Jak mózg oszukuje? Bill Bryson „Ciało. Instrukcja dla użytkownika

Najbardziej niezwykła rzecz we wszechświecie jest w twojej głowie. Można by przeszukać całą przestrzeń kosmiczną i nigdzie nie znaleźć czegoś równie wspaniałego, skomplikowanego i funkcjonalnego, jak te półtora kilograma gąbczastej masy ulokowanej pomiędzy uszami.

Jeśli potraktować go jako zwykły przedmiot, to ten istny cud, jakim jest ludzki mózg, może się wydać nadzwyczaj nieatrakcyjny. Składa się na przykład w 75–80 procentach z wody, a resztę stanowią głównie tłuszcz i białko. Zdumiewające, że trzy tak zwyczajne substancje mogą się połączyć w sposób, który pozwala nam kształtować myśli, gromadzić wspomnienia, umożliwiać widzenie oraz doznania estetyczne, a także wiele innych czynności. Gdybyś mógł wyjąć go z czaszki, z pewnością byłbyś zdumiony, jaki jest delikatny. Konsystencja mózgu była porównywana do tofu, miękkiego masła lub nieco sztywniejszej panna cotty.

Wielkim paradoksem jest to, że wszystko, co wiesz o świecie, zapewnia ci organ, który sam nigdy tego świata nie widział. Mózg działa w ciszy i mroku jak więzień w lochu. Nie ma receptorów bólu, a więc sam niczego nie odczuwa. Nigdy nie czuł ciepła słońca ani powiewu wiatru. Światem twojego mózgu jest strumień impulsów elektrycznych przypominający stukanie alfabetu Morse'a. I z tych obojętnych, surowych danych tworzy dla ciebie – całkiem dosłownie – żywy, trójwymiarowy, wciągający zmysłowo wszechświat. Twój mózg to ty. Reszta ciała to tylko hydraulika i ruszto-wanie.

Gdy siedzisz sobie spokojnie, nic nie robiąc, twój mózg w ciągu 30 sekund przetwarza więcej informacji niż eksploatowany przez 30 lat bez przerwy Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Wycinek kory mózgowej wielkości jednego milimetra sześciennego – czyli mniej więcej ziarenka piasku – może pomieścić dwa tysiące terabajtów informacji, co wystarczy do przechowywania wszystkich filmów, jakie kiedykolwiek wyprodukowano, łącznie z ich zwiastunami, lub około 1,2 miliarda kopii tej książki.

Szacuje się, że ludzki mózg może przechować w sumie 200 eksabajtów informacji, co według „Nature Neuroscience" równa się „całej cyfrowej treści dzisiejszego świata". Jeżeli to nie jest najbardziej niezwykłą rzeczą we wszechświecie, to musielibyśmy poszukać jeszcze kilku cudów.

Mózg jest często przedstawiany jako żarłoczny organ. Stanowi zaledwie 2 procent masy naszego ciała, ale zużywa aż 20 procent całej naszej energii. U noworodków zużywa nie mniej niż 65 procent. Dlatego właśnie dzieci niemal ciągle śpią – ich rosnący mózg je wyczerpuje. I dlatego mają tak dużo tkanki tłuszczowej, aby w razie potrzeby wykorzystać ją jako rezerwę energii. Twoje mięśnie zużywają jej wprawdzie jeszcze więcej – około jednej czwartej – z tym, że mięśni masz dużo; gdy porównamy takie same jednostki masy, okaże się, że ze wszystkich naszych narządów mózg jest zdecydowanie najdroższy. Ale za to niezwykle wydajny. Twój mózg potrzebuje tylko około 400 kalorii dziennie – mniej więcej tyle, ile zawiera jedna babeczka z jagodami. Spróbuj korzystać z laptopa przez 24 godziny, dysponując energią równą zawartości kalorycznej jednej muffinki i sprawdź, na ile wystarczy ci prądu.

W przeciwieństwie do innych części ciała mózg spala owe 400 kalorii w stałym tempie, niezależnie od tego, co robisz. Niestety, ciężka praca umysłowa nie pomoże ci schudnąć. W zasadzie nie daje ona żadnych korzyści. Richard Haier, naukowiec z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine, użył skanerów pozytonowej tomografii emisyjnej i zaobserwował, że najciężej pracujące mózgi są zazwyczaj najmniej produktywne. Odkrył, że te najbardziej wydajne potrafią szybko rozwiązać zadanie, a następnie wejść w swego rodzaju tryb czuwania.

Mimo tak niebywałej mocy obliczeniowej w twoim mózgu nie ma nic, co byłoby wyłącznie ludzkie. Tworzą go dokładnie takie same elementy – neurony, aksony, zwoje nerwowe itd. – jak mózg psa czy chomika. Wieloryby i słonie mają znacznie większy mózg niż my, choć oczywiście mają też znacznie większe ciało. Ale nawet mysz skalowana do wielkości człowieka miałaby mózg równie duży co my, a wiele ptaków wypadłoby lepiej od nas. Okazuje się też, że ludzki mózg, jeśli chodzi o liczby, nie jest tak imponujący, jak dotąd uważano. Przez lata twierdzono, że ma 100 miliardów komórek nerwowych (neuronów), ale według obliczeń dokonanych przez brazylijską neurolog, Suzanę Herculano-Houzel, w 2015 roku liczba ta została oszacowana na 86 miliardów, co oznacza istotną degradację.

Neurony nie przypominają innych komórek, które zwykle są zwarte i kuliste. Są długie i nitkowate, by lepiej przekazywać impulsy elektryczne z jednego na drugi. Główna nić neuronu nazywana jest aksonem. Na końcu rozdziela się na wzór gałęzi drzewa w rozszerzenia zwane dendrytami – jest ich nawet do 400 tysięcy. Niewielka przestrzeń między zakończeniami komórek nerwowych to synapsa. Każdy neuron łączy się z tysiącami innych neuronów, dając biliony połączeń – „w jednym centymetrze sześciennym tkanki mózgowej jest tyle powiązań, ile gwiazd w naszej Drodze Mlecznej", że zacytuję neuronaukowca, Davida Eaglemana. To właśnie ten złożony splot synaptyczny decyduje o naszej inteligencji, a nie sama liczba neuronów, jak kiedyś myślałem.

Z pewnością najciekawsze i najbardziej niezwykłe jest to, że mózg jest nam zbędny. Aby przetrwać na Ziemi, nie musisz bowiem umieć komponować ani zgłębiać koncepcji filozoficznych – tak naprawdę wystarczyłoby myślenie na poziomie czworonogów. Dlaczego więc zainwestowaliśmy tyle energii w wykształcenie zdolności intelektualnych, których tak naprawdę nie potrzebujemy? To tylko jedna z wielu rzeczy o twoim mózgu, których on sam ci nie powie.

Nic dziwnego, że jako najbardziej rozwinięty z naszych organów mózg ma więcej nazwanych funkcji i punktów orientacyjnych niż jakakolwiek inna część ciała, ale zasadniczo dzieli się on na trzy sekcje. Na wierzchu, dosłownie i w przenośni, znajduje się kora mózgowa, która wypełnia większą część sklepienia czaszki i jest tym, co zwykle uważamy za mózg. Kora mózgowa (cerebral cortex – od łacińskiego cerebrum oznaczającego „mózg") jest ośrodkiem wszystkich naszych wyższych funkcji. Dzieli się ona na dwie półkule, z których każda zawiaduje jedną stroną ciała, ale z nieznanych powodów większość dróg nerwowych jest skrzyżowana tak, że prawa półkula mózgu kontroluje lewą stronę ciała i na odwrót. Obie połączone są pasmem włókien zwanym spoidłem wielkim lub ciałem modzelowatym (łac. corpus callosum, co oznacza „twardy materiał" lub dosłownie „ciało zrogowaciałe"). Kora mózgowa jest pofałdowana, tworząc głębokie szczeliny zwane bruzdami oraz grzbiety określane mianem fałd lub zakrętów, co pozwala na zwiększenie jej powierzchni. Wzory, jakie tworzą bruzdy i fałdy w korze, są unikatowe dla każdej osoby – podobnie jak odciski palców – ale czy ma to coś wspólnego z inteligencją, temperamentem czy czymkolwiek innym, co cię definiuje, wciąż nie wiadomo.

I jedna, i druga półkula mózgu dzieli się na cztery płaty: czołowy, ciemieniowy, skroniowy i potyliczny, a każdy z nich specjalizuje się w pewnych funkcjach. Płat ciemieniowy zarządza danymi sensorycznymi, takimi jak dotyk i temperatura. Płat potyliczny przetwarza informacje wzrokowe, a płat skroniowy odpowiada głównie za słuchowe, choć pomaga również w przetwarzaniu informacji wzrokowych. Wiemy od kilku lat, że w momencie patrzenia na czyjąś twarz uaktywnia się u nas sześć obszarów na płacie skroniowym (nazywanych polami rozpoznawania twarzy). Nadal jednak nie jest jasne, jaki element obserwowanej twarzy pobudza konkretne pola rozpoznawania w naszym mózgu. Płat czołowy nadzoruje wyższe funkcje mózgu – rozumowanie, przezorność, rozwiązywanie problemów, kontrolę emocjonalną i tak dalej. Jest to też część odpowiedzialna za osobowość, za to, kim jesteśmy. Jak na ironię, co kiedyś zauważył Oliver Sacks, płaty czołowe były ostatnim obszarem mózgu do rozszyfrowania. „Nawet w moich czasach studenckich nazywano je jeszcze »cichymi płatami«" – pisał w 2001 roku. Nie dlatego, że uważano, iż nie pełnią żadnych funkcji, ale dlatego, że się one nie ujawniają.

Pod korą, w tyle głowy, tam gdzie czaszka łączy się z szyją, znajduje się móżdżek (łac. cerebellum). Chociaż zajmuje zaledwie 10 procent objętości czaszki, skupia ponad połowę neuronów mózgu. Ma ich tak wiele nie dlatego, że służy do intensywnego myślenia, ale dlatego, że kontroluje równowagę i złożone ruchy, a to wymaga armii przewodów.

Koszmary uwalniają się nocą

U podstawy mózgu znajduje się, schodzący w dół niczym szyb windy, łączący mózg z rdzeniem kręgowym i resztą ciała pień mózgu, czyli najstarsza jego część. Odpowiada za nasze elementarne czynności: spanie, oddychanie, pracę serca. Na co dzień nie poświęca mu się zbyt wiele uwagi, ale ma tak zasadnicze znaczenie dla naszego istnienia, że w Wielkiej Brytanii jego śmierć stanowi bezdyskusyjną podstawę do stwierdzenia zgonu u ludzi.

Wiele mniejszych struktur – podwzgórze, ciało migdałowate, hipokamp, kresomózgowie, przegroda błoniasta, spoidło uzdeczek, kora śródwęchowa i tuzin innych – które składają się na układ limbiczny (łac. limbus oznacza „brzegowy, peryferyjny"), porozrzucanych jest w mózgu jak orzechy w keksie. Można oczywiście przeżyć całe życie, nie wiedząc nic o żadnym z tych elementów, chyba że zaczną szwankować. Zwoje podstawy mózgu na przykład odgrywają istotną rolę w koordynacji ruchu, mowy i myśli, ale zwykle dopiero wtedy zaczynają skupiać naszą uwagę, gdy uleg-ną degeneracji i doprowadzą do choroby Parkinsona.

Choć często o nich nie pamiętamy, mimo skromnych rozmiarów struktury układu limbicznego odgrywają bardzo ważną rolę w kształtowaniu poczucia szczęścia poprzez kontrolowanie i regulowanie podstawowych procesów, takich jak pamięć, apetyt, emocje, senność i czujność, oraz przetwarzanie informacji zmysłowych. Koncepcja „układu limbicznego" została przedstawiona w 1952 roku przez amerykańskiego neurobiologa, Paula D. Mac-Leana, ale nie wszyscy dzisiejsi neuronaukowcy zgadzają się, że składniki te tworzą spójny system. Wielu uważa, że to po prostu dużo różnych elementów, które łączy to, iż zajmują się raczej sprawami cielesnymi niż myśleniem.

Najważniejszym elementem układu limbicznego jest mała elektrownia zwana podwzgórzem, która w rzeczywistości wcale nie jest strukturą, tylko wiązką komórek nerwowych. Ta nazwa nie oddaje jej zadań, ale raczej to, gdzie się znajduje: poniżej wzgórza (łac. thalamus, co oznacza „wewnętrzną komorę" i jest rodzajem stacji przekaźnikowej dla informacji sensorycznych, a także istotną częścią mózgu – oczywiście w mózgu nie ma ani jednego elementu, który nie byłby ważny – ale nie jest to część składowa układu limbicznego). Podwzgórze (łac. hypothalamus) jest zadziwiająco niepozorne. Choć ma wielkość orzeszka ziemnego i waży zaledwie trzy gramy, nadzoruje większość najważniejszych procesów biochemicznych organizmu. Reguluje funkcje seksualne, kontroluje głód i pragnienie, monitoruje poziom cukru we krwi i soli, decyduje o tym, kiedy trzeba iść spać. Może nawet odgrywać pewną rolę w tempie procesu starzenia się. W dużej mierze twój sukces lub porażka jako człowieka zależy od tej maleńkiej struktury w środku twojej głowy.

Hipokamp odgrywa kluczową rolę w rejestrowaniu wspomnień. (Jego nazwa pochodzi z greki i oznacza „konika morskiego", przypuszczalnie dlatego, że kształtem przypomina to stworzenie). Ciało migdałowate (gr. amygdala, dosłownie „migdałowe") pomaga radzić sobie z silnymi, wywołującymi stres emocjami, takimi jak strach, gniew, lęk czy różnego rodzaju fobie. Ludzie, u których ta część układu limbicznego uległa uszkodzeniu, bywają dosłownie nieustraszeni i często nawet nie potrafią rozpoznać strachu u innych. Ciało migdałowate ożywia się głównie wtedy, kiedy śpimy, co może tłumaczyć, dlaczego nasze sny bywają tak niepokojące. Koszmary mogą zatem wynikać z tego, że twoje amygdala uwalnia się od lęków.

Kolory nie istnieją

Biorąc pod uwagę to, jak długo i intensywnie poddawano mózg różnym badaniom, można się zastanawiać, ilu jeszcze jego elementów do końca nie poznaliśmy, a przynajmniej nie mamy co do nich stuprocentowej pewności. Jak na przykład, czym dokładnie jest świadomość? Albo czym dokładnie jest myśl? To nie jest coś, co można by zamknąć w słoiku lub umieścić na mikroskopowym szkiełku, a jednak myśl jest bez wątpienia czymś rzeczywistym i określonym. Myślenie jest naszym największym talentem, ale w sensie fizjologicznym tak naprawdę nie umiemy odpowiedzieć na pytanie, czym ono jest.

To samo można powiedzieć o pamięci. Wiemy dobrze, jak gromadzone są nasze wspomnienia, jak i gdzie są przechowywane, ale nie mamy pojęcia, dlaczego niektóre zachowujemy, a inne nie. Oczywiście ma to niewiele wspólnego z ich rzeczywistą wartością lub przydatnością. Pamiętam całe ustawienie na początku meczu drużyny baseballowej St. Louis Cardinals z 1964 roku – czyli coś, co od tamtego czasu nie miało dla mnie większego znaczenia, a nawet wtedy nie było zbyt ważne – a jednak nie pamiętam numeru swojego telefonu komórkowego, tego gdzie zaparkowałem samochód na dużym parkingu, jaka była trzecia z trzech rzeczy, które moja żona kazała mi przynieść ze sklepu, lub czegokolwiek innego, co jest dużo ważniejsze niż zapamiętanie pierwszego składu Cardinals z 1964 roku (nawiasem mówiąc, byli to: Tim McCarver, Bill White, Júlian Javier, Dick Groat, Ken Boyer, Lou Brock, Curt Flood i Mike Shannon).

Musimy się więc dalej uczyć, choć wielu kwestii z pewnością nie zgłębimy. Równie dobrze jednak niektóre z tych rzeczy, które -rzeczywiście poznaliśmy, mogą się okazać co najmniej tak niesamowite jak te, o których nie mamy jeszcze pojęcia. Zastanówmy się zatem, w jaki sposób postrzegamy przedmioty lub, mówiąc dokładniej, jak mózg oznajmia nam, co widzimy.

Rozejrzyj się teraz. Oczy co sekundę wysyłają do mózgu setki miliardów sygnałów. Ale to tylko część historii. Kiedy coś „widzisz", tylko około 10 procent informacji pochodzi z nerwu wzrokowego. Inne części twojego mózgu muszą interpretować te sygnały – rozpoznawać twarze, odczytywać ruchy, identyfikować niebezpieczeństwo. Innymi słowy, widzenie polega w głównej mierze nie na odbieraniu sygnałów wizualnych, lecz na wydobywaniu z nich sensu.

Każdorazowe wprowadzenie danych wizualnych wymaga niewielkiego, ale uchwytnego czasu – około 200 milisekund, czyli jednej piątej sekundy – na dotarcie do ośrodków mózgowych poprzez nerwy wzrokowe, ich przetworzenie i zinterpretowanie. Jedna piąta sekundy to nie tak mało czasu, gdy konieczna jest szybka reakcja – powiedzmy, zejście z drogi nadjeżdżającego samochodu lub uniknięcie uderzenia w głowę. Abyśmy mogli lepiej sobie radzić z tym ułamkowym opóźnieniem, mózg dokonuje rzeczy naprawdę niezwykłej: stale przewiduje, jak świat będzie wyglądał za jedną piątą sekundy i dopiero to pokazuje nam jako teraźniejszość. Oznacza to, że nigdy nie widzimy świata takiego, jaki jest w danej chwili, ale taki, jaki będzie za ułamek sekundy. Krótko mówiąc, spędzamy całe swoje życie w świecie, który jeszcze nie zaistniał.

Mózg oszukuje cię na wiele sposobów, robiąc to dla twojego dobra. Dźwięk i obraz docierają do ciebie z różnym opóźnieniem – doświadczasz tego za każdym razem, gdy słyszysz przelatujący nad tobą samolot i zadzierasz głowę, aby zlokalizować dźwięk dochodzący z jednej strony nieba i cień samolotu poruszający się bezszelestnie po innej jego części. W bezpośrednim otoczeniu mózg zazwyczaj eliminuje te różnice, toteż odczuwasz wszystkie bodźce, jakby docierały do ciebie jednocześnie.

W podobny sposób mózg generuje wrażenia, które odbierają nasze zmysły. Zadziwiające bowiem jest to, że fotony światła wcale nie mają koloru, fale dźwiękowe nie mają brzmienia, a cząsteczki zapachowe są pozbawione woni. Jak ujął to brytyjski lekarz i pisarz, James Le Fanu, w książce „Niezwykła istota: zmagania nauki z tajemnicami człowieka", „chociaż mamy wrażenie, że zieleń liści i błękit nieba wlewają się przez nasze oczy jak przez otwarte okno, to cząsteczki światła oddziałujące na siatkówkę są bezbarwne, tak jak fale dźwiękowe oddziałujące na bębenek w uchu są bezgłośne, a cząsteczki zapachu są bez zapachu. Są to niewidzialne, pozbawione masy, subatomowe cząstki materii podróżujące przez kosmos". Całe bogactwo życia jest kreowane w twojej głowie. Zatem to, co widzisz, nie jest tym, czym rzeczywiście jest, ale tym, co podpowiada ci twój mózg, a to wcale nie to samo. Zastanówmy się nad kostką mydła. Czy kiedykolwiek zaciekawiło cię, że bez względu na jego kolor piana jest zawsze biała? To nie dlatego, że mydło po zwilżeniu i potarciu w jakiś sposób zmienia barwę. Pod względem struktury molekularnej jest dokładnie tym samym, czym było wcześniej. To tylko piana odbija światło w inny sposób. Ten sam efekt powstaje, kiedy fale rozbijają się na plaży – zielonkawoniebieska woda, a potem biała piana – tak jak w przypadku wielu innych zjawisk. To dlatego, że kolor nie jest stałą rzeczywistością, ale sposobem postrzegania.

Prawdopodobnie nieraz zetknąłeś się z jednym z tych testów złudzenia optycznego, które najpierw wymagają wpatrywania się przez 15 lub 20 sekund w czerwony kwadrat, a następnie skierowania wzroku na czystą kartkę, by przez kilka chwil oglądać widmo tej zielonkawoniebieskiej figury na białym papierze. Ten powidok jest konsekwencją zmęczenia niektórych fotoreceptorów w twoich gałkach ocznych z powodu zmuszania ich do wyjątkowo intensywnego działania, ale o wiele ważniejsze jest to, że zielonkawoniebieski kolor nie istnieje i nigdy nie istniał nigdzie poza twoją wyobraźnią. W rzeczywistości dotyczy to wszystkich kolorów.