Przekroj.pl - cywilizacja, nauka

9.11.2007

Podróż w krainę mózgu

Olga Woźniak

Jakie było dzieciństwo twojego umysłu? Najbardziej krytycznym okresem jego rozwoju są pierwsze lata życia. Od nich zależy, jakimi jesteśmy dorosłymi

Trzask! - Słyszysz? Suche, ciche. Trzask, błysk. Blady, zimny. Widzisz? Za chwilę cała kanonada: ra- ta-ta-ta-ta! Jakbyś wciągał przez głowę wełniany naelektryzowany golf. Trzask, błysk, jakby przez pokryte pajęczyną drutów skrzyżowanie przejeżdżał tramwaj. Nie słyszysz. Nie widzisz. Nie czujesz. Choć to wszystko dzieje się w twojej głowie. W mózgu istnieje około 100 miliardów neuronów, z których każdy jest połączony z tysiącami innych. Komórki te nieustannie komunikują się ze sobą wysyłając 300 elektrycznych sygnałów na sekundę. Pojedynczy neuron odbiera jednocześnie informacje od wielu tysięcy innych neuronów i jest bombardowany dziesiątkami różnych mediatorów o odmiennym działaniu. Mózg nieustannie adaptuje się do nowych sygnałów, uczy nowych sprawności i gromadzi wspomnienia. Kiedy to się zaczyna? I jak? Czy od tego, jakie było „dzieciństwo" naszego mózgu, może zależeć, jakimi dziś jesteśmy ludźmi? Naukowcy twierdzą, że najbardziej krytycznym okresem dla naszego mózgu są pierwsze trzy lata życia. Wtedy trzeba o niego dbać najbardziej.

Centralny system nerwowy embrionu ludzkiego nie jest miniaturą dorosłego. Można go raczej porównać do kijanki, z której wykształci się żaba.
Około ósmego tygodnia od zapłodnienia pojedyncza komórka jajowa wzbogacona o dane z plemnika przekształca się w mikroskopijny zarodek człowieka. Ma on wtedy wielkość kciuka dorosłej osoby, ale posiada większość narządów wewnętrznych i wszystkie główne części ciała włącznie z palcami rąk i nóg. Jego głowa jest wielkości małej śliwki mirabelki. Niemal całą jej objętość wypełnia mózg. Pod koniec ósmego tygodnia rozwoju zarodek staje się płodem. Mózg płodu jest szczególnie wrażliwy na uszkodzenia w okresie najintensywniejszego rozwoju - miedzy 8 a 16 tygodniem. Szacuje się, że wtedy przybywa w nim 250 komórek nerwowych - neuronów - na minutę!

Wszystkie neurony powstają z komórek wyściełających widoczną już u trzytygodniowego zarodka cewę nerwową, która stanowi zawiązek mózgu i rdzenia kręgowego.
Komórki nerwowe dziecięcego mózgu nie powstają od razu w miejscach swego przeznaczenia. Musza się tam dostać. Gdy oddzielają się od cewy nerwowej są jeszcze niedojrzałe – nazywa się neuroblastami.
We wczesnych tygodniach i miesiącach życia zarodka powstaje ponad 200 tysięcy neuroblastów! Miliony tych komórek niczym wędrowne ptaki rozpoczynają podróż do miejsc swojego przeznaczenia, kierowane przez swoisty „system nawigacyjny”. Co to jest? To „lepkie” miejsce na powierzchni komórki nerwowej w skrócie nazywane CAM. Gdy spotkają się dwie komórki z podobnymi cząsteczkami CAM, istnieje duże prawdopodobieństwo, że zostaną ze sobą. Młode neuroblasty maja postać bezkształtnych ameb. Wędrują po mózgu wzdłuż rusztować zbudowanych z białek, cukrów i innych cząstek znajdujących się w przestrzeni międzykomórkowej. Na migrujące komórki nerwowe oddziałują hormony i inne substancje uwalniane w pobliżu ich szlaków. Gdy neuroblasty dotrą do wyznaczonego sobie miejsca, w wyniku działania różnych genów, które się wtedy włączają, zaczynają się różnicować i podejmować swoje funkcje.
Neuroblasty budują mózg od środka na zewnątrz. Dlatego komórki, które mają stać się częścią zewnętrznej warstwy kory mózgowej, muszą się już nieźle przepychać przez wcześniej osiadłe komórki.

Najprędzej w mózgu płodu formują się dolne jego części - m.in. rdzeń przedłużony. Tam zlokalizowane są ważne dla życia ośrodki regulujące podstawowe funkcje organizmu, takie jak np. skurcze serca. Rozwój innych struktur dokonuje się później. U czteromiesięcznego płodu mózg stanowi już w pełni wykształconą strukturę. Płód pięciomiesięczny chwyta, kopie i miewa czkawkę, co dowodzi, że działają u niego odruchy oraz kontrola mięśni za pośrednictwem nerwów ruchowych. W wieku sześciu miesięcy w mózgu zaczyna dominować kora, na której pojawiają się zakręty i bruzdy. W siódmym miesiącu w brzuchu matki niczym w basenie płód trenuje ruchy kontrolowane - połykanie, odpychanie się, ,oddychanie". W tym czasie zaczyna się szybki rozwój przedniej części mózgu, a kora na obu półkulach marszczy się. W dziewiątym miesiącu nowa istota ludzka szykuje się na spotkanie ze światem zewnętrznym. Wyposażona jest już w mózg, który wygląda jak u dorosłego człowieka. Jest proporcjonalnie bardzo duży i znacznie lepiej rozwinięty niż na przykład mięśnie czy kości.

W życiu płodowym na rozwój naszego mózgu oddziałują w równym stopniu geny, jak i środowisko, w którym się rozwijamy. Dlatego przyszła matka powinna wtedy szczególnie dbać o swoje zdrowie. Mózg jej dziecka może bowiem ulec uszkodzeniu na wskutek infekcji wirusowej (podejrzewa się, że rozwój schizofrenii może być związany z zarażeniem wirusem grypy podczas życia płodowego), zażywania leków. Istnieją tez dowody na to, że szkodliwe dla płodu mogą być również silne negatywne reakcje emocjonalne matki. Skutkiem tego mogą być m.in. różne rodzaje epilepsji, opóźnienie w rozwoju, autyzm.

Po urodzeniu mózg dziecka zawiera 100 bilionów neuronów – to jest prawie tak wiele, ile jest gwiazd w Mlecznej Drodze! To spory naddatek, ale Natura wyszła widać z założenia, że tylko gdy ma się tyle materiału, można stworzyć coś bardzo wartościowego. Pierwsze lata życia dziecka będą polegały więc na „ociosywaniu” mózgu ze zbędnych komórek. Będzie kształtować się jego ostateczna forma. Za ten proces odpowiedzialne jse środowisko zewnętrzne dziecka. Ilość dochodzących bodźców. Wychowanie. Od tego, jak w tym czasie będziemy traktować mózg malucha, będzie w ogromnym stopniu zależeć, na jakiego człowieka wyrośnie w przyszłości. Rodzice, nianie, babcie, wychowacznie w żłobkach i przedszkolach – to nas kształtuje.
Nowo uorodzonenieowlę może widzieć, słyszeć , odczuwa dotyk. Jednak najlepiej wykształcone regiony w jego mózgu to te, które kontrolują procesy życiowe takie jak bicie serca czy oddychanie. W innych miejscach panuje spory bałagan. Wszędzi ejest pełno komórek nerwowych, ale są one ze sobą dość słabo połączone. Wciągu pierwszych miesięcy życia mózg gwałtownie stara się zaprowadzić tu porządek.
Komórki nerwowe zaczynają się ze sobą łączyć.

W pierwszym roku dziecka mózg powiększa się trzykrotnie do niemal trzech czwartych wielkości mózgu dorosłego człowieka. To ogromne tempo przyrostu masy mózgu w tym czasie jest przede wszystkim skutkiem tworzącego się wokół wypustek nerwowych ochronnego płaszcza - tzw. mieliny, a także wyrastania z komórek nerwowych wypustek - neurytów: aksonów i denedrytów. Każda z milionów komórek nerwowych próbuje nawiązac njak najwięcej kontaktów z sąsiadkami. Wypuszczone niczym macki aksony odpowiadają za przewodzenie sygnały z komórki, dendryty je odbierają. Celem jest stworzenie połączenia zwanego synapsą. Dzięki niemu akson jednego neuronu przekazuje sygnał dendrytowi drugiego. Trzeba szukać, trzeba działać! Neuron nie może sbie pozwolić, by wypaść z obiegu.

Te bowiem, które omijają ważne informacje po pewnym zcasie zostają bezlitośnie zlikiwdowane.
Nowe połaczenia testowane są przez mózg uczący się nowych rzeczy, podlegający nowym doznaniom. A wtedy przecież wszytsko jest nowe. Kolorowa zabawka nad łóżeczkiem, twarz mamy, ciepło pluszowego misia, smak soku z marchewki. Wystko to mózg musi zrozumieć i ponazywać, powkałdać do odpowiednich szufladek.
To stymuluje dalszy rozwój systemu nerwowego. Wtedy przypomina on zakładanie sieci telefonicznej. – Od czego ten kabel? Och, chyba od widzenia kolorów? A ten? Pozwala czuć ciepło i zimno. Dzięki temu połączeniu słyszę kołysankę. Ta droga zaś prowadzi do nikąd. Do śmieci z nią!
Tak powstaje sieć neuronowa. Jest ona wtedy niebywale plastyczna. Następują w niej ciągłe poprawki, modyfikacje i uaktualnienia w zależności od otoczenia, w którym wzrasta dziecko.
Połączenia są drakońsko czyszczone, by powstał unikalny umysł.

Jednak proces „ociosywania” mózgu ma swoją cenę. Choć giną głównie zbędne połączenia, zniszczeniu ulegają też i takie, które zapewniają nam szereg intuicyjnych zdolności, zwanych talentami.
Dość częstym zjawiskiem u małych dzieci jest na przykład pamięć fotograficzna, która zanika w procesie przerzedzania komórek nerwowych. Mózg dziecka ma też dodatkowe połączenia między korą słuchową i wzrokową, a także miedzy siatkówką oka a częścią wzgórza odbierającą dźwięki. Dzięki temu niemowlę może „widzieć” dźwięki i słyszeć barwy. Zdarza się czasem, że te dodatkowe połączenia wskutek jakiegoś nie dopatrzenia nie zostają zlikwidowane i zdolność taką posiada także człowiek dorosły. Nosi ona wtedy nazwę synestezji. Synestetykami było wielu artystów: pisarzy, poetów i malarzy. Nap. Vladimir Nabokov, Wasilly Kandinsky, Baudleare.
Od czasu do czasu, głównie wskutek uszkodzenia DNA, trzebienie komórek nerwowych wymyka się spod kontroli. Niszczenie zbyt wielu połączeń jest uznawane na przykład za jedną z przyczyn upośledzenia inteligencji w zespole Downa.