Zajmuję się badaniem ludzkiego mózgu,
jego funkcjonowaniem i budową.
Zastanówmy się przez chwilę, co to oznacza.
Galaretowata masa o wadze 1,5 kg,
która zmieściłaby się w jednej dłoni,
może rozważać bezmiar przestrzeni międzygwiezdnej,
znaczenie nieskończoności oraz to,
że właśnie rozważa znaczenie nieskończoności.
Ta osobliwa właściwość, zwana samoświadomością,
to święty Graal neurologii.
Może kiedyś to pojmiemy.
W jaki sposób bada się ten tajemniczy organ?
Posiadamy 100 miliardów komórek nerwowych,
współdziałających nitek protoplazmy.
Dzięki ich aktywności powstają liczne zdolności,
które nazywamy ludzką naturą i ludzką świadomością.
Jak to się dzieje?
Ludzki mózg można badać na wiele sposobów.
Najczęściej obserwujemy pacjentów
z trwałym uszkodzeniem
niewielkiego obszaru mózgu,
którzy nie stracili umiejętności umysłowych,
lecz których zdolności poznawcze
uległy przytępieniu.
Mózg stracił jedną konkretną funkcję,
podczas gdy reszta jest nadal sprawna.
Pozwala nam to stwierdzić,
że dany obszar uczestniczy w działaniu tej funkcji.
Możemy wtedy nanieść funkcje na mapę mózgu
i wskazać, co robi dany ośrodek,
aby wykonać konkretną funkcję.
Właśnie tym się zajmujemy.
Przedstawię teraz kilka ciekawych przypadków.
Zaprezentuję 3 przykłady, po 6 minut każdy.
Pierwszy to niezwykłe zaburzenie: syndrom Capgrasa.
Na tym oto slajdzie
widzimy płaty skroniowe, czołowe, ciemieniowe,
płaty, z których składa się mózg.
Schowany pod płatami skroniowymi,
tutaj tego nie widać,
znajduje się obszar zwany zakrętem wrzecionowatym.
Nazywamy go obszarem twarzy,
bo uszkodzenie odbiera zdolność rozróżniania twarzy.
Chory może rozpoznać osobę po głosie,
stwierdzić, że to Joe,
ale nie potrafi skojarzyć twarzy z osobą.
Nie jest też w stanie rozpoznać się w lustrze.
Domyśla się, bo odbicie mruga, gdy on mruga,
i wie, że widzi lustro,
ale nie rozpoznaje siebie w tym odbiciu.
Powodem jest uszkodzenie zakrętu wrzecionowatego.
Istnieje też zaburzenie tak rzadkie,
że słyszała o nim tylko garstka lekarzy.
Jest to zespół Capgrasa:
pacjent, zdrowy w każdym innym sensie,
po urazie mózgu wychodzi ze śpiączki
i patrząc na matkę stwierdza:
"Ta kobieta przypomina moją matkę,
ale to oszustka.
Ona udaje moją matkę".
Dlaczego tak się dzieje?
Dlaczego osoba przytomna i inteligenta
na widok matki odnosi wrażenie,
że to ktoś obcy?
Powszechnym wytłumaczeniem tego zjawiska
spotykanym w podręcznikach psychiatrycznych
jest freudowska koncepcja, że ten facet,
choć to samo dotyczy również kobiet,
ale skupię się na facetach.
Jako małe dzieci
mamy silny seksualny pociąg do matki.
To tak zwany freudowski kompleks Edypa.
Nie twierdzę, że w to wierzę,
ale tak mówi koncepcja Freuda.
Wraz z dojrzewaniem rozwija się kora mózgowa,
co hamuje ten skrywany pociąg do własnej matki.
Dzięki Bogu, inaczej podniecałby nas widok matek.
Kiedy uraz głowy
powoduje uszkodzenie kory mózgowej,
pociąg seksualny nie jest hamowany
i nagle w niewyjaśniony sposób
chory odczuwa pociąg seksualny do matki.
Mówi: "Boże, przecież to moja matka,
więc jak może mnie podniecać?
To musi być jakaś obca kobieta".
To podobno przemawia do uszkodzonego mózgu,
ale nigdy przemawiało do mnie.
Bardzo wymyślne, jak wszystkie wyjaśnienia Freuda.
(Śmiech)
Widziałem pacjenta przejawiającego to samo urojenie
wobec swojego pudla.
(Śmiech)
Mówił: "Doktorze, to nie Fifi. Wygląda tak samo,
ale to jakiś inny pies".
Spróbujcie tutaj użyć freudowskiego wyjaśnienia.
(Śmiech)
Szukalibyście utajonego zezwierzęcenia u ludzi
albo innych absurdalnych rzeczy.
A co się dzieje naprawdę?
By wyjaśnić to ciekawe zaburzenie,
spójrzmy na budowę i działanie drogi wzrokowej.
Sygnały wizualne przedostają się przez gałki oczne
do ośrodków wzrokowych w mózgu,
których w mózgu jest aż 30.
Po przetworzeniu wrażeń wzrokowych
informacja dociera do zakrętu wrzecionowatego,
gdzie są neurony wrażliwe na twarze.
Nazywamy to obszarem rozpoznawania twarzy.
Kiedy ten obszar ulega uszkodzeniu,
przestajemy rozpoznawać twarze.
Informacja stamtąd
dociera do obszaru w układzie limbicznym
czyli emocjonalnego rdzenia mózgu.
Ten obszar, zwany ciałem migdałowatym,
oszacowuje emocjonalne znaczenie tego, co widzimy.
Czy to zdobycz, drapieżnik, czy może partner?
Czy coś nieistotnego, jak skrawek materiału,
kawałek kredy, albo... może nie to...
but, czy coś w tym rodzaju.
Coś, co można zignorować.
Ciało migdałowate pobudzone przez coś istotnego
informuje autonomiczny układ nerwowy.
Serce zaczyna szybciej bić,
zaczynamy się pocić, by rozproszyć ciepło
wytwarzane przez napięcie mięśni.
Dzięki temu można przytknąć do dłoni elektrody
i zmierzyć zmiany oporu elektrycznego skóry.
Można w ten sposób ustalić, czy dany widok
pobudza, podnieca, czy też nie.
Zaraz to wyjaśnię.
Kiedy chory patrzy na jakiś przedmiot,
informacja dociera do ośrodków wizualnych
i jest przetwarzana przez zakręt wrzecionowaty.
Może rozpoznać groch, stół
albo swoją matkę.
Informacja trafia stamtąd do ciała migdałowatego
i autonomicznego układu nerwowego.
Może się zdarzyć, że połączenie między nimi
zostanie zerwane podczas wypadku.
Ponieważ zakręt wrzecionowaty jest nienaruszony
chory nadal rozpoznaje swoją matkę.
chory nadal rozpoznaje swoją matkę,
ale z braku połączenia z ośrodkiem emocjonalnym
nie odczuwa serdeczności.
Lub strachu, w zależności od okoliczności.
(Śmiech)
Brak emocji tłumaczy sobie tym,
że to nie może być jego matka,
tylko ktoś, kto się za nią podaje.
Jak to się sprawdza?
Sadza się osobnika naprzeciw ekranu
i mierzy reakcję skórno-galwaniczną
na zdjęcia pokazywane na ekranie.
Mogę zmierzyć wydzielanie potu
lub jego brak na widok stołu, czy parasola.
Widok lwa, tygrysa lub modelki wywołuje pot.
Wierzcie lub nie, ale na widok własnej matki
zdrowi ludzie zaczynają się pocić.
Wcale nie trzeba być Żydem.
(Śmiech)
Jak zareaguje ten pacjent?
Pokazujemy pacjentowi zdjęcia
i mierzymy reakcję elektryczną skóry.
Stoły, krzesła, wata... oczekiwany brak reakcji,
ale na widok własnej matki
reakcja skórno-galwaniczna też pozostaje bez zmiany.
Nie ma reakcji emocjonalnej na widok matki,
bo połączenie między ośrodkami jest zerwane.
Wzrok działa, bo ośrodek wzrokowy jest zdrowy,
zdrowe są też emocje, jak śmiech czy płacz,
ale połączenie wzroku z emocjami jest zerwane.
Stąd przekonanie, że matka jest kimś obcym.
To dobra ilustracja naszych badań:
wziąć dziwne, pozornie niewytłumaczalne zaburzenie
i stwierdzić, że zasadnicza teoria Freuda jest błędna,
a precyzyjne wyjaśnienie można oprzeć
na znanych strukturach nerwowych mózgu.
Nawiasem mówiąc
gdyby pacjent rozmawiał z matką przez telefon,
powiedziałby: "Jak się masz, mamo? Gdzie jesteś?"
Przez telefon zaburzenie nie występuje.
Ale widząc ją godzinę później zapyta:
"Kto ty jesteś? Wyglądasz jak moja matka".
Istnieje bowiem odrębne połączenie
między ośrodkami słuchu i emocji,
które nie ucierpiało w wypadku.
Dlaczego umie rozpoznać głos matki,
ale nie rozpozna jej osoby.
Jak powstaje ten złożony układ?
Czy to natura, geny, czy coś nabytego?
W zbadaniu tej kwestii pomoże nam
kolejne zaburzenie zwane kończyną fantomową.
Wszyscy wiecie, co to takiego.
Ręka lub noga jest amputowana z powodu gangreny
lub stracona w czasie wojny, na przykład w Iraku,
to obecnie poważny problem,
ale pacjent odczuwa obecność brakującej kończyny.
Nazywamy to fantomową ręką lub nogą.
Zjawisko może dotyczyć każdej części ciała,
nawet wnętrzności.
Miałem pacjentki po usunięciu macicy,
które wciąż odczuwały bóle menstruacyjne
w odpowiednim czasie miesiąca.
Student zapytał mnie kiedyś,
czy czują też fantomowe napięcie przedmiesiączkowe.
(Śmiech)
Dobry temat do badań, ale go nie podjęliśmy.
Czego można się dowiedzieć o fantomach
za pomocą eksperymentów?
Dowiedzieliśmy się między innymi,
że połowa pacjentów z kończynami fantomowymi
uważała, że umie poruszać fantomem.
Może poklepać brata po ramieniu,
odebrać telefon, czy pomachać na pożegnanie.
Takie nieodparte, silne wrażenie.
Pacjent nie ma urojeń.
Wie, że nie ma ramienia,
ale mimo to odbiera nieodparte wrażenie zmysłowe.
Połowa pacjentów nie ma takich odczuć.
Mówią: "Fantom jest sparaliżowany.
Jest kurczowo ściśnięty i rozdzierająco boli.
Gdybym mógł nim poruszyć, może ból by przeszedł".
Jak fantom może być sparaliżowany?
To brzmi jak oksymoron.
Lecz kiedy zerkniemy w dokumentację, okaże się,
że u osób ze sparaliżowanymi fantomami
ich kończynę sparaliżowało uszkodzenie nerwu.
Prawdziwy nerw w ramieniu został zerwany
np. w wypadku motocyklowym,
więc pacjenta najpierw bolała ręka na temblaku
przez parę miesięcy, albo rok.
Próbując się jakoś pozbyć bólu,
pozwolił chirurgom na amputację
a w efekcie ma fantom z takim samym bólem.
To poważny problem kliniczny.
Pacjenci popadają w depresję.
Niektórzy popełniają samobójstwo.
Jak to leczyć?
W jaki sposób powstaje sparaliżowany fantom?
Przeglądając dokumentację stwierdziłem,
że najpierw zostają zerwane nerwy w kończynie
po czym następuje paraliż, miesiące na temblaku
i wreszcie amputacja,
a ból przenosi się na fantom.
Czemu się tak dzieje?
Kiedy ręka jest jeszcze cała, ale sparaliżowana,
mózg każe jej się poruszać,
ale wizualna odpowiedź brzmi: "Nie".
"Rusz się!" "Nie".
Ten obraz zapisuje się w obwodach mózgu
i tak powstaje wyuczony paraliż.
Mózg zapamiętuje metodą skojarzeniową,
że już samo polecenie ruchu
powoduje odczucie paraliżu.
Potem, po amputacji,
wyuczony paraliż przenosi się na postrzeganie ciała
i na fantom.
Jak pomóc tym pacjentom?
Jak oduczyć się wyuczonego paraliżu
i uwolnić od rozdzierającego,
kurczowego spazmu fantomowej ręki?
A gdyby wydać polecenie fantomowi,
i zobaczyć, że zostało wykonane?
Może uda się znieść bólów fantomowych.
Jak to zrobić?
Wirtualna rzeczywistość kosztuje miliony dolarów.
Zaproponowałem sposób za trzy dolary,
ale nie mówcie moim sponsorom.
(Śmiech)
Budujemy coś, co nazywam lustrzaną skrzynką.
Do kartonowego pudełka z lustrem wkładamy fantom.
Pierwszy był mój pacjent Derek.
Stracił rękę 10 lat temu.
Miał zerwane nerwy ramienia,
paraliż, rok w temblaku i w końcu amputacja.
Odczuwał silne bóle fantomowe.
Miał paraliż fantomowej ręki.
Dałem mu właśnie takie lustro w pudełku,
lustrzaną skrzynkę.
Pacjent wkłada lewą, fantomową rękę
spazmatycznie zaciśniętą, po jednej stronie lustra
a zdrową rękę po drugiej.
Zaciska zdrową rękę w taki sam sposób
i patrzy w lustro. Co widzi?
Zupełnie jakby amputowana ręka odrosła.
Patrzy na odbicie zdrowej ręki
i wydaje mu się, że widzi fantomową.
Kazałem mu poruszać prawdziwymi palcami
jednocześnie patrząc w lustro.
Wyda mu się, że fantom się porusza.
Co zdumiewające, na ten widok pacjent krzyknął:
"Mój fantom znów się porusza,
a ból zniknął".
Mój pierwszy pacjent...
(Oklaski)
Dziękuję. (Oklaski)
Kiedy przyszedł mój pierwszy pacjent,
poleciłem mu spojrzeć w odbicie.
Zaśmiał się, mówiąc że widzi swojego fantoma.
Ale nie był głupi. Wiedział, że to iluzja,
lustrzane odbicie,
niemniej odbierał wyraźny wzrokowy komunikat.
Kazałem mu poruszyć normalną ręką i fantomem.
On na to, że nie może ruszyć fantomem i że go boli.
Mówię: "Porusz zdrową ręką".
A on: "Fantom się rusza, nie do wiary!
I ból zelżał".
Kazałem mu zamknąć oczy
i poruszać zdrową ręką.
"Nic z tego. Znów czuję skurcz".
"Dobrze, otwórz teraz oczy".
"Znowu się rusza!"
Był jak dziecko w cukierni.
To potwierdza moją teorię o wyuczonym paraliżu
i istotnej roli bodźców wzrokowych.
Ale nie dostanę nagrody Nobla
za umożliwienie poruszania fantomową kończyną.
(Śmiech)
(Oklaski)
To w zasadzie bezużyteczna umiejętność.
(Śmiech)
Pomyślałem, że może także inne rodzaje paraliżu,
jak udar, czy dystonie ogniskowe,
mogą być częściowo wyuczone,
i można je pokonać za pomocą zwykłego lustra.
Derek nie mógł tachać wszędzie lustra,
by łagodzić ból,
Kazałem mu poćwiczyć kilka dni w domu.
Może po jakimś czasie
będzie mógł zostawić lustro,
poruszać sparaliżowaną ręką
i pozbyć się bólu.
Zgodził się i zabrał pudełko.
To w końcu tylko parę dolców, niech bierze.
Po dwóch tygodniach dzwoni:
"Doktorze, nie uwierzy pan co się stało".
Pytam: "Co?"
On na to: "Zniknął".
Pytam więc: "Co zniknęło?"
Myślałem, że może zgubił pudełko z lustrem.
(Śmiech)
On na to: "Ten fantom, którego miałem przez 10 lat,
zniknął".
Zmartwiłem się na myśl,
że zaburzyłem mu postrzeganie ciała.
Czy to humanitarne, etyczne itd.?
Spytałem, czy mu to przeszkadza.
Odpowiedział, że od 3 dni nie ma fantomu
i tym samym żadnego bólu łokcia, skurczu,
bólu przedramienia, wszystko to zniknęło.
Z całej ręki czuje jeszcze tylko fantomowe palce,
a pudełko tam nie sięga.
(Śmiech)
Czy można by mi to zamontować na czole,
żebym mógł pozbyć się tych palców?"
Myślał, że jestem jakimś magikiem.
Czemu tak się dzieje?
Mózg staje wobec poważnego konfliktu zmysłów.
Dostaje informacje wizualne, że ręka wróciła,
a jednak nie odczuwa sygnałów mięśniowych,
jakby ręki nie było.
Ruch sugeruje, że ręka jest,
aż w końcu skonfliktowany mózg stwierdza,
że nie ma żadnego fantomu ani ręki.
W pewnym sensie zaprzecza sygnałom.
Kiedy fantom znika, a razem z nim i jego bóle,
nie możemy czuć bólu zawieszonego w przestrzeni.
To taki bonus.
Tę metodę wypróbowano na wielu pacjentach
przez naukowców w Helsinkach.
Może okaże się skuteczna przy leczeniu bólu fantomowego.
Stosowano ją nawet u pacjentów po udarze mózgu.
O udarze myślimy zwykle jako zniszczeniu tkanek,
na co nie można nic poradzić.
Okazuje się, że paraliż poudarowy jest po części wyuczony
i można go częściowo leczyć z pomocą luster.
Przeszły badania kliniczne,
pomagając wielu pacjentom.
Przejdźmy teraz do trzeciej części prezentacji,
na temat ciekawego zaburzenia: synestezji.
Odkrył je w XIX w. Francis Galton,
kuzyn Karola Darwina.
Zauważył, że u niektórych ludzi,
poza tym zwyczajnych, występuje pewna cecha:
kiedy widzieli liczbę, widzieli ją w kolorze.
5 jest niebieskie, 7 żółte, 8 zielonkawe,
9 błękitna.
To normalni ludzie pod każdym innym względem.
Czasem także dźwięki łączą się z kolorami.
Cis jest niebieskie, fis zielone,
inny ton może być żółty.
Dlaczego tak się dzieje?
Galton nazwał to synestezją,
mieszaniem się zmysłów.
W każdym z nas zmysły działają osobno.
U tych ludzi zmysły się łączą.
Dlaczego?
Parę aspektów tego fenomenu jest bardzo ciekawych.
Synestezja jest dziedziczna,
dlatego Galton uznał, że opiera się na genetyce.
Teraz przechodzę do sedna wykładu
o zdolnościach twórczych. Otóż synestezja
jest 8 razy częstsza u artystów, poetów, pisarzy
i innych kreatywnych ludzi, niż u reszty populacji.
Czemu tak się dzieje?
Zamierzam odpowiedzieć na to pytanie.
Nikt dotąd tego nie zrobił.
Czym jest synestezja i co ją powoduje?
Jedna teoria mówi, że to szaleństwo.
To niezbyt naukowa teoria, więc zapomnijmy o niej.
Inna mówi, że takie osoby to ćpuny i nałogowcy.
Może być w tym trochę prawdy,
bo zdarza się częściej w San Francisco niż w San Diego.
(Śmiech)
Trzecia teoria mówi...
Może zastanówmy się najpierw, o co chodzi w synestezji.
Odkryliśmy, że w mózgu obszary kolorów i liczb
leżą tuż obok siebie, w zakręcie wrzecionowatym.
Musi więc istnieć jakieś przypadkowe połączenie
pomiędzy obszarami koloru i liczb.
Dlatego widząc liczbę, widzi się ją w kolorze.
Stąd się bierze synestezja.
Dlaczego u niektórych ludzi
tworzą się takie połączenia?
Pamiętamy, że to rodzinne?
To nam daje wskazówkę.
To nieprawidłowy gen,
mutacja genetyczna powoduje te połączenia.
Wygląda, że wszyscy rodzimy się
z połączeniami między wszystkimi częściami.
Każdy obszar mózgu jest połączony z resztą,
a następnie redukuje się do charakterystycznej
modułowej budowy dorosłego mózgu.
Istnieje gen powodujący tę redukcję.
Zmutowany gen spowoduje zanik rozgraniczenia
między sąsiednimi obszarami mózgu.
Jeśli między obszarami liczb i koloru, mamy "barwne liczby",
Jeśli między dźwiękami i kolorem, mamy "barwne słyszenie".
Jak dotąd w porządku.
A jeśli gen zmutuje się w całym mózgu i wszystko będzie połączone?
Artyści, pisarze i poeci mają wspólną cechę:
umiejętność myślenia metaforycznego,
łączenia pozornie różnych koncepcji,
jak: "Okno jest wschodem, a Julia jest słońcem!".
Nie mówi się "Julia jest słońcem",
czy to znaczy, że jest świecącą kulą ognia?
Schizofrenicy tak mają, ale to inna historia.
Zwykli ludzi mówią: jest ciepła jak słońce,
jest promienna jak słońce, jest potrzebna jak słońce.
Natychmiast znajdują skojarzenia.
Założenie, że takie połączenia
i skojarzenia są w różnych częściach mózgu,
da nam większą skłonność
do metaforycznego myślenia i kreatywności
u ludzi z synestezją.
Dlatego synestezja występuje 8 razy częściej
u poetów, artystów i pisarzy.
To bardzo frenologiczny pogląd na synestezję.
Ostatni dowód... Mogę jeszcze minutkę?
(Oklaski)
Wszyscy jesteście synestetykami, tylko o tym nie wiecie.
Nazywam to Marsjańskim alfabetem.
W naszym alfabecie A to A, B to B, C to C.
Inny kształt to inny fonem.
To Marsjański alfabet.
Jeden znak to Kiki, drugi Buba.
Gdzie jest Kiki, a gdzie Buba?
Kto uważa, że to Kiki, a to Buba? Podnieście ręce.
Wygląda, że mamy parę mutantów.
(Śmiech)
Kto uważa, że to Buba, a to Kiki? Podnieście ręce.
99% z was.
Nikt z was nie jest z Marsa, więc jak to robicie?
Wszyscy mamy w pewnym stopniu synestezję.
Ostra fleksja, ki-ki,
ośrodki słuchowe i komórki włosowe są pobudzone.
Kiki przypomina ten postrzępiony kształt.
To bardzo ważne, mówi nam,
że mózg przejawia pierwotny...
Wygląda to jak zwykła iluzja,
ale nasze oczy podążają za kształtem
a komórki słuchowe pobudzają wzorzec dźwiękowy.
Mózg jest w stanie wydobyć wspólny mianownik.
To pierwotna forma abstrahowania.
Ma to miejsce w zakręcie wrzecionowatym,
ponieważ w razie uszkodzenia,
tracimy zdolność do rozróżniania Buba od Kiki
oraz zdolność rozumienia metafor.
Jeśli zapytasz pacjenta, co znaczy przysłowie
"Nie wszystko złoto, co się świeci",
powie, że błyszczący metal niekoniecznie jest złotem,
że trzeba najpierw zmierzyć ciężar właściwy.
Zupełnie nie rozumie metaforycznego znaczenia.
Ten obszar jest blisko 8 razy większy u wyższych,
szczególnie u ludzi, niż u niższych naczelnych.
Coś niezwykłego dzieje się w zakręcie kątowym,
bo tutaj spotykają się tu słuch, wzrok i dotyk.
U ludzi to pokaźny obszar, o ciekawej funkcji.
Uważam, że to podłoże wielu osobliwych zdolności,
jak pojmowanie abstrakcji, metafor, czy kreatywność.
Pytania zadawane przez filozofów przez tysiąclecia
mogą znaleźć odpowiedzi dzięki neuroobrazowaniu mózgu,
badaniu pacjentów i zadawaniu właściwych pytań.
Dziękuję.
(Oklaski)
Przepraszam za to.
(Śmiech)