Možgani — »zmogljivejši od računalnika«

NADALJNJI izredni organ so človeški možgani. Skupaj z ostalim živčnim sistemom jih pogosto primerjajo z računalnikom, ki ga je napravil človek. Seveda so računalnike izdelali ljudje in delujejo tako, da po programu, s katerim so programirani, izvršujejo ukaz za ukazom. Kljub temu pa mnogi verjamejo, da za »opremljanje« in »programiranje« človeških možganov ni bila potrebna inteligenca.

Celo izjemno hitri računalniki lahko obdelujejo le po eno informacijo na enkrat, nasprotno temu človeški možgani hkrati obdelujejo na milijone delčkov informacij. Na spomladanskem sprehodu lahko na primer uživamo v čudovitem okolju, žvrgolenju ptic in vonju dišečih cvetlic. Vsi ti ugodni čutni dražljaji se hkrati prenašajo v tvoje možgane. Istočasno tečejo iz čutnih receptorjev na nogah k možganom številne informacije o trenutnem položaju nog in o stanju vsake mišice. Oči odkrijejo morebitne ovire na poti. Na podlagi vseh teh informacij tvoji možgani omogočijo, da bo vsak tvoj korak neoviran.

Medtem pa nižje ležeči centri v možganih nadzirajo bitje srca, dihanje in ostale življenjsko važne funkcije. Toda tvoji možgani zmorejo še veliko več. Medtem ko se sprehajaš, lahko poješ, se pogovarjaš, lahko to, kar vidiš, primerjaš s tistim, kar si videl pred tem, ali pa kuješ načrte za prihodnost.

»Možgani so zmogljivejši od računalnika,« piše v delu The Body Book. »Noben računalnik ni bil nikoli sposoben zaključiti, da se dolgočasi ali da zapravlja svoj talent in bi zato moral spremeniti svoj življenjski slog. Računalnik ne more napraviti nobenih večjih sprememb v svojem programu. Preden ubere neko drugo smer, ga mora nekdo, ki ima možgane, na novo programirati. ... Računalnik se ne more sprostiti, sanjariti o sebi ali se smejati. Nič ga ne more navdušiti in ne more ustvarjati. Nima zavesti in ne more dojeti pomena. Ne more se zaljubiti.«

Najčudovitejši od vseh možganov

Nekatere živali, kot na primer sloni, in nekatere velike morske živali imajo sicer večje možgane kot človek, toda glede na telesno velikost so človeški možgani največji. Richard Thompson pojasnjuje v svoji knjigi The Brain: »Gorila je večja od človeka, toda velikost njenih možganov znaša le četrtino človekovih.«

Število različnih povezav med nevroni (živčnimi celicami) v človeških možganih je astronomsko veliko. Vzrok temu je sposobnost nevrona, da lahko vzpostavi številne medpovezave; en nevron je lahko povezan s 100 000 drugimi. »Število možnih povezav v naših možganih je v bistvu neomejeno,« je zapisal Anthony Smith v svoji knjigi The Mind. Število je večje »od skupnega števila vseh jedrskih delcev, ki sestavljajo nam znano vesolje«, je pripomnil nevrolog Thompson.

Toda nekaj drugega še bolj preseneča. Gre za način povezave tega široko razprednega živčnega omrežja, ki človeku omogoča, da lahko misli, govori, sliši, bere in piše. In vse to lahko počne v mnogih jezikih. »Govor predstavlja odločilno razliko med človekom in živaljo,« je zapisal Karl Sabbagh v svoji knjigi The Living Body. Sporazumevanje med živalmi je razmeroma preprosto. Kot priznava evolucionist Sabbagh, razlika »ni zgolj v neznatnem izboljšanju sposobnosti drugih živali, da proizvajajo glasove — gre za temeljno sposobnost, zaradi katere so ljudje ljudje, pojavil pa se je [govor] zaradi bistvenih razlik v zgradbi možganov.«

Osupljiva zgradba človeških možganov je mnoge navedla, da so še bolj izrabili svoje sposobnosti, ko so se naučili nekega rokodelstva ali tujega jezika ali pa igranja na neko glasbilo, oziroma so razvili neko drugo spretnost, ki je njihovo življenje napravila še srečnejše. »Če se naučimo neke nove spretnosti,« sta zapisala dr. R. in dr. B. Bruun v njuni knjigi The Human Body, »s tem spodbujamo naše nevrone, da se na novo povežejo. ... Bolj ko bomo uporabljali naše možgane, bolj zmogljivi bodo.«

Kdo jih je napravil?

Ali lahko nekaj tako visoko organiziranega in urejenega kot so roka, oko in možgani, nastane slučajno? Če pripisujejo iznajdbo raznih orodij, računalnika in fotografskega filma človeku, potem bi gotovo morali izkazati čast nekomu, ki je naredil mnogo bolj vsestranske instrumente - roko, oko in možgane. Psalmist je dejal: »Hvalim te, da sem storjen na strašen, čudovit način; čudovita so dela tvoja, predobro to pozna duša moja.« (Psalm 139:1, 14)

Mnoge edinstvene funkcije človeškega telesa potekajo, ne da bi se jih zavedali. V naslednjih člankih bomo v tem časopisu spregovorili o nekaterih izmed teh presenetljivih mehanizmov. Obravnavali bomo vprašanje, ali je staranje, bolezni in smrt možno premagati, da bi se lahko večno veselili življenja!

[Okvir na strani 9]

Tvoji presenetljivi nevroni

NEVRON je živčna celica z vsemi svojimi funkcijami. Tvoj živčni sistem je sestavljen iz mnogih vrst nevronov, ki jih je v vsem telesu približno 500 milijard. Nekateri delujejo kot receptorji, ki pošiljajo informacije iz različnih delov telesa v možgane. Nevroni, ki delujejo na višjih nivojih tvojih možganov, delujejo podobno kot videorekorder. Lahko si zapomnijo informacije, ki so prihajale iz očesa ali ušesa. Leta kasneje si lahko tako rekoč predvajamo to, kar smo videli ali slišali, in to skupaj s takratnimi razmišljanji in občutki, ki si jih ne more zapomniti noben tehnični pripomoček, ki ga je naredil človek.

Človekov spomin je še vedno skrivnost. Vzrok temu leži delno tudi v nepoznavanju načina in vrste medsebojnih povezav med nevroni. »Povprečna možganska celica je povezana s približno 60 000 drugimi celicami — nekatere so povezane celo s četrt milijona celic ... človeški možgani bi lahko z vsemi svojimi medceličnimi povezavami shranili najmanj tisočkrat več informacij kot enciklopedija z 20 do 30 knjigami,« pojasnjuje Karl Sabbagh v svoji knjigi The Living Body.

Ampak kako posreduje nevron svojo informacijo naprej? Živali z enostavnim živčnim sistemom imajo mnogo nevronov med seboj neposredno povezanih. V tem primeru potuje električni impulz preko mostička, ki povezuje dva nevrona. To povezavo imenujejo električna sinapsa, ki je hitra in enostavna.

Mogoče zveni nekoliko tuje, toda večina nevronov v človeškem telesu oddaja sporočila preko kemične sinapse. To počasnejšo in hkrati bolj zapleteno metodo lahko prikažemo na primeru vlaka, ki prispe do reke, preko katere ni speljanega mostu in ga morajo zato prepeljati na drugo stran reke. Ko pride električni impulz do kemične sinapse, se mora tam ustaviti, ker je med nevronoma vrzel. Na tem mestu se signal »prenese« s sproščanjem posebne kemične snovi [nevrotransmiter] med tema nevronoma. V čem je prednost te zapletene elektrokemične metode prenašanja živčnih impulzov?

Znanstveniki vidijo v kemični sinapsi mnogo prednosti: ona namreč omogoča, da se sporočila prenašajo samo v eno smer. Velja tudi za bolj prilagodljivo, ker je mogoče njeno delovanje in njeno zgradbo z lahkoto spremeniti – signali se lahko tukaj prilagodijo. Z uporabljanjem se nekatere sinapse učvrstijo, medtem ko druge izginejo, ker niso bile uporabljane. »V živčnem sistemu, ki bi temeljil le na električnih sinapsah, učenje in spominjanje ne bi bilo možno,« je dejal Richard Thompson v svoji knjigi The Brain.

Znanstvenik Anthony Smith pojasnjuje v svoji knjigi The Mind: »Nevroni ne služijo le temu, da oddajajo nek signal ali pa ne ... Oddati morajo mnogo bolj zapletene informacije kot so da ali ne. Niso podobni kladivu, ki bo naslednji žebelj zabilo bolj hitro ali pa bolj počasi. Mnogo bolj so podobni – če izkoristimo ta primer – orodju nekega tesarja z različnimi izvijači, kleščami in lesenimi kladivi. ... Vsak živčni impulz se med potjo spreminja in do teh sprememb prihaja ravno v sinapsah.«

Kemična sinapsa ima še nadaljnjo prednost: zavzema mnogo manj prostora kot električna, kar pojasnjuje, zakaj imajo človeški možgani toliko sinaps. Časopis Science navaja številko 100 000 000 000 000 [sto tisoč milijard oziroma sto biljonov] – kar ustreza številu zvezd v stotinah galaksij Mlečne ceste. »Smo, kar smo,« je še dodal nevrolog Thompson, »ker so naši možgani v osnovi kemični in ne električni aparat.«

[Okvir na strani 11]

Zakaj potrebujejo naši možgani toliko krvi

PREDEN skočiš v bazen morda najprej namočiš prste v vodo. Če je voda mrzla, nemudoma reagirajo majhni receptorji za hlad v tvoji koži. V manj kot eni sekundi registrirajo temperaturo tudi možgani. Receptorji za bolečino so še hitrejši. Nekateri živčni signali potujejo s hitrostjo 360 kilometrov na uro — če bi tekač na sto metrov tekel s takšno hitrostjo, bi bil v eni sekundi na cilju.

Kako pa možgani ugotovijo jakost dražljaja? Ena možnost je pogostost, s katero nevron oddaja impulze; nekateri oddajo več kot 1000 impulzov na sekundo. Vsa ta marljivost nevronov pa ne bi bila možna brez črpalke in elektrarne.

Vsakič, ko nevron sproži živčni impulz, se po celici razlijejo atomi z električnim nabojem. Če bi bilo tem natrijevim ionom, kakor se imenujejo, dovoljeno, da se zbirajo, nevron čez nekaj časa ne bi bil več sposoben oddajati impulzov. Kako nevroni rešujejo ta problem? Znanstvenik Anthony Smith pojasnjuje v svoji knjigi The Mind: »Vsak nevron vsebuje preko milijon črpalk – vsaka od njih je majhna grba na celični membrani – in vsaka lahko v sekundi zamenja približno 200 natrijevih ionov s 130 kalijevimi ioni.« Črpalke delajo tudi kadar nevroni mirujejo. Zakaj? Da preprečujejo stalno vdiranje natrijevih in izstopanje kalijevih ionov.

Delovanje črpalk pa zahteva nenehno energijo. Ta se ustvarja v majhnih mitohondrijih oziroma »elektrarnah«, ki so enakomerno porazdeljene po celični notranjosti. Za proizvajanje energije potrebuje vsak mitohondrij kisik in glukozo iz krvi. Zato ni čudno, da možgani potrebujejo toliko krvi! »Čeprav znaša njihova teža le 2 odstotka celotne telesne teže, zahtevajo možgani 16 odstotkov telesne oskrbe s krvjo... . Možgansko ožilje dobiva desetkrat toliko krvi kot ožilje v mišicah,« piše Richard Thompson v svoji knjigi The Brain.

Ko boš naslednjič preizkusil vodo, bodi hvaležen za trilijone ‚črpalk‘ in ‚elektrarn‘ v tvojih možganih. Pomisli tudi na to, da vso to marljivost omogočata kisik in glukoza, ki ju prenaša kri.

[Slika na strani 10]

Človeški možgani hkrati obdelajo na milijone informacij. Ob vsakem gibu receptorji, ki se nahajajo v okončinah, poročajo možganom o trenutnem položaju rok in o stanju vsake mišice

[Slika na strani 11]

Možgani so mnogo bolj zapleteni in vsestranski kot kakšen računalnik