Twoja wyszukiwarka

MAGDALENA FIKUS
O ŚWIADOMOŚCI MOLEKULARNIE
Wiedza i Życie nr 7/1998
Artykuł pochodzi z "Wiedzy i Życia" nr 7/1998

ZALEDWIE STO LAT TEMU WYKAZANO, ŻE MÓZG, TAJEMNICZY I NIEZWYKŁY NARZĄD, ZBUDOWANY JEST TAK, JAK INNE TKANKI CIAŁA, Z KOMÓREK. DZIŚ NAUKOWCY PRÓBUJĄ ZGŁĘBIĆ ISTOTĘ NAJBARDZIEJ SPEKTAKULARNEJ CZYNNOŚCI MÓZGU CZŁOWIEKA, ŚWIADOMOŚCI. CZY MÓZG JEST W PEŁNI POZNAWALNY? - "WIEDZA I ŻYCIE" PYTA PROF. DR. HAB. LESZKA KACZMARKA, KIEROWNIKA ZAKŁADU NEUROBIOLOGII MOLEKULARNEJ I KOMÓRKOWEJ W INSTYTUCIE BIOLOGII DOŚWIADCZALNEJ IM. M. NENCKIEGO PAN.

Fot. Krzysztof Kaliński

Panie Profesorze, jak działa mózg?

Nie jest to pytanie, na które można udzielić prostej odpowiedzi. Mózg interesował badaczy od bardzo dawna i żeby ułatwić sobie pracę, budowali robocze hipotezy, modele mózgu. Pierwsi zaczęli neurobiolodzy. Zaproponowali przemawiający do wyobraźni trójwymiarowy model sieci, w skład której wchodzą pewne umowne jednostki. Jednostki te to komórki, neurony, ale twórcy hipotezy sieci o komórkach nie mówili. Kontaktują się one ze sobą w rejonie tzw. synaps za pośrednictwem substancji sygnałowej, neuroprzekaźnika. W tym modelu nie było zbyt wiele miejsca dla biologii molekularnej. Nic więc dziwnego, że wszystkie doświadczenia prowadzone technikami biologii molekularnej w latach sześćdziesiątych zostały zlekceważone, zapomniane i wykreślone z potocznego sposobu wnioskowania. Na przykład nawet dobrze udokumentowane doświadczenia wskazujące na to, że substancje hamujące syntezę białek wymazują ślady pamięciowe, uznawano często za artefakty metodyczne.

Czy na mózg można popatrzeć inaczej?

Oczywiście, dziś wydaje się to wręcz banałem. W połowie lat osiemdziesiątych i my w Polsce, i badacze w paru innych pracowniach na świecie, założyliśmy, że można spojrzeć na mózg jako zespół określonego typu komórek, a ich działanie badać podobnymi metodami, jak bada się "zwykłe" komórki ciała: limfocyty, fibroblasty... Przyjęliśmy taką hipotezę, że skoro pamięć jest długotrwałą zmianą w działaniu mózgu, to może wynikać z długotrwałych zmian w funkcjonowaniu komórek nerwowych. Te zmiany zaś być może przypominają znane nam z życia innych, "zwykłych" komórek. Na przykład wiadomo już wtedy było, że w pobudzeniu komórek do podziałów bierze udział gen c-fos, podjęliśmy więc próbę wykazania, że jest on również ważny w neuronach, w trakcie uczenia się. Jako jedni z pierwszych pokazaliśmy, że podany do mózgu pewien neuroprzekaźnik, istotny dla procesu uczenia się, pobudza aktywność tego genu. Dla klasycznych neurofizjologów było to szokujące odkrycie, dla nas, zajmujących się przedtem badaniami cyklu komórkowego - oczywistość. Kolejny raz biolodzy molekularni weszli do neurobiologii, ale tym razem już na stałe.

Pamięć fascynuje ludzi od dawna. Była pierwszą wyższą czynnością intelektualną, dla której znaleziono sposoby doświadczalnego badania. I dziś już nikt nie kwestionuje roli genów w uczeniu się.

Czy chce Pan powiedzieć, że zdolności do zapamiętywania, uczenia się dziedziczymy po naszych przodkach?

W jakimś stopniu tak, ale trzeba odróżniać dziedziczenie od aktywności genów. Zmiana aktywności genu może nastąpić w trakcie życia komórki, to się stale w nich dzieje i nie ma żadnego związku z dziedziczeniem. Geny określają u każdego człowieka pewien potencjalny zakres jego możliwości, np. pamięciowych. W optymalnych warunkach rozwoju każdy z nas osiąga optymalny stan działania mechanizmów pamięci, ale jest on różny u różnych ludzi.

Wracając do badania mózgu - zaczęliśmy rozumieć, że mózg może być postrzegany i przedstawiany nie tylko jako sieć, choć oczywiście nie zrezygnowano z tego modelu. Biolodzy molekularni poszli jednak dalej, zainteresowali się poszczególnymi grupami cząsteczek i prześledzili ich losy w komórkach nerwowych. Podjęli próby odpowiedzi na pytanie, czy proces powstania sygnału i jego odbiór znajdują swe odbicie w innych niż synapsa częściach i strukturach komórki. Okazało się, że makrocząsteczki - białka, RNA - mają swoje szlaki wędrowania w neuronie aż do obszaru synapsy.

W latach dziewięćdziesiątych rozpoczął się nowy rozdział badań. Skonstruowano myszy transgeniczne, którym można modyfikować geny zaangażowane w procesy nerwowe. Otworzyło to nowe perspektywy uzyskiwania ważnych odpowiedzi na ważne pytania. I nie ma już wątpliwości, że wiele z tych procesów i ich wzajemne zależności można badać na poziomie cząsteczek.

Do podobnych badań nad świadomością jest chyba jeszcze bardzo daleko?

Nie tak bardzo, jak się na pozór wydaje. Skoro możemy badać pamięć, to możemy się porywać i na większe sprawy. Od kilku lat na międzynarodowych zjazdach naukowych temu zagadnieniu, rozpatrywanemu w kategoriach molekularnych, poświęca się odrębne sesje, w których staram się uczestniczyć jako słuchacz. W zeszłym roku zorganizowano je na przykład na wielkim zjeździe fizjologów w St. Petersburgu, który zgromadził 4 tys. uczestników i zjeździe neurochemików w Bostonie z 1.5-tysięcznym audytorium. Obie sesje były bardzo ciekawe, uczestniczyli w nich bowiem ludzie o różnych specjalnościach badawczych.

A czy na nasz wspólny użytek mógłby Pan podać swoją definicję świadomości?

Nie odważę się. Myślę, że to jest jakby... rozumienie siebie i otoczenia. Ale to nie jest definicja precyzyjna, a w nauce, żeby coś móc badać, konieczne jest sformułowanie jednoznacznej definicji. Jeszcze jej nie ma, a może jest ich bardzo dużo, co na to samo wychodzi.

Już, już stoimy przed pytaniem, czy zwierzęta mają świadomość, czy w tym zakresie się różnimy i jak. Ale Pan, zdaje się, nie bardzo chce się na ten temat wypowiadać.

Nie bardzo. Uważam, że dziś zbyt jednostronnie patrzymy na neurobiologię, oczekujemy, że wszystko wyjaśni biologia molekularna.

W Brain Science Institute, znajdującym się w pobliżu Tokio i kierowanym przez wspaniałego japońskiego neurobiologa Masao Ito, nakreślono perspektywy badawcze w poznawaniu mózgu. Podzielono je na trzy zakresy: zrozumienie mózgu, czyli rozpoznanie jego funkcji, ochronę mózgu, czyli pokonanie jego chorób, i wreszcie stworzenie mózgu, czyli konstrukcję naśladujących go komputerów. W każdym z tych zakresów badacze japońscy wytyczyli sobie i innym cele strategiczne na tle horyzontu czasowego. Sądzą na przykład, iż dopiero za 20 lat ludzie poznają molekularne mechanizmy świadomości i świadomości społecznej, zrozumieją rolę języka w myśleniu. Zgłębienie molekularnych mechanizmów uczenia się i pamięci zlokalizowali w bliższej, pięcioletniej perspektywie, a procesów myślenia i powstawania emocji - za lat dziesięć.

Czy w ogóle jest możliwe, żebyśmy kiedykolwiek w pełni poznali działanie mózgu? Są tacy, którzy udzielają odpowiedzi negatywnej.

Jestem zwolennikiem poglądu Richarda Feynmana, że każde odkrycie poszerza obszar naszej niewiedzy. Nigdy niczego nie poznamy do końca. Ale zadajmy sobie pytanie, czy musimy i czy w ogóle w nauce o to chodzi? Myślę, że nie. Człowiek chce wiedzieć coraz więcej, to dążenie określa go kulturowo i cywilizacyjnie, ale chce też traktować uzyskiwaną wiedzę instrumentalnie: chce jej do czegoś pożytecznego, jak mu się zdaje, użyć.

Sądzę, że w dziedzinie, o której mówimy, budzi się coraz częściej strach o to, co uczeni zrobią z człowiekiem, jeżeli już go w pełni poznają, co zrobią z całym społeczeństwem. Ludzie boją się kolejnych manipulacji, boją się myślących maszyn, które będą nimi władać. Czy neurobiolodzy, w szczególności molekularni, zauważyli już ten społeczny strach?

Strach wynikający z niewiedzy zawsze nam towarzyszył. Wiedza oddala tę granicę obaw, ale same obawy nie znikają. Obawy, że istnieje coś poza nami, coś, nad czym nie możemy zapanować, skontrolować. Myślę, że stworzymy kiedyś także takie maszyny, które będą umiały w pewien sposób myśleć, ale nie będą sprawniejsze od mózgu ludzkiego, bo nie będą mogły analizować tylu bodźców równocześnie, co my.

Jeżeli jednak zaczynamy mówić o rozumieniu świadomości, a może i jej modulowaniu, to strach społeczny jest coraz bardziej uzasadniony. Chyba już czas, aby zacząć ustanawiać w tej dziedzinie przejrzyste reguły gry, zacząć prace legislacyjne?

Może rzeczywiście tak jest, że neurobiolodzy nie do końca rozumieją, iż pojawiła się w ich rękach, lub niedługo pojawi, nowa możliwość wpływania na człowieka i jego zachowania. Jest to jeden z powodów, dla których o tych sprawach trzeba głośno mówić publicznie. Rozwój nauki musi iść równolegle z rozwojem prawodawstwa, a społeczeństwo ma prawo o tym rozwoju być informowane. Może choć w tym zakresie uda się uniknąć nie zawsze racjonalnych, a często ekstremalnych, zachowań pewnych grup aktywistów społecznych.

W niedawno wydanej w Polsce książce (Wyd. Prószyński i S-ka, Zdumiewająca hipoteza, Warszawa 1997) Francis Crick napisał: ...Zdumiewająca hipoteza brzmi: Ty, Twoje radości i smutki, Twoje wspomnienia i ambicje, Twoje poczucie tożsamości i wolna wola, nie są w rzeczywistości niczym innym niż sposobem, w jaki zachowuje się ogromny zbiór komórek nerwowych i związanych z nimi cząsteczek...".

Dotychczas nazywaliśmy to duszą.

Tu wkraczają filozofowie, etycy, przedstawiciele Kościołów, mówiąc o Osobie, a nie o cząsteczkach.

I dlatego podczas tegorocznego Festiwalu Nauki jedną z dyskusji poświęcimy mózgowi i świadomości. Z tego, co sobie dziś powiedzieliśmy, widać, że będzie to dyskusja o przyszłości dyscypliny, która dopiero powstaje, o tym, jakie są ograniczenia nauki, jak daleko dziś ona sięga. Mówiliśmy tu o perspektywie dwudziestu lat. Mam nadzieję, że na nasze spotkanie przyjdą ludzie młodzi, bo to oni mają szansę bycia świadkami rozwoju tej nauki. Pokażemy im, że stoją u progu wielkich odkryć. W takich dyskusjach nie chodzi przecież o dostarczenie gotowych rozwiązań, chodzi o pokazanie, czym jest nauka, a ona jest tworzeniem czegoś nowego, często nieprzewidywalnego. Nauka zadaje pytania z ciekawości, a my powinniśmy pokazać, jak się do tej prawdy dochodzi i jakie to jest z jednej strony trudne, a z drugiej fascynujące.

Dziękuję za rozmowę.

Prof. dr hab. LESZEK KACZMAREK poprowadzi podczas Festiwalu Nauki dyskusję panelową Mózg i świadomość. O szczegółach: miejscu i terminie dyskusji poinformujemy we wrześniowym numerze "Wiedzy i Życia".

O podobnych zagadnieniach przeczytasz w artykułach:
(03/96) ROZMYŚLANIA O ROZUMIE
(11/96) BIOCHEMIA MIŁOŚCI
(02/98) MÓZG A SEKS CZY SEKS A MÓZG
(06/98) CHOROBA MAMOKOLNO-DEPRESYJNA A GENY
(10/98) Z HODOWLI DO MÓZGU
(10/98) JAK URATOWAĆ MÓZG