Přečtěte si náš blog

Když mozek nefunguje správně: Část první

V našich článcích se více méně věnujeme tréningu mozku, nabízíme rady, jak svůj výkon v kognitivních úlohách zvyšovat, což je nakonec i samotným záměrem projektu Mentem. Ale následujících několik řádků bude věnováno právě opačnému fenoménu, a to stavu, kdy mozek nepracuje tak, jak má.

Na úvod příběh z historie. V roce 1848 pracovník amerických železnic Phineas Gage utrpěl vážnou nehodu. Lebkou mu po předčasném výbuchu nálože přeletěla kovová tyč, která zasáhla jeho čelní lalok. Gage zázrakem přežil. A ne jen to. Byl schopný normálního života, a přestože přišel o jedno oko, nevykazoval nijaký úbytek inteligence či kognitivních schopností. Na první pohled bol absolutně v pořádku, přesně takový jako před nehodou. To se však rapidně změnilo během prvních měsíců po propuštění z léčby. Gage nebyl schopný udržet si práci, jeho chovaní bylo drzé, nevhodné, často až extrémně nespolečenské. Později se přidaly problémy s alkoholem, finanční bankrot způsobený gamblerstvím. Zdá se, jakoby po tomto úraze Gage ztratil schopnost řídit se „zdravým rozumem“, schopnost rozhodovat se. Jeho příbuzní tvrdili, že ho nepoznávají, že už to není je ten stejný člověk. Americký neurovědec Antonio Damasio tvrdí, že Gageov případ, jako i mnohé podobné, ukazuje možnost, že v prefrontálnom kortexu, který měl Gage při nehodě zásadně poškozený, se nachází jakýsi řídicí mechanizmus, který mám pomáhá při rozhodovaní.

Další zajímavou skupinou případů jsou pacienti s rozděleným mozkem (split-brain patients). Přestože tento termín zni poměrně děsivě, jedná se o proceduru, která je indikována pacientem se silnou epilepsií. Kvalita života pacientů, kteří mají epileptický záchvat několikrát denně, je tak nízká, že lékaři v extrémních případech přistupují právě k této technice. Když epileptický záchvat vzniká u těchto pacientů v jednom bodě a následně se šíří do celého mozku, lékaři přetnu při operaci takzvané corpus callosum, což je spleť nervových vláken spojující levou a pravou hemisféru. Tím se zabráni šíření záchvatu z jedné hemisféry do druhé, intenzita záchvatů se podstatně snižuje a kvalita života pacientů rapidně zvyšuje. Tahle procedura je však občas spojena s bizarními vedlejšími účinky. Asi nejzásadnější z nich je takzvaný alien hand syndrome (syndrom cizí ruky), kdy pacienti po tomto zákroku ztrácejí kontrolu nad jednou ze svých rukou, což v praxi znamená, že jedna ruka si dělá absolutně co "jí napadne". Když si pacient zapíná košili, jeho "odcizená" ruka ji znovu knoflík po knoflíku rozepíná. Zdokumentovány jsou i případy, kdy byla tato "odcizená" ruka dokonce agresivní a nehledě na vůli svého majitele házela po okolí předměty. Přestože je takový život těžký, pacienti s rozděleným mozkem i tak jednohlasně tvrdí, že je to život pestřejší a jednodušší než ten před zákrokem.

Popisem případu Phinease Gage a pacienty s rozděleným mozkem končí první část dvoudílného seriálu o poruchách fungování lidského mozku. Ve druhé části tohoto krátkého seriálu o zvláštnostech, které mohou nastat, když náš mozek utrpí újmu, se podíváme na poruchy řeči (afázie) a na poruchy zrakové percepce. Další díl tedy nebude o nic méně zajímavý než ten, který jste právě dočetli.

Jak to je ve skutečnosti s Eskymáky? Mají opravdu několik názvů pro sníh?

Určitě jste se již setkali s informací, že obyvatelé severských zemí, kde sníh pokrývá zem většinu roku, mají právě pro sníh několik názvů, dokonce možná až několik desítek různých slov, či slovních kategorií, které popisují různé typy sněhu. Tento známý mýtus se rozšířil i na jiné kultury, například obyvatele Sahary a jejich kategorie pro písek. Popsaný efekt je údajně způsoben kvalitativně odlišným vnímáním příslušníků dané kultury a schopností rozlišit různé kategorie ať už písku na Sahaře nebo sněhu na severním pólu. Málokdo však ví, jak tento mýtus vznikl. Autory, kteří stojí za touto informací, jsou pánové Whorf a jeho kolega Sapir, kteří již v šedesátých letech vyslovili myšlenku, že jazyk, konkrétně jazykové kategorie, ovlivňují zrakové vnímání (známe ji pod názvem hypotéza jazykové relativity). Takže podle jejich názoru to, že určitá kultura má několik jazykových kategorií pro sníh, způsobuje kvalitativně rozdílné, přesnější vnímání samotného sněhu, jeho barvy, či struktury.

Tato myšlenka vědecký svět zajímá dodnes, přestože její původní forma, právě ta se sněhem u Eskymáků a pískem na Sahaře, už není středem akademického zájmu. Pozornost se později zaměřila hlavně na barevné kategorie a vnímání barev kulturami, které mají tyto kategorie diametrálně odlišné.

V experimentech se vědci zaměřili na zkoumání barevných kategorii a následně na rozpoznávání rozdílů mezi barvami ze stejné barevné kategorie (například různé odstíny modré) a rozdílné barevné kategorie (modrá a zelená). Příslušníci různých kultur absolvovali tento experiment a výsledky nebyly ani zdaleka tak jednoznačné, jak předpokládali Sapir a Whorf, když hypotézu jazykové relativity popisovali.

Zjištění odhalila, že ačkoli je rozpoznávání barev z různých barevných kategorií rychlejší, platí to pouze pro pravou polovinu zorného pole. Autoři to vysvětlují tak, že pravé zorné pole je spojeno s levou mozkovou hemisférou, kde jsou lokalizovány centra řeči (Brockova a Wernickeoho oblast) a tedy i centra jazykových kategorií. Tento výsledek podporuje myšlenku, že jazykové kategorie pomáhají při zrakovém vnímání, ale v běžném životě, kde využíváme obě oči a zorné pole nevnímáme jako rozdělené na pravou a levou část, je tento efekt zanedbatelný.

Z výzkumů vnímání barev různými kulturami, které využívají různé slovní kategorie pro barvy se tedy nepotvrdilo, že by naše slovní kategorie výrazně ovlivňovaly vnímání. Pokud bychom tyto poznatky aplikovali do původní hypotézy o Eskymáky a sněhu, pravděpodobně bychom přišli na to, že za eskymáckímy názvy pro sníh není jejich přesnější vnímání struktury a barvy sněhu, ale spíše období, kdy sníh napadl, nebo jeho množství.

Tento poměrně oblíbený mýtus je tedy pravdivý jen z malé části a v běžném životě je téměř nepostřehnutelný.

Zdroje:

Gilbert, A. L., Regier, T., Kay, P., & Ivry, R.B. (2006). Whorf hypothesis is supported in the right visual field but not the left. PNAS, 103( 2), 489–494. Kay, P,. & Kemton, W. (1984). What Is the Sapir-Whorf Hypothesis? American Anthropological Association, 86, 65-79. Regier, T., & Kay, P. (2009). Language, thought, and color: Whorf was half right. Trends in Cognitive Sciences, 30(10), 1-8.

Zajímavosti o našem mozku

Lidský mozek necítí bolest. Nemá totiž receptory citlivé na bolest. Proto necítí ani změny teploty, žádný tlak, ani zranění, dokud není zasažená obast spojená s určitou funkcí. Když lidé cítí bolest, kterou jim způsobuje na mozku nějaký nádor nebo cysta, je to způsobeno tím, že tlačí na nervovou tkáň, která mozek obklopuje, nebo žíly, které jsou jím protkané. Neurochirurgie tohoto faktu využívá při operacích mozku, kdy během celé procedury zůstává pacient při vědomí, a může tak komunikovat s neurochirurgem o změnách svého cítění, což pomůže chirurgovi vyhnout se poranění kritických mozkových oblastí.

Věděli jste, že mužský mozek obsahuje více funkčních spojení v rámci každé hemisféry zvlášť, zatímco ženský mozek má více funkčních spojení vzájemně mezi hemisférami? U žen bylo také zjištěno, že corpus callosum (most spojující nervovými vlákny komunikaci obou hemisfér) je tlustší, než u mužů. Důsledky tohoto rozdílu již jistě domyslíte sami :-)

- zdroj

Mozek obsahuje kolem 80% vody, asi 12% tuku a 8% bílkovin. Je to velmi energeticky náročná tkáň. Neumí si utvářet zásoby energie, proto potřebuje její neustálý přísun. A to v podobě glukózy, která je jediným zdrojem energie pro mozek, kterou spaluje za přítomnosti kyslíku. Mozková činnost může spotřebovat až 20% celkové energetické spotřeby organismu.

Během raného vývoje plodu v děloze se mozkové buňky množí zhruba v počtu 250 000 neuronů za minutu.

Mozková kůra je fylogeneticky nejmladší část mozku. Jejím používáním houstne její neuronální síť.

Když si často povídáte s malými dětmi, nebo jim čtete či zpíváte písničky, umožňujete tak lepší a rychlejší rozvoj jejich mozku.

Mozek může žít bez kyslíku 4-6 minut. Když zůstane bez kyslíku déle, začne odumírat, a může dojít k závažným, mnohdy těžko rehabilitovatelným požkozením.

Nedostatek spánku má negativní vliv na tvorbu nových neuronů v určitých mozkových oblastech. Dotyčný má zhoršenou paměť a pozornost, a další kognitivní funkce. Dobrá zpráva je, že po obnovení dostatečného spánkového režimu se funkce obnovování neuronů vrací během cca 14 dní až 3 týdnů do normálu.

Mozkové hemisféry

Položíme-li vedle sebe mozek a polovinu celé „koule“ vlašského ořechu, najdeme zde jistou podobnost, tedy alespoň na první pohled. Dvě půlky ořechu jsou podobné jako dvě poloviny mozku, zvané hemisféry (sféra = koule, hemi = poloviční). Obě hemisféry jsou spojené složitou neuronální sítí zvanou kalózní těleso (corpus callosum), která umožňuje jejich vzájemnou komunikaci.

Mozkové hemisféry nejsou, ani jako žádný párový orgán v lidském těle, zcela identické a souměrné. V zásadě se však nejedná o dvě poloviny mozku, jak obvykle slýcháme, ale o dvě poloviny tzv. koncového mozku, což je vývojově nejmladší část lidského mozku. Povrch hemisfér je tvořen mozkovou kůrou, která má typicky šedavé zbarvení. Ta se skládá ze závitů, které jsou od sebe odděleny tzv. rýhami. Tímto způsobem se zvyšuje i funkční povrch mozkové kůry.

Zjištění specializací mozkových hemisfér

Už v 19. století vědci zjistili, že poranění mozku na určitých místech v levé hemisféře souvisí s deficitem schopnosti řeči. K teorii funkční specializace hemisfér přispěl však významnou měrou v 60. letech 20 století americký neurofyziolog Roger W. Sperry, který za to byl oceněn Nobelovou cenou. Sperry pracoval s epileptickými pacienty. Aby zabránil šíření se epileptického záchvatu z jedné hemisféry do druhé, protnul pacientům corpus callosum. Došlo k vymizení epileptických záchvatů, a pacienti se mohli zpět vrátit do běžného života. Současně však u těchto pacientů bylo po provedení zákroku pozorováno „zvláštní chování“. Díky tomuto Sperry dospěl k teorii funkční specializace hemisfér. Nutno podotknout, že tento zákrok se provádí v určitých případech do dneška, avšak s pomocí moderních technologií, a odstraní se pouze malinká část kalózního tělesa.

Co která hemisféra obstarává?

Levé hemisféře se připisují především funkce jako analytické myšlení, matematicko - logické schopnosti, řečové schopnosti, vědecké uvažování, psaní, počítání, motorické reakce, pojem o čase, atd. Zatímco pravá hemiféra hostí funkce jako celostní myšlení, intuice, sluchové vjemy, představivost, tvořivost, hudba a umění či denní snění.

Pozdější výzkumy ale ukázaly, že mozek není bezpodmínečně tak dichotomní, jak se zpočátku myslelo. Obě hemisféry spolu úzce spolupracují, i když někdy, díky neuronální plasticitě, mohou do jisté míry v případě potřeby (tj. poškození), přebírat funkce té druhé. Například matematické schopnosti jsou nejsilnější, když obě hemisféry pracují dohromady (díky komunikaci přes kalozní těleso).

Např. levá hemisféra se specializuje na zachytávání zvuků, která tvoří slova, a pracuje na složení slov, nicméně nemá monopol na  zpracování jazyka. Zatímco pravá hemisféra je citlivější na emoční aspekty řeči, které převádí řečového rytmu, který je nositelem intonace a důrazu. Více čtěte zde (Angličtina)

Jak funguje mozek

Lidský mozek je základní řídící jednotkou lidského těla a našeho duševního života. Přitom váží asi 1,5 kg, tedy zhruba 2% celkové hmotnosti lidského těla. Na první pohled připomíná vlašský ořech. Ne nadarmo. Vlašské ořechy a ořechy obecně obsahují obrovské množství látek, ktré jsou pro optimální fungování mozku nezbytné.

Nicméně je patrné, že vnější obrázek mozku nám ukáže, že mozek je rozdělen na dvě poloviny, které nazýváme hemisférami. Exituje tedy hemisféra pravá a hemisféra levá. Tyto hemisféry ovšem neexistují každá zvlášť nýbrž jsou spojeny složitou neuronální sítí (corpus callosum), která převádí informace z jedné poloviny mozku do druhé. Takže obě hemisféry spolu čile komunikují.

Mozková kůra – čím více, tím lépe

Při vnějším ohledání mozku si také povšimneme, že mozek vypadá jaksi "pomačkaně", je plný rýh a závitů. Zcela správně. Právě tyto rýhy a závity zvětšují vnější plochu mozkové kůry, proto čím více, tím lépe :-) "Šedá kůra mozková" je opravdu mozková kůra a má skutečně našedlou barvu. Je to způsobeno tím, že je tvořena převážně těly nervových buněk – neuronů, které mají šedou barvu. Z těchto mozkových buněk potom vybíhají do vnitřních mozkových struktur nervová vlákna, která jsou většinou obalena myelinem. Ten je naopak bílý, proto je mozek ve vnitřní struktuře převážně právě bílý. A právě šedá mozková kůra je sídlem vůlí řízených kognitivních, tedy poznávacích procesů.

"Komunikace" mozkových hemisfér a přenášení informací v mozku a celé nervové soustavě se děje pomocí obrovského množství elektrických signálů mezi jednotlivými neurony. Jedna mozková buňka může být spojena s až desetitisícem dalších.

" "Mozek je extrémně komplexní struktura, ve které neustále vzniká obrovské množství elektrických výbojů." "

– z článku MUNI

Malé části fungující jako veliký celek

Z hlediska fungování mozku je v dnešní době mozek členěn na velké množství dílčích struktur, strukturálních a funkčních komplexů, z nichž každý má odlišnou funkci. Mozek však pracuje komplexně a neustále zpracovává a vyhodnocuje obrovské množství informací. Ať už jde o poznatky z vnějšího světa (smysly, vnímání), nebo vnitřního světa (zabezpečování správné funkce orgánů, zpracovávání přijatých informaci).

Za všechny strukturální oblasti uvedeme namátkově například již zmíněnou mozkovou kůru, která je, jak již bylo řečeno, sídlem volných kognitivních procesů, v jejích oblatech sídlí např. schopnost řeči. V limbickém systému se nacházejí centra emocí a paměti. Mozeček reguluje koordinaci. Hypokampus je zodpovědný za analýzu prostorových informací. Hypotalamus řídí funkce těla jako například teplotu a sexuální chování. Také v koncovém mozku se nachází smyslová centra, a ústředí vědomých pohybů, emocí, myšlení i paměti. To je však jen částečný výčet toho, co vše náš mozek řídí a dokáže.

Mozek na Wikipedii

" "Nikdy asi nejsme schopni pochopit do detailu funkce lidského mozku." "

– z článku MUNI