Zamyšlení - Jak lidský mozek poznává sám sebe. Prvních 10 500 let

Nejstarší dobře doložené trepanace jsou staré 10,5 tisíce let. Lidé je přežili, okraje trepanačních otvorů jsou zaoblené. Existuje lebka, v jejíž čelní krajině jsou dva otvory oddělené tenkým kostním můstkem. Jsou přibližně stejně velké, asi jako dlaň malého dítěte. Lze se jen dohadovat, proč a čím naši předkové trepanovali. Upoutala je epilepsie? Schizofrenie, deprese? V tomto případě by měli představu, že příčina sídlí v hlavě – tedy v mozku.

První popis mozku najdeme na chirurgickém papyru Edwina Smithe, který vznikl ve starověkém Egyptě asi roku 1700 př. n. l. Spatříme hieroglyfy označující mozek, korové závity a mozkové obaly. S mozkem se setkávali spíš lékaři než balzamovači, protože ti lebky neotevírali – mozek vyjímali nosní dutinou.

Z doby kolem roku 400 př. n. l. pochází spis O svaté nemoci, jíž byla epilepsie. Napsal jej Hippokrates z Kósu (460–380 př. n. l.). A lze jen žasnout:

„Lidé by měli vědět, že z ničeho jiného než z mozku přicházejí radosti, slasti, smích i zábavy, starosti, žaly, sklíčenost i bědování. Mozkem zvláštním způsobem získáváme moudrost a poznání, vidíme a slyšíme a poznáváme, co je špatné a správné, co je bídné a spravedlivé, špatné a dobré, sladké a nechutné… Díky mozku zešílíme a blouzníme, útočí na nás strach i hrůza, na někoho v noci, na jiného ve dne, sníme a putujeme mimo čas…“

Platón (428–347 př. n. l.) byl přesvědčen, že sídlem duše je mozek, ale jeho žák Aristoteles (384–322 př. n. l.), učitel Alexandra Velikého, dospěl experimentální cestou k logickému závěru, že sídlem duše musí být srdce. Aristoteles totiž pitval všechny možné tvory, údajně i slona, a také lidský plod, tělu dospělého člověka se vyhnul. Kromě jiného pitval i žížaly. Zjistil, že mozek nemají, zato mají něco, co chápal jako srdce. „Protože jsou živé a odpovídají na podněty, musejí mít duši, a protože mají srdce a nemají mozek, musí sídlit duše v srdci,“ usoudil s dokonalou antickou logikou.

Herophilos (335–280 př. n. l.) již lidská těla zřejmě pitval. Za sídlo inteligence, klíčového aspektu racionální duše, považoval mozkové komory; tento názor se svým způsobem udržel dalších devatenáct století až do Descartesových dob.

Erasistratos roku 280 př. n. l. napsal, že mozek sestává z částí, a popsal pulz. Od toho se odvíjí nádherná historka o chřadnoucím královském synu. Mladík přestal jíst a pít, nemluvil, bledl a chátral. Panovník povolal Erasistrata, jenž mladíka vyšetřoval a přitom sledoval jeho pulz. Kolem prošla nádherná mladá žena, možná dvorní dáma nebo snad dokonce sama královna, a mladíkův pulz nabral tempo hřebce v trysku. Příčina byla na světě. Optimistický nebo pesimistický konec příběhu, komedii nebo tragédii si laskavý čtenář doplní.

Galén (130–201 n. l.), velký římský lékař řeckého původu, který oslnil císaře tím, že v aréně umlčel řvoucího lva stiskem hrtanových nervů, ve spise o mozku píše, že v mozkových komorách sídlí spiritus animalis, jenž zprostředkovává vnímání a pohyby.

K dokonalosti překonané až koncem 19. století dovedl Augustinus Aurelius (354–430 n. l.), sv. Augustin katolické církve, introspekci. Stačí si přečíst jeho popis paměti v knize Vyznání:

„A i když je zřejmo, pomocí kterého smyslu se dostaly ty představy do lidského nitra a byly tam uloženy, kdo vypoví, jakým způsobem vznikly? Vždyť i když se nacházím v úplné tmě a mlčení, v paměti si mohu vybavit – pokud chci – barvy. Rozeznávám mezi bílou a černou a ostatními. A ani mi nepřicházejí na mysl a nevyrušují mne hlasy, jestliže uvažuji o něčem, co jsem spatřil očima… A i když můj jazyk odpočívá a mé hrdlo mlčí, já si zpívám, jak se mi jen zachce… A představy barev – ač jsou v mé mysli – se nevměšují a nevytrhují mě, jestliže se zabývám jinou skupinou představ, jež pochází od sluchu…“

A pak bylo tisíc a jedno sto let ticho. Církev svatá převzala Aristotelovo učení se vším všudy, tím pádem bylo sídlem duše srdce a Země byla středem světa, Aristoteles byl zastáncem geocentrického modelu.

V roce 1543 vydává Andreas Vesalius (1514–1564), přezdívaný Otec moderní anatomie, v Basileji De humani corporis fabrica libri VII. Sedmá kniha pojednává o mozku a smyslových orgánech. Krok za krokem se odchyloval od Galénova učení a dokázal, že Galénovy poznatky jsou poznatky z pitev zvířat, nikoli lidí.

Byl lékařem císaře Karla V. i jeho následníka, španělského Filipa II. Byl přizván k ošetřování smrtelně zraněného francouzského krále Jindřicha II., jemuž při rytířském turnaji pronikla štěpina dřevce přilbou do oka a mozku. Nezachránil ho, ale podílel se na pitvě těla. Roku 1564 opustil Španělsko a vydal se do Jeruzaléma, důvod však není znám. Podle pověstí se mu na začátku pitvy probudil pacient považovaný za mrtvého, jiná pověst praví, že ho španělská inkvizice obvinila z kacířství, další, že mu za probuzeného nařídila kajícnou cestu. Se ženou a dcerou se vrátil do Bruselu, pokračoval do Benátek a chystal se do Svaté země. Loď mířící ke Svaté zemi však ztroskotala v bouři u ostrova Zakynthos. Vesalius, zcela bez prostředků, tam zemřel. Jeho hrob je neznámý.

Na začátku 17. století rozlišovala neurověda tři Platónovy duše: vegetativní, vázanou na játra a odpovídající za touhu a žádosti, vitální, vázanou na srdce a podněcující vášně a činy, a duši racionální, nehmotnou a nesmrtelnou, která měla na starost paměť a představivost a byla vázána na mozek.

Doba se měnila: Galileo Galilei (1564–1642) změnil fyziku a astronomii spisem Dialogy o dvou největších systémech světa (1632), René Descartes (1596–1650) matematiku a filozofii v Rozpravě o metodě (1637), Thomas Hobbes (1588–1679) knihou Leviathan (1651) politologii, mám‑li zmínit jen několik z mnoha velkých jmen. Životy těchto mužů jsou stejně pozoruhodné jako jejich dílo. Stejně jako byl život a je dílo Thomase Willise (1621–1675).

Roku 1664 vydal knihu Cerebri anatome, v níž rozdělil duši na senzitivní a racionální, a roku 1672 vydal pojednání o duši zvířat De anima brutorum. Bylo naprosto neobvyklé, aby si vysoce postavený muž, jeden ze zakladatelů Královské společnosti, troufl ukázat na podobnosti mezi zvířaty a lidmi.

Willis odhadl vývoj neurovědy na 350 let dopředu. Za hybatele nervových funkcí považoval animální duchy, pneumata. Ta vykonávají rozličné funkce tím, jak se pohybují v různých částech mozku. Dnes bychom mluvili o synaptické aktivitě, přenašečích a modulátorech. A čtvrté poznání: neurologická a psychiatrická onemocnění lze léčit manipulacemi s molekulami, které tvoří mozek.

John Locke (1632–1704), jeden z nejvlivnějších filozofů „věku rozumu“, Willisovy přednášky navštěvoval a pilně si je zapisoval. Thomas Jefferson (1743–1826), spolutvůrce Ústavy Spojených států amerických, Lockea více než vyznával, takže se Willisovy myšlenky dostaly touto cestou do americké ústavy.

Málo se ví, že afektivní systém lidského mozku objevil snad jeden ze největších filozofů všech dob, Baruch Spinoza (1632–1677). Umřel pravděpodobně na silikózu, živil se broušením čoček, vyráběl dokonalé mikroskopy a teleskopy. Jeho knihy se dostaly do katolického seznamu Libri prohibiti, protestanti ho měli v hledáčku a Židovská obec jej slavnostně vyloučila. Dočteme se, že jeho hlavní spis chtěla Obec koupit. Neprodal. Pak se ho kdosi pokusil zavraždit nožem, ale ochránil jej silný kabát. Hrob Spinoza má, ale jeho tělo v něm není. Bylo ukradeno z kostela před pohřbem. Ten, kdo je ukradl, zřejmě žil s vírou pocházející ze Starého Egypta: nebudeš‑li pohřben, budeš věčně bloudit. Vedle nápisu oznamujícího, komu hrob patří, je slovo caute – dávej pozor.

V Etice Spinoza napsal:

„… nikdo ovšem dosud neurčil, čeho je tělo schopno, tj. zkušenost dosud nikoho nepoučila o tom, co všechno může tělo konat podle zákonů přírody, pokud ji chápeme jen v její tělesnosti, a co všechno může konat, když k tomu myslí není determinováno. Nikdo totiž dosud nepoznal stavbu těla natolik přesně, aby mohl vysvětlit všechny jeho funkce… Nikdo dále neví, jakým způsobem a jakými prostředky uvádí mysl tělo do pohybu ani kolik druhů pohybu může tělu udělit a jakou rychlostí je schopna jím pohybovat. Z toho vyplývá: jestliže lidé tvrdí, že ta či ona činnost těla má svůj původ v mysli, která má vládu nad tělem, nevědí, co říkají. Nedělají nic jiného, než že přiznávají půvabnými slovy, že neznají pravdivou příčinu činnosti těla.“

Je zajímavé, jak lidé přirovnávali mozek k nejdokonalejším vynálezům své doby.

Isaac Newton (1643–1727), fyzik, matematik, astronom, alchymista, teolog a ministr Královské mincovny, jenž přihlížel popravám penězokazů, které poslal na smrt, vydal roku 1687 dílo Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.

Vesmír začal připomínat hodiny, které Bůh stvořil, pak je natáhl a pustil – a od té doby se o ně, jak pravili mírně kacířští deisté, nestará. Prvním modelem mozku tedy byly hodiny a zřejmě od těch dob se užívá výrok „Má o kolečko víc“. Luigi Galvani (1737–1798), lékař, jeden ze zakladatelů moderního porodnictví, zjistil, že svaly mrtvých žab se po zásahu jiskrou statické elektřiny stahují. Později objevil, že se stahují i při dotyku skalpelem. Galvani si myslel, že objevil „živočišnou elektřinu“, kterou do svalů rozvádějí nervy. Jevu se říkalo galvanismus. Alessandro Volta (1745–1827) nesouhlasil: tvrdil, že se nejedná o živočišnou elektřinu, ale o výsledek reakce dvou kovů. Měl pravdu.

V roce 1778 přijel do Paříže Franz Anton Mesmer (1735–1815), švýcarský lékař, praotec hypnózy a psychoterapie, který si získal francouzskou společenskou smetánku, ale i chudé metodou, které se říká mesmerismus. Přikládal k tělu nemocných magnety a byl přesvědčen, že léčí živočišným magnetismem; později pak zjistil, že stačí přikládat jen ruce.

Smetánka běhala k Mesmerovi, což se nelíbilo lékařské společnosti (ty honoráře!) ani Akademii (šarlatán!), takže král Ludvík XVI. přikázal oběma společnostem, aby sestavily komisi. Jejími členy byli Benjamin Franklin, americký vyslanec a znalec elektřiny, astronom Bailly, chemik Lavoisier, botanik Jussieu a doktor Joseph‑Ignace Guillotin. Komise živočišný magnetismus zavrhla a mluvila o možném ohrožení mravnosti.

Guillotinovi se vynález gilotiny přičítá mylně. Byl svobodným zednářem a odpůrcem trestu smrti. Doporučoval její užití, aby bylo utrpení odsouzenců kratší. Těžko říci: hlava je po oddělení od těla schopna odpovídat na podněty po dobu asi 20–30 sekund, dokázal to jeden z francouzských lékařů, jenž se s odsouzencem domluvil, že po oddělení hlavy bude na otázky odpovídat pohybem očních víček. Gilotinu v moderní podobě – měla předchůdce – vynalezl chirurg a fyziolog Antoine Louis (1723–1792).

Ivan Petrovič Pavlov (1849–1936) dostal roku 1904 Nobelovu cenu za objev podmíněného reflexu. Pavlovovské podmiňování je podstatně složitější, než si většina lidí myslí. Roku 1897 objevil Charles Scott Sherrington (1857–1952) synapse (Nobelova cena 1932 společně s E. D. Adrianem). Dokázal tím, že nervová síť je přerušovaná. To byl tak kontraintuitivní závěr, že mu profesor histologie pražské lékařské fakulty nevěřil ještě o padesát let později, přestože v té době byly důkazy už zcela jasné. A na světě byl druhý model mozku: telefonní ústředna.

V první polovině minulého století se vývoj neurovědy pohyboval ve třech směrech. Jedním byla tradiční neuroanatomie, fyziologie, neuropatologie, neurologie, psychiatrie. Druhý se narodil v seminářích Jeana Marie Charcota (1825–1893), zakladatele moderní neurologie: předváděl experimenty s hypnózou, médiem byla Blanche Wittmanová (1859–1913). Semináře navštěvoval Sigmund Freud (1856–1939), autor vynikajícího díla o afáziích a geniální vizionářské práce o budoucnosti vědecké psychologie, která vyšla až po jeho smrti. Spolu s Josefem Breuerem (1842–1925) založil a pak se svými žáky rozvinul myšlenkový směr, jemuž se říká psychoanalýza. Víc než medicínu zpočátku ovlivňoval umělecké a literární kruhy. Jakmile se psychoanalýza v důsledku nástupu nacismu přesunula do USA, nebylo, alespoň v USA, psychiatra, jenž by nebyl psychoanalytikem. Vliv byl mohutný a posléze se rozplynul do soukromých praxí, které víc pomáhají lidem bohatým a nešťastným než nemocným.

Třetí, svým způsobem opačný směr, než představovala psychoanalýza, vytvořil B. F. Skinner (1904–1990). Shrnul ho v knize The behavior of organisms (1938). Jestliže psychoanalytici se zaobírali lidským nitrem a o mozek se nestarali, behavioristé považovali mozek za jakousi černou skříňku: místo lidského nitra je zajímaly výlučně odpovědi na podnět. Na meze behaviorismu se přišlo objevem operacionálního podmiňování, a tak byl na světě po hodinovém stroji, telefonní ústředně a psychoanalytickém ledovci plovoucím v moři nevědomí model čtvrtý – černá skříňka.

Za pátým modelem – mozek je počítač – je práce Johna von Neumanna (1903–1957), Norberta Wienera (1894–1964), Warrena S. Mc Cullocha (1898–1969) a nešťastného génia Waltera Pittse (1923–1969). Model ovládá mysl řady lidí z oboru umělá inteligence dodnes, přestože je rozdíl mezi počítačem a mozkem zásadní. Mozek nerozlišuje hardware a software, jsou pro něj rubem a lícem téže mince. Cokoli ovlivní jedno, okamžitě ovlivní druhé. A to nepřipomínám, že v lidském mozku je přibližně 85 miliard neuronů. Počet jejich druhů záleží na tom, jak je kdo určuje. A také 100–150 trilionů synapsí, které fungují třemi způsoby. Mozek je programován v několika úrovních: evolučně geneticky, informací z celých dějin života, dále informací, že jde o lidský mozek, do třetice informacemi ze zevního prostředí od chvíle, kdy sám vzniká, to je 16. den po oplodnění vajíčka. A kromě toho ve dne v noci informacemi z vnitřního prostředí organismu.

Představte si své tělo rozložené do krychliček, jejichž hrana měří 15 mikrometrů. V každé krychličce jsou dva typy nervových zakončení, které rozlišují proměny 10 veličin počínaje glykemií přes pH… Jakmile se některá veličina začne ve větším tkáňovém objemu příliš vychylovat od normálního rozptylu, mozek vám to okamžitě přenese do sebeuvědomování.

Tím jsme se dostali k šestému modelu: mozek je neurochemický systém. V neuronech lidského mozku byly zjištěny genové sekvence, které má i dnešní ječmen a žito. Museli jsme tedy mít společného předka. Mozek užívá desítky přenašečů a modulátorů. Stejné nebo blízké se dají najít v obalu prvoka krásnoočka zeleného stejně jako v mozku včely. Léčení psychiatrických i neurologických onemocnění s pochopením tohoto systému stojí i padá.

Od šedesátých let minulého století se postupně rozvíjí kognitivní neurověda, která se narodila z psychologie, neuropsychologie, evoluční teorie, lingvistiky a filozofie. Od přelomu minulého a našeho století se začala vyvíjet afektivní a sociální neurověda. První zkoumá emoce, druhá ekonomické, politické, morální, sociální a právní rozhodování. Všechno díky vynálezu zobrazovacích metod, strukturálních a funkčních. Začátkem byl vynález výpočetní tomografie (Nobelova cena 1979, Godfrey N. Hounsfield společně a Allanem M. Cormackem), následovala magnetická rezonance, pozitronová emisní tomografie, magnetoencefalografie, nové podoby elektroencefalografie a transkraniální magnetická stimulace.

Tak se dostáváme k sedmému modelu, a to bio‑psycho‑sociálnímu. Ten říká: cokoli se stane s DNA neuronů, může se projevit změnou genové exprese. Důsledkem je změna chování neuronů a jejich sítí, což se může projevit v chování jedince, které může ovlivnit jeho sociální síť. A naopak: cokoli se stane v sociální síti, může ovlivnit neuronové sítě jedince včetně například epigenetického ovlivnění DNA. To se může přenést do další generace – což víme jak z experimentů se zvířaty, tak z klinické zkušenosti s matkami a jejich dětmi. Ženy těžce stresované v dětství rodí děti, jejichž mozek má menší objem šedé hmoty.

Hannes Alfvén (1908–1995, Nobelova cena za fyziku 1970) napsal, že se vědecké poznání pohybuje ve třech hlavních světech: nejmenším, což je svět popisovaný kvantovou teorií, největším, což je svět popisovaný teoriemi relativity, a nejsložitějším, což je svět popisovaný teoriemi biomedicínskými. Vyprávím o tom zde proto, že kvantová teorie a teorie relativity, nejúspěšnější vědecké teorie všech dob s nepředstavitelným praktickým přínosem, popisují z opačných konců týž jev, a přesto jsou neslučitelné. Kandidátem na sloučení je teorie superstrun, kterou se zatím nepodařilo pokusně otestovat, takže není známo, zda není jen krajně složitou teorií.

Tím se vracíme k problému pozorovatele, který vyvstal v průběhu vývoje kvantové teorie. Pozorování je pro fyziku totožné s měřením. Heisenbergův princip neurčitosti vymezil měření na té zdánlivě nejjednodušší úrovni nepřekročitelné meze: buď změříte polohu, nebo rychlost. Čím přesněji změříte rychlost kvantové události, tím neurčitější bude poloha a naopak.

Výsledkem je několik výkladů kvantové teorie. Nad některými, třeba nad Everettovou teorií mnoha světů, zůstává takzvaný zdravý lidský rozum stát. Svízel je v tom, že zdravý lidský rozum je výsledkem evoluce lidského mozku adaptovaného na přežití na planetě Zemi. Chápeme tedy čas a tři prostorové rozměry, s jistou námahou někteří z nás pochopí i eukleidovskou geometrii. Vesmír, případně vesmíry, se však eukleidovskou geometrií neřídí, jedenáctirozměrný časoprostor si představit nelze, o chování superstrun a kvantovém vakuu, časoprostorové pěně a Planckových jednotkách si většina z nás může, pokud není vrcholně matematicky nadaná, jen číst. S problémem pozorovatele se dostáváme k lidskému mozku, protože „pozorovatel“ je lidský mozek v lidském těle. Jestliže existuje princip neurčitosti, pozorovatel se nutně zeptá – co je skutečnost neboli realita. Odpovědí je menší knihovna.

Nejlepší mi připadá odpověď geniálního fyzika Johna Wheelera (1911–2008). Říká, že pozorovatel tím, že vesmír pozoruje, se podílí na jeho tvorbě:

„Každé ‚to‘ – každá částice, každé silové pole, dokonce i časoprostorové kontinuum samo – zcela odvozuje svou funkci, svůj význam a samotnou svou existenci, byť v některých souvislostech nepřímo, z odpovědí, které získáváme z přístrojů na otázky ano nebo ne, tedy bity z binární volby. ,It from bit’ symbolizuje myšlenku, podle které má každá součást fyzikálního světa na dně – ve většině případů na skutečně hlubokém dně – nehmotný zdroj a vysvětlení; to, co nazýváme realitou, v konečné analýze vzniká položením otázky ano nebo ne a v záznamu odpovědí získaných z přístrojů; krátce řečeno původ všech fyzikálních věcí je informačně teoretický a tohle je participatorní vesmír.“

Chápu to tak, že lidský mozek sahá na realitu těmi prostředky, které zvládá, a jimi si tvoří její model, který je možné otestovat. Otázka, co je realita o sobě neboli „an sich“, jak pravil velký Kant, je tedy předmětem zábavy filozofů, mystiků a duchomilů; realita, „jak se jeví“, postačuje.

Zdroj: MT