Creierul — „Mai mult decît un ordinator“

CREIERUL uman este un alt organ extraordinar. Împreună cu restul sistemului nervos, el este comparat adeseori cu un ordinator. Bineînţeles, ordinatoarele sînt concepute de oameni şi execută punct cu punct instrucţiunile pentru care le-au programat oamenii. Însă, mulţi oameni cred că nici o inteligenţă nu este la originea „cablajului“ şi „programării“ creierului uman.

Deşi sînt extrem de rapide, ordinatoarele nu asimilează decît o singură informaţie o dată în timp ce sistemul nervos al omului asimilează milioane de informaţii simultan. De exemplu, în timpul unei plimbări, tu poţi să admiri frumuseţea unui peisaj de primăvară, să asculţi cîntecul păsărilor şi să respiri parfumul florilor. Toate aceste senzaţii plăcute sînt transmise simultan creierului tău. În acelaşi timp, receptorii senzoriali ai membrelor tale trimit în mod continuu creierului tău informaţiile pe care le primesc în fiecare moment referitor la poziţia fiecărui picior şi la starea fiecăruia dintre muşchii tăi. Cu ochii sesizezi obstacolele care-ţi apar în cale. Pe baza tuturor acestor informaţii, creierul îţi asigură supleţea fiecărui pas.

În acest timp, creierul tău mijlociu îţi reglează bătăile inimii, respiraţia şi alte funcţii vitale. Dar aceasta nu este totul. În timp ce te deplasezi, tu poţi să cînţi, să vorbeşti, să faci comparaţii între scenele din prezent şi cele din trecut sau să faci planuri de viitor.

Lucrarea Marea carte a corpului (engl.) trage această concluzie: „Creierul este mai mult decît un simplu ordinator. Nici un ordinator nu poate să decidă că este plictisit de o anumită situaţie sau că îşi iroseşte talentele şi că ar trebui să dea un nou început vieţii sale. Un ordinator nu poate să-şi modifice radical programul său; înainte de a îndeplini operaţii noi, trebuie ca cineva dotat cu un creier să îl reprogrameze. (...) Un ordinator nu poate să se relaxeze, să viseze cu ochii deschişi sau să rîdă. Noţiunile de inspiraţie şi creativitate îi sînt străine. Nu ştie nimic despre conştiinţă şi despre semnificaţia lucrurilor. El nu se poate îndrăgosti.

Cel mai uimitor creier din toate

Unele animale cum ar fi elefantul sau unele animale marine mari posedă un creier mai voluminos decît al omului, dar proporţional cu talia corpului, creierul fiinţei umane este cel mai mare dintre toate. În cartea sa, Creierul (engl.) Richard Thompson spune că „dacă gorila este din punct de vedere fizic mai mare decît omul, creierul său este în schimb de patru ori mai mic decît al acestuia“.

Numărul conexiunilor între neuronii (celulele nervoase) creierului uman este astronomic, unul singur dintre aceştia putînd stabili legături cu peste 100 000 de alţi neuroni. „Numărul conexiunilor posibile în interiorul creierului uman este infinit“, declară Anthony Smith în cartea sa Gîndirea (engl.). Acest număr depăşeşte „numărul total de particule atomice care compun universul cunoscut“, adaugă Richard Thompson.

Dar există ceva încă şi mai remarcabil. Este vorba despre modul în care este legată această vastă reţea de neuroni astfel încît să permită omului să gîndească, să vorbească, să asculte, să citească şi să scrie, şi aceasta în două sau mai multe limbi. „Limbajul este cel care distanţează fundamental omul de animale“, scrie Karl Sabbagh în cartea sa Corpul viu (engl.). Prin comparaţie, comunicarea la animale apare rudimentară. După părerea aceluiaşi autor, diferenţa „nu constă într-o simplă ameliorare a aptitudinilor pe care o au animalele de a produce sunete. Este vorba despre o facultate esenţială care face ca oamenii să fie oameni şi care este concretizată prin diferenţele majore la nivelul structurii creierului.“

Mulţi oameni au încercat să tragă cît mai mult folos din potenţialul acestui minunat organ, devenind experţi în anumite meserii, învăţînd să cînte la un instrument muzical, studiind o limbă străină sau exploatînd un alt talent care să fie o sursă de satisfacţie. „Cînd înveţi un meşteşug nou, acest fapt antrenează apariţia unor noi conexiuni între neuroni“, scriu doctorii R. şi B. Bruun în cartea lor Corpul uman (engl.). „Cu cît vei solicita mai mult creierul, cu atît el va deveni mai eficient“.

Cine este autorul lui?

Ar fi posibil oare ca ceva care dovedeşte o organizare atît de înaltă şi de riguroasă cum ar fi mîna, ochiul şi creierul să fie opera hazardului? Dacă i se atribuie omului meritul de a fi inventat unelte, ordinatoare şi pelicula fotografică, nu ar trebui oare să i se atribuie cuiva onoarea de a fi creat aceste elemente încă şi mai abile care sînt mîna, creierul şi ochiul? „O, Iehova“, a exclamat cîndva un psalmist biblic, „te voi lăuda, deoarece sînt minunat făcut, într-un mod care inspiră teamă. Lucrările tale sînt minunate aşa cum sufletul meu este perfect conştient de aceasta“. — Psalm 139:1, 14.

Corpul nostru îndeplineşte multe funcţii minunate fără vreun efort conştient din partea noastră. În ediţiile viitoare ale acestei reviste, vom examina alte mecanisme uluitoare. Vom vedea, de asemenea, cum vom putea fi eliberaţi într-o zi de bătrîneţe, boală şi moarte, astfel încît să ne putem bucura de viaţă pentru totdeauna!

[Chenarul de la pagina 9]

Uimitorii neuroni

UN NEURON este o celulă nervoasă cu toate prelungirile sale. Sistemul tău nervos este compus din aproximativ 500 miliarde de neuroni de diferite tipuri. Unii dintre ei sînt receptori senzoriali; ei captează informaţii din diferite părţi ale corpului şi le transmit creierului. Neuronii din partea superioară a creierului funcţionează ca un magnetoscop. Ei înmagazinează în permanenţă informaţiile provenind de la ochi şi de la urechi. După ani de zile, îţi vei putea aminti aceste imagini şi sunete precum şi gînduri şi senzaţii pe care nici o maşină concepută de om nu le-ar putea înregistra.

Memoria umană rămîne încă un mister. Se ştie că ea este legată de conexiunile pe care neuronii le stabilesc între ei. Iată ce declară referitor la aceasta Karl Sabbagh în cartea sa Corpul viu (engl.): „În medie, o celulă a creierului stabileşte legături cu alte 60 000 celule şi unele cu circa 250 000. (...) Graţie acestor conexiuni creierul uman ar putea cuprinde echivalentul a cel puţin 1 000 enciclopedii a cîte 20 sau 30 volume mari fiecare.

Dar cum este transmisă informaţia de la un neuron la altul? Unele animale au un sistem nervos elementar compus din numeroase celule nervoase legate unele de altele. În acest caz, influxul nervos se propagă de la o celulă la alta formînd punţi intracelulare. Această transmisiune simplă şi rapidă este numită sinapsă electrică.

Oricît ar putea să pară de ciudat, în corpul uman cei mai mulţi neuroni transmit mesajul prin intermediul sinapselor chimice. Acest proces mai lent şi mai complex poate fi ilustrat printr-un tren care pentru a traversa un rîu fără pod, trebuie să folosească un bac. Atunci cînd influxul nervos soseşte la nivelul unei sinapse chimice, spaţiul care separă cei doi neuroni îl obligă să se oprească. Semnalul este transmis atunci neuronului următor prin mediatori chimici care traversează spaţiul intracelular. De ce este necesar un proces electrochimic atît de complex pentru a transmite influxul nervos?

Oamenii de ştiinţă văd multe avantaje în sinapsele chimice. Mai întîi ele asigură un traseu precis al mesajelor. Apoi, ele se caracterizează printr-o mare supleţe, deoarece pot să sufere schimbări rapide atît în ceea ce priveşte funcţiile cît şi structura lor. Semnalele pot fi modificate. Prin folosire, unele sinapse chimice se fortifică, în timp ce altele dispar din cauză că nu sînt utilizate. După părerea lui Richard Thompson, autorul cărţii Creierul (engl.), „un sistem nervos compus exclusiv din sinapse electrice ar face imposibilă învăţarea şi memorarea“.

În cartea sa intitulată Gîndirea (engl.), Anthony Smith scrie: „Neuronii nu se limitează doar la a genera impulsuri nervoase sau la a nu genera astfel de impulsuri; (...) ei trebuie să fie în măsură să transmită o informaţie mult mai subtilă decît da sau nu. Ei nu pot fi comparaţi cu nişte ciocane al căror singur rol ar consta în a bate cuie, indiferent de frecvenţa cu care le-ar bate. Ei se compară mai degrabă cu o trusă completă de instrumente de lucru a unui dulgher, conţinînd şurubelniţe, cleşti, dălţi, ciocane de lemn cu două capete, şi ... ciocane obişnuite. (...) Pe parcursul traseului său, fiecare influx nervos suferă modificări care se produc numai la nivelul sinapselor.“

Sinapsa chimică mai are încă un avantaj. Ea ocupă mai puţin spaţiu decît o sinapsă electrică, fapt care explică de ce creierul uman are atît de multe sinapse. Revista Ştiinţa (engl.) stabileşte cifra de 100 000 000 000 000 sinapse, ceea ce ar echivala cu numărul stelelor din mai multe sute de galaxii de mărimea Căii Lactee. După părerea lui Richard Thompson, „noi sîntem ceea ce sîntem, deoarece creierul nostru este mai mult o maşină chimică decît una electrică“.

[Chenarul de la pagina 11]

De ce are nevoie creierul de aşa mult sînge?

ÎNAINTE de a plonja într-o piscină, fără îndoială, vei încerca mai întîi apa cu vîrful piciorului. Dacă apa este rece, termoreceptorii minusculi din piele reacţionează imediat. În mai puţin de o secundă, creierul tău înregistrează temperatura. Receptorii durerii pot transmite informaţii încă şi mai repede. Unele influxuri nervoase se propagă cu viteze de ordinul a 360 kilometri pe oră, adică 100 metri pe secundă.

Cum poate creierul să aprecieze intensitatea unei senzaţii? O modalitate îi este oferită de frecvenţa impulsurilor produse de un neuron. Unii neuroni emit rafale de cîte o mie sau chiar mai multe impulsuri pe secundă. Activitatea intensă care are loc între neuroni în creier ar fi imposibilă fără prezenţa activă a unor „pompe“ şi a unor „centrale electrice“.

De fiecare dată cînd un neuron emite o rafală de impulsuri, nişte atomi purtînd sarcină electrică pătrund în interiorul neuronului. Dacă aceşti ioni de sodiu, aşa cum sînt numiţi, s-ar acumula în celulă, neuronul şi-ar pierde puţin cîte puţin excitabilitatea. În cartea sa Gîndirea (engl.), omul de ştiinţă Anthony Smith explică de ce nu se întîmplă aşa: „Fiecare neuron are în membrana sa celulară aproximativ un milion de pompe minuscule care schimbă fiecare pe secundă 200 ioni de sodiu cu 130 ioni de potasiu“. Aceste pompe ionice continuă să lucreze chiar şi atunci cînd neuronii sînt în repaus. De ce? Pentru a contrabalansa infiltrarea ionilor de sodiu în celulă şi eliberarea ionilor de potasiu.

Funcţionarea acestor pompe pretinde un aport constant de energie. Acesta este furnizat de minusculele mitocondrii sau „centrale electrice“ răspîndite în interiorul fiecărei celule. Pentru a produce această energie, mitocondriile utilizează oxigenul şi glucoza furnizate de sînge, fapt care explică de ce are nevoie creierul de atît de mult sînge. Aşa cum spune Richard Thompson, autorul cărţii Creierul (engl.), deşi creierul nu reprezintă decît aproximativ 2% din greutatea corpului, el este alimentat de 16% din volumul sanguin, (...) adică de 10 ori mai mult decît ţesuturile musculare“.

Data viitoare cînd vei încerca temperatura apei, fii recunoscător pentru miliardele de pompe şi de centrale electrice din creierul tău. Aminteşte-ţi, de asemenea, că această operaţie este posibilă graţie oxigenului şi glucozei transportate de către sînge.

[Legenda fotografiei de la pagina 8]

Creierul prelucrează milioane de informaţii simultan. Atunci cînd te deplasezi, receptorii senzoriali ai membrelor tale informează în fiecare moment creierul în legătură cu poziţia fiecărui braţ şi a fiecăruia dintre muşchii tăi.

[Legenda fotografiei de la pagina 10]

Creierul este mult mai complex şi mult mai flexibil decît un ordinator.