5. Działanie mózgu: najprostsze teorie.

Teoria Paula MacLeana: podział mózgu na trzy struktury.
Zespół R (reptilian), obejmuje pień i śródmózgowie; świat gadów.
System limbiczny - emocje, zachowania społeczne; świat ssaków.
Kora nowa - język, abstrakcje; świat ludzi i naczelnych.

Neuroanatomia i neurofizjologia porównawcza pokazują, że stare gatunki mają niewiele wyższych pięter mózgu.
Ryby mają głównie pień i środmózgowie, gady słabo rozwinięty układ limbiczny, ssaki (ptaki nieco mniej i w inny sposób) mają rozwiniętą korę nową.

Paul MacLean, pracując w Laboratorium Ewolucji i Zachowania się Mózgu, NIMH, USA, wprowadził w 1952 roku pojęcie układu limbicznego.
Prowadził systematyczne badania wpływu uszkodzeń struktur mózgu na zachowania się zwierząt, od jaszczurek do małych ssaków.
Dodatkowe informacje zdobyto tworząc chimery - fragmenty mózgu jednego zwierzęcia wszczepiano innemu i obserwowano jego zachowanie.

W ten sposób wyróżniono trzy struktury mózgu, o różnych funkcjach, poczuciu czasu i przestrzeni, rodzaju inteligencji.
Ewolucyjnie najstarszy jest rdzeń kręgowy, pień mózgu oraz śródmózgowie. Dokładniej mamy:

• Pień i podstawa neuronalna mózgu, zawierająca wszystkie układy regulacyjne i reproduktywne organizmu tworzy "zespół R" (Reptilians, gady).
  Twór siatkowaty (Reticular formation) - kontroluje stan pobudzenia umysłu, czuwania i przytomności, snu, motywacji do działania.
  Podwzgórze - reguluje homeostazę: termoregulację, rytmy biologiczne, współpracę z autonomicznym układem nerwowym, uczucie głodu i pragnienia.

Zespół R jest bardziej pierwotny niż emocje.
Realizuje instynkty terytorialne, zachowania agresywne, rytualne (np. godowe), hierarchie społeczne.
Mordowanie "z zimną krwią", czyli tak jak gady!
Wojny zaborcze u ludzi, szympansów, delfinów są przejawem tych instynktów.

• Układ limbiczny jest słabo rozwinięty u gadów, dobrze u ssaków, liczy ≤ 150 mln lat.
  Funkcje: emocje, zachowania opiekuńcze, typowe zachowania instynktowne dla danego gatunku.
  • Kora stara, w tym kora węchowa, reaguje na niespecyficzne pobudzenia zapachowe (dokładniejsza analiza w haku hipokampa); obejmuje korę gruszkowatą (piriform cortex), korę śródwęchową i przyległe obszary.
  • Hipokamp, tworzący z przyległościami "formację hipokampa", jest kluczową strukturą dla pamięci epizodycznej i dla orientacji przestrzennej, sądzono też, że jest odpowiedzialny za mechanizm walki-ucieczki (chociaż pień mózgu pełni tu ważniejszą rolę).
  • Podpora (część hipokampa), związana jest prawdopodobnie z mechanizmem oczekiwania i odkrywania nowości.
  • Jądra migdałowate (amygdala) są najważniejszą strukturą dla ekspresji i kontroli strachu, agresji, zachowań seksualnych (u kastratów jądra migdałowate zmniejszają się o 30%), pamięci zdarzeń emocjonalnych. Drażnienie prądem tych obszarów wywołuje psychozy i halucynacje.
  • Podwzgórze zawierające przysadkę mózgową odpowiedzialne jest za sprzężenie z układem hormonalnym, wpływa też wzbudzanie i ekspresję sygnałów stresu i przyjemnych emocji (oksytocyna, endorfiny).

Ssaki przeżywają silne emocje, również w snach.

• Kora nowa, najlepiej rozwinięta u naczelnych, jej szybki rozwój nastąpił dopiero kilkadziesiąt mln lat temu.
  Funkcje: procesy poznawcze, rozwiązywanie problemów, zachowania społeczne, kultura.

Uszkodzenia kory nie zmieniają zachowań typowych dla danego gatunku, za to uszkodzenia układu limbicznego tak.
Czy człowiek jest już zwierzęciem racjonalno-kortykalnym? Nie bardzo, i chyba nigdy do końca nie będzie, bo emocji nie da się oddzielić od racjonalnego działania.

Psycho-neuro-immunologia bada zachodzące przede wszystkim w układzie limbicznym sprzężenia pomiędzy stanami psychicznymi, pobudzeniami grup neuronów, poziomem neurotransmiterów i hormonów (endokrynologia), oraz aktywnością układu odpornościowego (immunologicznego).

Rytualistyczno-hierarchiczne aspekty zachowania realizowane są przez zespół R, który mają gady.
Emocjonalne, altruistyczne aspekty zachowania realizuje układ limbiczny, rozwiniety u ssaków i ptaków.
Racjonalne aspekty, związane z myśleniem, planowaniem, realizuje kora nowa, najlepiej rozwinięta u naczelnych, ale i u delfinów.
Zachowanie ludzi i zwierząt jest wynikiem zaintegrowanego oddziaływania tych trzech struktur mózgu.

Poważne upośledzenia umysłowe u ludzi są wynikiem niedorozwoju mózgu związanego ze zmianami korowymi i limbicznymi.
Korowe: skutkiem jest obniżona inteligencja, ale pozostają zachowania typowe ludzkie.
Limbiczne: mogą pozostać jedynie instynktowne zachowania typowe dla ssaków, takie jak komunikacja niewerbalna, obrona terytorium, poszukiwanie kontaktu i uczuć.

Rozwój mowy poprzedził język gestów i dźwięków, które wydają zwierzęta.
Stymulacja prądem struktur układu limbicznego jak i jąder w pniu mózgu (np. oliwek dolnych) u małp prowadzi do wydawania specyficznych wokalizacji (pisków, pomruków, świergotów, jęków) dla danego gatunku (Jurgens, 1979; 1982).
Antropolodzy zauważyli korelację rozwoju krtani i praworęczności, więc rozwój mowy i praworęczności był prawdopodobnie skorelowany.

Mit "szlachetnego dzikusa", gentlemena natury, pojawił się ok. 1580 r, i rozwinął w czasach romantyzmu w 18 wieku (J.J. Rousseau) i sentymentalizmu w 19 wieku, przetrwał do dzisiaj (np. historie Tarzana).
Richard Leakey, słynny antropolog, twierdził, że wojny pojawiły się dopiero po powstaniu rolnictwa.
Czy człowiek z natury rzeczy jest dobry, a cywilizacja jest źródłem zła?
To spaczony obraz natury! Inteligencja zwierząt służy do zabijania!
Etolodzy byli całkowicie zaskoczeni wojnami wśród szympansów (np. wojna szympansów z Gombe 1974-77, obserwowana przez Jane Goodall).
Cywilizacja pozwala zaspokajać potrzeby i tłumi instynkt agresji, ale jednocześnie daje możliwości zniszczenia w skali globalnej.

Spełnienie potrzeb podstawowych jest zwykle warunkiem koniecznym do aktywacji potrzeb wyższego rzędu.
Hierarchia potrzeb człowieka opracowana została w ramach psychologii humanistycznej przez Abraham Maslowa i innych psychologów.

• Potrzeby fizjologiczne (jedzenie, picie, sen, ruch),
• Potrzeby bezpieczeństwa (ochrona osobista, stabilność i porządek),
• Potrzeby społeczne (przynależność do grupy, akceptacja społeczna).
• Potrzeby uznania osobistego (szacunek, status, potrzeba bycia lubianym/kochanym).
• Potrzeba samorealizacji, poznania, potrzeby transpersonalne (duchowe).

Zespół R umożliwia przetrwanie, ochronę przestrzeni życiowej.
Układ limbiczny realizuje potrzeby społeczne i potrzeby uznania osobistego.
Kora nowa po spełnieniu potrzeb podstawowych pozwala na rozwój, samorealizację.
Wyższe potrzeby mogą dominować, ale w procesie rozwoju muszą najpierw być spełnione potrzeby podstawowe!

Taki podział pozwala na nową interpretację starych idei.
Platon: czarny koń może być identyfikowany z zespółem R, a biały koń z układem limbicznym, jego woźnica to kora mózgu.

Sigmund Freud i jego podział psychiki (1920) na trzy warstwy: Id - ciemna, ukryta, niezgorganizowana natura zwierzęca, pęd do przyjemności, zaspokojenia, agresji, popęd seksualny i terytorialny, realizowany przez zespół R i układ limbiczny. Ego - kontroluje emocje, jest podstawową strukturą osobowości, tylko w połowie uświadamianą, zorganizowaną, defensywną; realizowane jest przez układ limbiczny i korę. Superego - zorganizowana część osobowości, świadomość społeczna, odpowiedzialność, sumienie, ideały, poznanie abstrakcyjne, realizowane przez korę nową. Skąd się bierze zło w człowieku? Według Freuda z id, zbyt słabego tłumienia przez korę starą i nową pierwotnych popędów. Psychopatia może wiązać się z brakiem zdolności do empatii: słabe sprzężenie kory, układu limbicznego i kompleksu R, pomimo normalnej inteligencji, mogą powodować działanie zdominowane przez kompleks R. Inny podział Freuda to przeżycia i działania świadome, przedświadome i nieświadome, czyli skryte pragnienia, traumatyczne wspomnienia, nieakceptowalne społecznie idee, kontrolujące nasze zachowanie. Bardziej pasuje to do podziału na dwie półkule i odrębne pragnienia obu; prawa półkula wpływa na nasze zachowanie zwykle w trudny do uświadomienia sposób. Niewłaściwe odwołania do nieświadomości (podświadomości) u Freuda pokutują do dzisiaj: nie jest to składnica mrocznych pragnień, chociaż niektóre stany umysłu moga być tłumione przez inne w wyniku konkurencyjnych procesów.

Z grubsza teoria jest prawdziwa, ale ...
U ssaków układ limbiczny uległ znacznemu przekształceniu. Kora nie jest tylko dodatkiem! Tworzy z pozostałymi obszarami jedną, funkcjonalną i neuroanatomiczą całość, do pewnego stopnia kontrolując struktury podkorowe. Mechanizmy działania uwagi regulują jaka informacja do kory dopływa.
Sens wyodrębnienia układu limbicznego od innych struktur podkorowych bywa kwestionowany, gdyż w normalnym mózgu nastąpiła integracja funkcji i nie można rozbić jego działania na niezależne elementy.
Uszkodzenie specyficznego obwodu scalonego prowadzi do specyficznych błędów w komputerze, ale to nei oznacza, że tylko ten element jest odpowiedzialny za daną funkcję.

Dlaczego po tylu latach ewolucji struktury gadów nie zostały wyeliminowane? Główne przyczyny są dwie:
Do czasu rozwoju społeczeństw osiadłych (a więc nie dawniej niż kilkanaście tysięcy lat) agresja stanowiła szansę na przetrwanie i ochronę swojego terytorium, trudno by więc było o nacisk na selekcję pozbawiającą człowieka niższych instynktów. Nowe struktury mózgu pozwalają na pewien kompromis pomiędzy koniecznościa współpracy w grupie, a ochroną interesów osobistych. Natura eksperymentuje i widać duże zróżnicowanie, od altruistów poświęcających się całkowicie dla dobra innych, do egoistów, zajmujących się tylko sobą. Można to w pierwszym przybliżeniu interpretować jako dominację jednej z trzech struktur.
Ewolucja nie jest wszechmocna i nie projektuje inteligentnie swoich produktów. Z punktu widzenia genetyki niemożliwe jest cofnięcie się do punktu zero i zaczęcie od nowa; rozwój kory nowej mózgu (neocortex) pokazuje jak obecna, 6-warstwowa kora powstaje z prostszej kory starej, cofając się krok do tyłu i budując dalej nowe warstwy. Nie ma możliwości zmiany całego planu życia i zaczęcia od nowa, poza oczywiście zniszczeniem całego życia i rozpoczęcia od bakterii, ale wtedy historia się powtórzy, chociaż pewnie w całkiem inny sposób ... a istoty inteligentne zapytają "dlaczego my"?

Literatura

Leszek Janiszewski, Grażyna Barbacka-Surowiak, Józef Surowiak Neurofizjologia porównawcza Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1993.
Greater Good Magazine.
Akson.pl - upośledzenia umysłowe, choroby mózgu.