwne przypadki naszego DNA

Po rozpoznaniu u Alberta Einsteina tętniaka aorty rozpoczęło się coś w rodzaju ogólnoświatowego czuwania przy łóżku umierającego. Naukowiec odszedł ostatecznie o 1.15 nad ranem 18 kwietnia 1955 roku wskutek krwawienia wewnętrznego. Niedługo potem jego ciało przewieziono do miejscowego szpitala w Princeton w New Jersey, aby przeprowadzić regularne badanie pośmiertne. W tym momencie pełniący tam swoje obowiązki patolog Thomas Harvey stanął przed trudnym wyborem.

Chyba każdy z nas w takiej sytuacji odczuwałby podobną pokusę – któż nie chciałby się dowiedzieć, co uczyniło Einsteina – Einsteinem? Einstein nie miał nic przeciwko zbadaniu swojego mózgu po śmierci, a nawet zgadzał się na jego prześwietlenie. Zdecydował w końcu jednak, że nie chce, by jego mózg zakonserwowano, ponieważ nie mógł znieść myśli o tłumach ludzi traktujących taki preparat jak relikwię i odtwarzających średniowieczny kult w XX wieku. Harvey jednak, przygotowując na zapleczu zestaw skalpeli, zdawał sobie sprawę, że ludzkość ma tylko jedną szansę, by zachować szare komórki jednego z największych naukowców w historii. I choć przesadą byłoby stwierdzenie, że wykradł mózg, o ósmej rano następnego dnia – bez zgody bliskiego krewnego i wbrew potwierdzonej notarialnie woli Einsteina nakazującej kremację ciała – Harvey uwolnił mózg fizyka, oddzielając go od ciała, które następnie wydał rodzinie.

Rozczarowanie pojawiło się od razu. Mózg Einsteina miał masę 1,2 kg, w dolnej granicy normy. Zanim jednak Harvey mógł przeprowadzić jakieś dodatkowe badania, wieść o „relikwii" zaczęła się rozchodzić, stało się więc dokładnie to, czego obawiał się Einstein. Podczas szkolnej dyskusji na temat śmierci wielkiego naukowca syn Harveya, zwykle małomówny, wyrzucił z siebie: „Mój tata ma jego mózg!". Nazajutrz o planach Harveya donosiły na pierwszych stronach wszystkie gazety publikujące nekrologi Einsteina. Harvey przekonał w końcu pozostałych Einsteinów, rzecz jasna zirytowanych, by zgodzili się na dalsze badania mózgu zmarłego. I tak, po ustaleniu wymiarów narządu suwmiarką oraz obfotografowaniu go dla potomności na czarno-białych kliszach aparatem 35 mm, Harvey pociął obiekt badań na 240 kawałków mających wielkość sporych karmelków i zatopił każdy z nich w celoidynie. Niedługo potem zaczął rozsyłać je w słoikach po majonezie do neurologów, przekonany, że wyniki badań i wartość dla nauki usprawiedliwią jego występek.

Czytaj więcej

Plus Minus

Na czym polega kara więzienia

Brytyjska stacja publiczna BBC od dłuższego czasu odważnie rywalizuje o widzów serialowych z największymi platformami cyfrowymi o zasięgu globalnym. W Polsce jej ostatnie produkcje można oglądać m.in. na kanale HBO i w aplikacji HBO GO. Znaleźć tam można np. rewelacyjne „Na wodach północy" czy intrygującą produkcję „Des". Jeszcze wcześniej mieliśmy retrokryminał „Peaky Blinders" i „Normalnych ludzi". Brytyjczycy produkują swoje serie samodzielnie albo we współpracy z wielkimi studiami. Zawsze jednak dbają o jakość i poniżej pewnego poziomu nie schodzą. Znakiem rozpoznawczym BBC jest świetne aktorstwo i scenariusze – często adaptacje najlepszej literatury.

Zachować dla potomnych

Nie była to oczywiście pierwsza zabarwiona sensacją autopsja znanej osoby. W 1827 roku lekarze odstawili na półkę odcięte uszy Beethovena, by zbadać przyczyny jego głuchoty, ale zanim to zrobili, buchnął je ktoś z personelu pomocniczego. Związek Radziecki utworzył nawet cały instytut poświęcony badaniom mózgu Lenina i ustaleniu, co uczyniło słynnego rewolucjonistę tym, kim był. (Tam też zdeponowano mózgi Stalina i Czajkowskiego). Podobnie, i to pomimo okaleczenia ciała przez tłum, po zakończeniu drugiej wojny światowej Amerykanie wydobyli i zabrali pół mózgu Mussoliniego, by zbadać, co uczyniło go dyktatorem. W tym samym roku amerykańscy wojskowi pozyskali też od japońskich koronerów cztery tysiące próbek ludzkich tkanek, by określić skutki promieniowania wywołanego wybuchami jądrowymi. Wśród łupów znalazły się serca, kawałki wątroby i mózgu, a nawet oddzielone od reszty ciała gałki oczne – wszystko trafiło do słojów i zostało umieszczone w odpornych na radioaktywność schronach w Waszyngtonie. Tkanki te przechowywano następnie na koszt podatnika za jedyne 60 tys. dolarów rocznie. (USA zwróciło szczątki Japonii w 1973 roku).

Jeszcze bardziej groteskowo brzmi historia Williama Bucklanda – zapewne zmyślona, ale wielu współczesnych święcie w nią wierzyło. Zgodnie z nią ukoronowanie kariery tego smakosza nastąpiło w dniu, w którym jeden z jego przyjaciół otworzył przy nim ozdobną srebrną skrzyneczkę, kryjącą w swoim wnętrzu zasuszony kawałek serca Ludwika XIV. „Próbowałem już wielu dziwnych rzeczy, ale nigdy królewskiego serca" – pomyślał Buckland i zanim ktokolwiek zdążył go powstrzymać, rzucił się i błyskawicznie je pożarł.

Jedna z najbardziej pikantnych historii o skradzionych częściach ciała dotyczy za to najintymniejszego narządu Napoleona. Wyjątkowo paskudny doktor Cuvier (Jean Léopold Nicolas Frédéric Cuvier, żyjący na przełomie XVIII i XIX w. francuski przyrodnik uznawany za ojca paleontologii – red.) odciął penis imperatora podczas sekcji zwłok w 1821 roku, a szemrany mnich przeszmuglował go do Europy. Wiek później, w 1927 roku, narząd wystawiono na sprzedaż w Nowym Jorku, gdzie jeden z obserwatorów określił go jako „zwiędły kawałek skóry przypominający sznurówkę". Penis skurczył się przez ten czas do jakichś 4 centymetrów, ale pewien urolog z New Jersey i tak zdecydował się zapłacić za niego 2900 dolarów. Nie możemy przy tej okazji nie wspomnieć też o innym lekarzu z New Jersey, który w 1955 roku podwędził gałki oczne Einsteina. Jakiś czas później odmówił ich sprzedaży Michaelowi Jacksonowi, choć ten oferował miliony – ponoć częściowo dlatego, że lekarz przyzwyczaił się do nich i nie mógłby spojrzeć im w oczy, gdyby je sprzedał. Byłbym jednak bez serca (darujcie), gdybym nie wspomniał, że resztę ciała Einsteina poddano kremacji i nikt nie wie, gdzie w Princeton rodzina rozrzuciła prochy.

Odstępstwa od normy

Jednak chyba najbardziej smutne jest to, że mimo tych wszystkich zawirowań z częściami ciała Einsteina naukowcy nie zyskali praktycznie żadnej przydatnej wiedzy. Przez 40 lat neurolodzy opublikowali jedynie trzy prace na temat mózgu Einsteina, ponieważ większość badaczy nie odkryła w jego budowie nic nadzwyczajnego. Harvey stale nagabywał nowych specjalistów, by przyjrzeli się wycinkom raz jeszcze, ale po pierwszej rundzie badań, które nie przyniosły spektakularnych odkryć, większość preparatów wylądowała na półce.

Harvey przechowywał kawałki mózgu owinięte w gazę i ułożone jeden na drugim w dwóch słojach z szerokim otworem, wypełnionych roztworem formaldehydu. Słoje zaś umieścił w kartonowym pudle oznaczonym napisem „Costa Cider" w swoim biurze, tuż obok czerwonej przenośnej lodówki do piwa. Kiedy po jakimś czasie Harvey stracił pracę i postanowił poszukać nowych perspektyw w Kansas (gdzie został sąsiadem pisarza i ćpuna Williama S. Burroughsa), słój w pudle jechał obok niego na przednim siedzeniu.

Jednak w ciągu ostatnich 15 lat upór Harveya zyskał pewne uzasadnienie. Ukazało się bowiem kilka ostrożnych w tonie prac zwracających uwagę na jednak nieco odbiegające od normy cechy budowy mózgu Einsteina, dostrzegalne zarówno na poziomie mikro, jak i makro. Razem z całą masą wyników nowych badań w związku z genetycznymi podstawami rozwoju mózgu spostrzeżenia te dostarczają nam pewnych wskazówek dotyczących czynników odróżniających zwierzęcy mózg od ludzkiego i tego, dlaczego mózg Einsteina pod względem sprawności o kilka odchyleń standardowych sytuuje się wyżej niż przeciętny.

Wydaje się, że obsesja związana z pomiarami wielkości mózgu ustąpiła miejsca obsesji pomiarów jego wybranych części. Naczelne, w porównaniu z innymi zwierzętami, mają szczególnie grube aksony neuronów, dzięki czemu mogą szybciej przesyłać impulsy nerwowe. Jeszcze ważniejsza jest grubość kory mózgu, jego najbardziej zewnętrznej części, sprzyjającej myśleniu, wyobrażeniom i innym kwiecistym czynnościom. Naukowcy znają geny odpowiedzialne za rozwój grubej kory mózgu częściowo dzięki temu, że skutki ich nieprawidłowego działania są bardzo smutno oczywiste: ludzie, u których te geny szwankują, mają niezwykle małe mózgi. Jednym z tych genów jest ASPM. U naczelnych, w porównaniu z innymi ssakami, w jego sekwencji występują pewne dodatkowe odcinki, kodujące dodatkowe aminokwasy prowadzące do zwiększenia masy kory. (Odcinki te zaczynają się od sekwencji kodujących izoleucynę i glutaminę. W kodzie genetycznym wyrażonym jednoliterowymi skrótami izoleucynie odpowiada I, a glutaminie Q – ponieważ G jest już zajęte. Oznacza to, że istotne zwiększenie naszej inteligencji nastąpiło dzięki odcinkowi DNA, który w żargonie nazywa się często „domeną IQ").

Poza zwiększaniem objętości kory mózgu ASPM przyczynia się do wzrostu zagęszczenia neuronów w korze, co także jest cechą silnie korelującą z inteligencją. Ten wzrost zagęszczenia następuje na bardzo wczesnym etapie rozwoju, gdy mamy jeszcze mnóstwo komórek macierzystych, czyli niezróżnicowanych komórek zdolnych do przekształcenia się w różne inne. Kiedy w tym początkowym stadium komórki macierzyste zaczynają się w mózgu intensywnie dzielić, mogą albo wytworzyć więcej komórek macierzystych, albo też się ustatkować, pójść do porządnej pracy i zostać dojrzałymi neuronami. Neurony są oczywiście w porządku, ale za każdym razem, gdy komórka macierzysta różnicuje się w neuron, nie może już wytworzyć nowych komórek macierzystych (które przekształciłyby się w neurony w przyszłości). Żeby więc uzyskać duży mózg, trzeba najpierw stworzyć miejscowo sporą populację komórek macierzystych. Kluczowe zaś w tym procesie są „równomierne" podziały komórkowe – jeśli bowiem komórkowe flaki zostaną podzielone sprawiedliwie, mniej więcej po połowie, powstaną dwie nowe komórki macierzyste. Jeśli jednak podział nie będzie równy, zaczną się tworzyć neurony.

Aby ułatwić równomierny podział, białko ASPM pomaga tzw. wrzecionom podziałowym, przyczepiającym się do chromosomów i rozdzielającym je ku przeciwnym biegunom w zgrabny i symetryczny sposób. Jeśli jednak ASPM źle wykona swoją robotę, podział będzie nierówny, neurony zaczną powstawać zbyt wcześnie, a u dziecka nie wykształci się prawidłowy mózg. Żeby nie było wątpliwości, ASPM nie jest genem odpowiedzialnym za „wielkość mózgu": podziały komórkowe wymagają bardzo ścisłej koordynacji mnóstwa innych genów z wieloma głównymi regulatorami tego procesu. Z pewnością jednak ASPM wpływa na wypakowanie kory mózgu neuronami, gdy funkcjonuje prawidłowo, i zaburza normalne powstawanie neuronów, gdy coś z nim jest nie tak.

Czytaj więcej

Plus Minus

Na czym polega kara więzienia

Brytyjska stacja publiczna BBC od dłuższego czasu odważnie rywalizuje o widzów serialowych z największymi platformami cyfrowymi o zasięgu globalnym. W Polsce jej ostatnie produkcje można oglądać m.in. na kanale HBO i w aplikacji HBO GO. Znaleźć tam można np. rewelacyjne „Na wodach północy" czy intrygującą produkcję „Des". Jeszcze wcześniej mieliśmy retrokryminał „Peaky Blinders" i „Normalnych ludzi". Brytyjczycy produkują swoje serie samodzielnie albo we współpracy z wielkimi studiami. Zawsze jednak dbają o jakość i poniżej pewnego poziomu nie schodzą. Znakiem rozpoznawczym BBC jest świetne aktorstwo i scenariusze – często adaptacje najlepszej literatury.

Upakowane neurony

Kora mózgu Einsteina odznaczała się kilkoma nietypowymi cechami. Jedno z badań pokazało, że w porównaniu z przeciętnym starszym mężczyzną miał on całkiem przeciętną liczbę neuronów o tej samej, przeciętnej wielkości. Jednak pewna część jego kory mózgu, kora przedczołowa, była cieńsza niż zwykle, dzięki czemu neurony w tym rejonie były upakowane gęściej. To zaś może pozytywnie wpływać na szybkość przetwarzania informacji – intrygujące spostrzeżenie, zważywszy, że kora przedczołowa zarządza myśleniem całego mózgu i bierze udział w rozwiązywaniu złożonych, wieloetapowych problemów.

Inni badacze przyjrzeli się zaś pofałdowaniu mózgu Einsteina. Tak jak w przypadku błędnego założenia, że większy mózg czyni jego posiadacza mądrzejszym, nie jest też prawdą, że większe pofałdowanie przekłada się automatycznie na większą sprawność umysłu. Jest tu jednak coś na rzeczy. Mniejsze i głupsze od nas małpy mają mniej pomarszczoną korę mózgu – podobnie jak, co ciekawe, ludzkie noworodki. Oznacza to, że gdy zaczynamy dorastać, a geny fałdujące nam mózgi zaczynają działać na pełnych obrotach, w błyskawicznym tempie niejako pokonujemy miliony lat ewolucji. Naukowcy dobrze też zdają sobie sprawę, jak tragiczne konsekwencje niesie brak pofałdowania mózgu. Genetyczna choroba o nazwie „bezzakrętowość" powoduje głęboki niedorozwój u płodów, jeśli w ogóle udaje im się dożyć do porodu. Mózg, który nie pokrył się bruzdami i zakrętami, wygląda jak wypolerowany, a jego przekroje, zamiast przedstawiać pomarszczoną mózgową materię, wyglądają jak wycinki wątroby.

U Einsteina występowały nietypowe zmarszczki i bruzdy w płacie ciemieniowym, w obszarze biorącym udział w matematycznym wnioskowaniu i przetwarzaniu obrazów. To zgadza się ze słynnym stwierdzeniem Einsteina, że myślał o fizyce za pomocą obrazów: teorię względności sformułował wszak, wyobrażając sobie, jak by to było podróżować na promieniach światła. Płat ciemieniowy łączy także doznania zmysłowe, takie jak dźwięki czy obrazy, z resztą mózgowego myślenia.

Einstein stwierdził też kiedyś, że abstrakcyjne koncepcje w jego umyśle zyskiwały sens tylko „poprzez łączenie się z doznaniami zmysłowymi", a członkowie jego rodziny wspominali, że zwykł on grywać na skrzypcach zawsze, gdy utykał na jakimś fizycznym problemie. Często po godzinie takiej gry nagle oświadczał: „Już wiem!", i wracał do pracy. Dopływ bodźców dźwiękowych najwyraźniej pobudzał jego myślenie. Co także wiele mówiące, jego ciemieniowe fałdy były niespotykanie grube, nawet o 15 procent grubsze niż zwykle. I gdy większość z nas, umysłowych szaraczków, ma bardzo cienkie prawe płaty ciemieniowe i jeszcze cieńsze lewe, u Einsteina oba były równie i porządnie rozwinięte.

Wreszcie, wygląda też na to, że Einsteinowi brakowało pewnej środkowej części mózgu, tzw. wieczka; a jeśli nawet owa część u niego występowała, to była zdecydowanie niedorozwinięta. Ta część mózgu wpływa na posługiwanie się językiem mówionym i jej brak mógłby wyjaśniać, dlaczego Einstein nie mówił do ukończenia drugiego roku życia i dlaczego do ukończenia siódmego roku życia powtarzał pod nosem każdą kwestię, jaką zamierzał wypowiedzieć głośno. Być może coś mu to jednak rekompensowało. W tym obszarze bowiem znajduje się zwykle szczelina, którą nasze krążące po mózgu myśli muszą omijać. Jej brak w mózgu Einsteina może oznaczać, że mógł on przetwarzać pewne informacje szybciej niż inni, ponieważ dwie zwykle dość oddalone od siebie części mózgu u niego znajdowały się nietypowo blisko.

Czytaj więcej

Plus Minus

Europejczyk Zdzisław Najder

Rok temu zmarł Zdzisław Najder, odszedł bezgłośnie, jak gdyby go nigdy nie było, bez pogrzebu. A odszedł ktoś bardzo ważny dla polskiego życia intelektualnego ostatniego więcej niż półwiecza.

Zniszczone DNA

Wszystko to brzmi podniecająco ciekawie. Czy przypadkiem nie są to jednak podniecająco ciekawe bzdury? Einstein obawiał się, że jego mózg może być traktowany jak relikwia, i może w związku z tym warto zapytać, czy nie zaczynamy właśnie robić czegoś głupiego, czy nie wracamy żwawym krokiem do frenologii. Obecnie mózg Einsteina przypomina raczej siekaną wątróbkę (nawet kolor się zgadza), co zmusza badaczy do korzystania ze starych fotografii – a jest to mniej precyzyjna metoda. Trzeba też, może dość brutalnie, zauważyć, że Thomas Harvey jest współautorem połowy badań wskazujących na „niezwykłe" cechy mózgu Einsteina i że niewątpliwie zależało mu, by nauka zyskała na dokonanej przez niego kradzieży tego narządu.

W dodatku bardzo możliwe, że cechy charakterystyczne dla mózgu Einsteina nie miały żadnego związku z jego geniuszem; naprawdę trudno powiedzieć cokolwiek pewnego, gdy dysponujemy próbą obejmującą jeden obiekt badawczy. Jeszcze bardziej niebezpieczne jest rozstrzyganie, czy to nietypowe cechy neurobudowy (choćby grubsze niż zwykle fałdy) przyczyniły się do jego geniuszu, czy może to jego geniusz sprawił, że zostały one tak „wytrenowane", dzięki czemu się rozrosły. Niektórzy neuronaukowcy sceptycznie nastawieni do rewelacji o mózgu Einsteina zauważają, że do pojawiania się w mózgu zmian takich samych jak te, które zaobserwowano u geniusza, może doprowadzić gra na skrzypcach od młodego wieku (a Einstein zaczął pobierać lekcje, gdy miał sześć lat).