Εγκέφαλος—«Δεν Είναι Απλώς Κομπιούτερ»

ΑΛΛΟ ένα έξοχο όργανο είναι ο ανθρώπινος εγκέφαλος. Αυτόν, μαζί με το υπόλοιπο νευρικό σύστημα, τον συγκρίνουν συχνά με τους ανθρωποποίητους κομπιούτερ. Φυσικά, οι κομπιούτερ είναι φτιαγμένοι από ανθρώπους και λειτουργούν με βάση διαδοχικές λεπτομερείς οδηγίες, που είναι κι αυτές προκαθορισμένες από ανθρώπους, από τους προγραμματιστές. Ωστόσο, πολλοί άνθρωποι πιστεύουν ότι η «καλωδίωση» και ο «προγραμματισμός» του ανθρώπινου εγκεφάλου δεν οφείλεται σε κάποιο νοήμον ον.

Οι κομπιούτερ, μολονότι είναι εξαιρετικά ταχείς, μπορούν να ασχοληθούν με μια μόνο πληροφορία κάθε φορά, ενώ το ανθρώπινο νευρικό σύστημα επεξεργάζεται εκατομμύρια πληροφορίες ταυτόχρονα. Για παράδειγμα, όταν κάνετε περίπατο την άνοιξη, μπορείτε να απολαμβάνετε το όμορφο τοπίο, να ακούτε το τραγούδι των πουλιών και να μυρίζετε τα λουλούδια. Όλες αυτές οι ευχάριστες αισθήσεις μεταφέρονται ταυτόχρονα στον εγκέφαλό σας. Παράλληλα, τα αισθητήρια κύτταρα των κάτω άκρων σας στέλνουν καταιγισμό πληροφοριών στον εγκέφαλό σας, πληροφορώντας τον έτσι, ανά πάσα στιγμή, για τη θέση του κάθε ποδιού και για την κατάσταση του κάθε μυός. Με τα μάτια σας εντοπίζετε τα εμπόδια που βρίσκονται μπροστά σας στο μονοπάτι. Με βάση όλες αυτές τις πληροφορίες, ο εγκέφαλός σας κανονίζει να κάνετε ομαλά το κάθε σας βήμα.

Στο μεταξύ, οι κατώτερες περιοχές του εγκεφάλου σας ρυθμίζουν τους χτύπους της καρδιάς σας, την αναπνοή σας και άλλες ζωτικές λειτουργίες. Αλλά ο εγκέφαλός σας κάνει πολύ περισσότερα. Την ώρα που περπατάτε, μπορείτε να τραγουδάτε, να μιλάτε, να συγκρίνετε τωρινές σκηνές με σκηνές του παρελθόντος ή να κάνετε σχέδια για το μέλλον.

Το The Body Book (Το Βιβλίο του Σώματος) καταλήγει στο εξής συμπέρασμα: «Ο εγκέφαλος δεν είναι, ούτε κατά διάνοια, απλώς κομπιούτερ. Κανένας κομπιούτερ δεν μπορεί να αποφανθεί ότι βαρέθηκε, ότι σπαταλάει τα ταλέντα του κι ότι πρέπει να αρχίσει μια καινούρια ζωή. Ο κομπιούτερ δεν μπορεί να κάνει δραστικές αλλαγές στο πρόγραμμά του· για να ξεκινήσει προς κάποια καινούρια κατεύθυνση, πρέπει να τον προγραμματίσει εκ νέου κάποιο άτομο που διαθέτει εγκέφαλο. . . . Ο κομπιούτερ δεν μπορεί να ξεκουραστεί, να ονειροπολήσει ή να γελάσει. Δεν έχει έμπνευση ούτε δημιουργικότητα. Δεν έχει συνειδητότητα ούτε συλλαμβάνει έννοιες. Δεν μπορεί να ερωτευτεί».

Ο Πιο Θαυμαστός απ’ Όλους τους Εγκεφάλους

Ορισμένα ζώα, όπως ο ελέφαντας και μερικά μεγάλα θαλάσσια πλάσματα, έχουν εγκεφάλους μεγαλύτερους από τον ανθρώπινο, αλλά, σε αναλογία με το σώμα, ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι ο μεγαλύτερος απ’ όλους. Ο Ρίτσαρντ Τόμσον εξηγεί, στο βιβλίο του The Brain (Ο Εγκέφαλος): «Το σώμα του γορίλα είναι μεγαλύτερο από το ανθρώπινο· ωστόσο το μέγεθος του εγκεφάλου του είναι μόνο το ένα τέταρτο του ανθρώπινου».

Ο αριθμός των διαφόρων νευρικών οδών ανάμεσα στους νευρώνες (νευρικά κύτταρα) του ανθρώπινου εγκεφάλου είναι αστρονομικός. Αυτό συμβαίνει επειδή οι νευρώνες έχουν πολλές εσωτερικές συνδέσεις· ένας νευρώνας μπορεί να συνδέεται με εκατό χιλιάδες και πλέον άλλους νευρώνες. «Ο αριθμός των συνδέσεων που είναι δυνατό να υπάρχουν στον εγκέφαλό μας σήμερα είναι μάλλον απροσδιόριστος», δηλώνει ο Άντονι Σμιθ, στο βιβλίο του The Mind (Η Διάνοια). Αυτός ο αριθμός είναι μεγαλύτερος «από το συνολικό αριθμό των ατομικών σωματιδίων που αποτελούν το γνωστό σύμπαν», λέει ο νευρολόγος Τόμσον.

Υπάρχει όμως και κάτι που είναι ακόμη πιο αξιοσημείωτο. Πρόκειται για τον τρόπο με τον οποίο είναι συνδεμένο αυτό το τεράστιο δίκτυο νευρώνων, πράγμα που καθιστά ικανούς τους ανθρώπους να σκέφτονται, να μιλάνε, να ακούνε, να διαβάζουν και να γράφουν. Κι όλ’ αυτά μπορούν να γίνουν σε δυο ή και σε περισσότερες γλώσσες. «Η γλώσσα είναι το χαρακτηριστικό εκείνο που κάνει τους ανθρώπους να διαφέρουν από τα ζώα», δηλώνει ο Καρλ Σάμπαγκ στο βιβλίο του The Living Body (Το Ζωντανό Σώμα). Ο τρόπος με τον οποίο επικοινωνούν τα ζώα είναι σχετικά απλός. Η διαφορά, παραδέχεται ο εξελικτής Σάμπαγκ, «δεν είναι μια ασήμαντη βελτίωση των ικανοτήτων που έχουν κάποια άλλα ζώα να παράγουν ήχους—είναι η θεμελιώδης ιδιότητα που κάνει τους ανθρώπους ανθρώπινους και αντανακλάται σε βασικές διαφορές της κατασκευής του εγκεφάλου».

Η θαυμαστή κατασκευή του ανθρώπινου εγκεφάλου υποκινεί πολλούς να χρησιμοποιήσουν καλύτερα τις δυνατότητές του, με το να αποκτήσουν επιδεξιότητα σε κάποιο είδος χειροτεχνίας, να μάθουν να παίζουν κάποιο μουσικό όργανο, να μάθουν μια άλλη γλώσσα ή να καλλιεργήσουν οποιαδήποτε ταλέντα που αυξάνουν τη χαρά της ζωής. «Όταν μαθαίνεις να κάνεις κάτι καινούριο», γράφουν οι Δρ Ρ. και Μπ. Μπρέιν στο βιβλίο τους The Human Body (Το Ανθρώπινο Σώμα), «εκπαιδεύεις τους νευρώνες σου να συνδέονται με καινούριο τρόπο. . . . Όσο περισσότερο χρησιμοποιείς τον εγκέφαλό σου, τόσο πιο ικανός γίνεται».

Ποιος Τον Έφτιαξε;

Θα μπορούσε να έρθει σε ύπαρξη τυχαία, κάτι που είναι πολύ καλά οργανωμένο και τακτοποιημένο, όπως το χέρι, το μάτι και ο εγκέφαλος; Αν η εφεύρεση εργαλείων, κομπιούτερ και φωτογραφικών φιλμ αποδίδεται στον άνθρωπο, σίγουρα θα πρέπει να αποδοθεί σε κάποιον η τιμή για την κατασκευή του χεριού, του ματιού και του εγκεφάλου, που είναι όλα τους πολύ ανώτερα. «Κύριε [Ιεχωβά (ΜΝΚ)]», είπε ο Βιβλικός ψαλμωδός, «θέλω σε υμνεί, διότι φοβερώς και θαυμασίως επλάσθην· θαυμάσια είναι τα έργα σου· και η ψυχή μου κάλλιστα γνωρίζει τούτο».—Ψαλμός 139:1, 14.

Πολλές θαυμάσιες λειτουργίες του ανθρώπινου σώματος λαβαίνουν χώρα χωρίς να απαιτούν από μέρους μας συνειδητή προσπάθεια. Ορισμένα μελλοντικά τεύχη αυτού του περιοδικού θα εξετάσουν μερικούς απ’ αυτούς τους καταπληκτικούς μηχανισμούς· επίσης θα εξετάσουν το αν μπορούν να νικηθούν τα γηρατειά, οι αρρώστιες και ο θάνατος, έτσι ώστε να μπορούμε να απολαμβάνουμε τη ζωή για πάντα!

[Πλαίσιο στη σελίδα 10]

Οι Θαυμάσιοι Νευρώνες σας

Ο ΝΕΥΡΩΝΑΣ είναι ένα νευρικό κύτταρο με όλες του τις αποφυάδες. Το νευρικό σας σύστημα περιέχει πολλούς τύπους νευρώνων, οι οποίοι στο σύνολό τους είναι περίπου 500 δισεκατομμύρια. Μερικοί αποτελούν τα αισθητήρια που στέλνουν πληροφορίες από διάφορα μέλη του σώματος στον εγκέφαλό σας. Οι νευρώνες που βρίσκονται στην ανώτερη περιοχή του εγκεφάλου σας λειτουργούν σαν βίντεο. Μπορούν να αποθηκεύουν διαρκώς πληροφορίες που έρχονται από τα μάτια και τα αυτιά σας. Μετά από χρόνια, μπορείτε να «ξαναπαίξετε» αυτές τις εικόνες κι αυτούς τους ήχους, μαζί με τις σκέψεις και τα άλλα συναισθήματα που κανένα ανθρωποποίητο μηχάνημα δεν μπορεί να καταγράψει.

Η ανθρώπινη μνήμη παραμένει μυστήριο. Έχει κάποια σχέση με τον τρόπο με τον οποίο συνδέονται οι νευρώνες. Ο Καρλ Σάμπαγκ εξηγεί, στο βιβλίο του The Living Body (Το Ζωντανό Σώμα), ότι «το μέσο κύτταρο του εγκεφάλου συνδέεται με 60.000 περίπου άλλα κύτταρα· μάλιστα μερικά κύτταρα συνδέονται ως και με διακόσιες πενήντα χιλιάδες άλλα κύτταρα. . . . Ο ανθρώπινος εγκέφαλος θα μπορούσε να συγκρατήσει στις οδούς που συνδέουν τα νευρικά του κύτταρα τουλάχιστον 1.000 φορές περισσότερη πληροφορία απ’ όση περιέχεται στη μεγαλύτερη εγκυκλοπαίδεια—λόγου χάρη κάποια που αποτελείται από 20 ή και 30 μεγάλους τόμους».

Πώς όμως μεταβιβάζεται η πληροφορία από τον ένα νευρώνα στον άλλο; Στα πλάσματα που έχουν απλό νευρικό σύστημα, υπάρχουν πολλά νευρικά κύτταρα που συνδέονται μεταξύ τους. Σ’ αυτή την περίπτωση, ένα ηλεκτρικό ερέθισμα περνάει τη γέφυρα που ενώνει τον ένα νευρώνα με τον άλλο. Το πέρασμα αυτό ονομάζεται ηλεκτρική σύναψη. Αυτή είναι γρήγορη και απλή.

Όσο παράξενο κι αν φαίνεται όμως, οι περισσότεροι νευρώνες του ανθρώπινου σώματος μεταβιβάζουν μηνύματα μέσω μιας χημικής σύναψης. Αυτή η πιο αργή και πιο περίπλοκη μέθοδος μπορεί να παρομοιαστεί με τρένο που φτάνει σ’ ένα ποτάμι χωρίς γέφυρα και πρέπει να περάσει απέναντι. Όταν ένα ηλεκτρικό ερέθισμα φτάνει σε μια χημική σύναψη, αναγκάζεται να σταματήσει εξαιτίας του κενού που χωρίζει τους δύο νευρώνες. Εδώ, το σήμα «περνάει απέναντι», μέσω χημικών ουσιών. Γιατί χρησιμοποιείται αυτή η περίπλοκη ηλεκτροχημική μέθοδος για τη μεταβίβαση των νευρικών ερεθισμάτων;

Οι επιστήμονες λένε ότι υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα στη χημική σύναψη. Αυτή εξασφαλίζει το πέρασμα των μηνυμάτων προς τη μια κατεύθυνση μόνο. Χαρακτηρίζεται επίσης ως πλαστική, επειδή η λειτουργία της ή η κατασκευή της μπορεί να αλλάξει εύκολα. Εδώ τα σήματα μπορούν να τροποποιηθούν. Μερικές χημικές συνάψεις γίνονται ισχυρότερες με τη χρήση, ενώ άλλες εξαφανίζονται επειδή δεν χρησιμοποιούνται. «Η μάθηση και η μνήμη δεν θα μπορούσαν να αναπτυχθούν σ’ ένα νευρικό σύστημα που θα είχε μόνο ηλεκτρικές συνάψεις», δηλώνει ο Ρίτσαρντ Τόμσον στο βιβλίο του The Brain (Ο Εγκέφαλος).

Ο επιστημονικός συγγραφέας Σμιθ εξηγεί στο βιβλίο του The Mind (Η Διάνοια): «Με τους νευρώνες δεν συμβαίνει απλώς να διεγείρονται ή να μη διεγείρονται . . . πρέπει να είναι ικανοί να μεταβιβάζουν πληροφορίες πολύ πιο περίπλοκες από ένα ναι ή ένα όχι. Δεν είναι απλώς σφυριά που χτυπάνε το επόμενο καρφί, άλλοτε περισσότερο και άλλοτε λιγότερο συχνά. Για να ολοκληρώσουμε την παρομοίωση, είναι σαν την εργαλειοθήκη του ξυλουργού, με τα κατσαβίδια, τις πένσες, τις τανάλιες, τα ξυλόσφυρα—και τα σφυριά. . . . Κάθε νευρικό ερέθισμα τροποποιείται καθ’ οδόν και πουθενά αλλού, παρά μόνο στις συνάψεις».

Η χημική σύναψη έχει κι άλλο ένα πλεονέκτημα. Πιάνει λιγότερο χώρο απ’ όσο μια ηλεκτρική σύναψη, πράγμα που εξηγεί γιατί ο ανθρώπινος εγκέφαλος έχει τόσο πολλές συνάψεις. Το περιοδικό Science λέει πως υπάρχουν 100.000.000.000.000 συνάψεις—αριθμός ίσος με το σύνολο των αστεριών που υπάρχουν σε εκατοντάδες γαλαξίες σαν τον δικό μας. «Είμαστε αυτό που είμαστε», προσθέτει ο νευρολόγος Τόμσον, «επειδή ο εγκέφαλός μας είναι στην ουσία χημικό μηχάνημα και όχι ηλεκτρικό».

[Πλαίσιο στη σελίδα 12]

Γιατί Χρειάζεται Τόσο Πολύ Αίμα ο Εγκέφαλός Σας

ΠΡΙΝ βουτήξετε στην πισίνα, ίσως να βάλετε τα δάχτυλα του ποδιού σας στο νερό. Αν είναι κρύο το νερό, τα μικροσκοπικά αισθητήρια του ψύχους που βρίσκονται στο δέρμα σας ανταποκρίνονται γρήγορα. Σε λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο, ο εγκέφαλός σας καταγράφει τη θερμοκρασία. Τα αισθητήρια του πόνου μπορούν να μεταφέρουν την πληροφορία ακόμη πιο γρήγορα. Μερικά νευρικά ερεθίσματα φτάνουν την ταχύτητα των 360 χιλιομέτρων την ώρα—κάτι ανάλογο με το να τρέξει κάποιος σ’ όλο το μήκος ενός γηπέδου ποδοσφαίρου, σ’ ένα δευτερόλεπτο.

Αλλά πώς αντιλαμβάνεται ο εγκέφαλος την ένταση μιας αίσθησης; Ένας τρόπος είναι μέσω της συχνότητας με την οποία ερεθίζεται ένας νευρώνας· μερικοί ερεθίζονται 1.000 ή και περισσότερες φορές το δευτερόλεπτο. Η έντονη δραστηριότητα που λαβαίνει χώρα στους νευρώνες του εγκεφάλου θα ήταν αδύνατη αν δεν λειτουργούσαν αντλίες και κέντρα παραγωγής ενέργειας.

Κάθε φορά που ερεθίζεται ένας νευρώνας, εισέρχονται στο κύτταρο ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα. Αν επιτραπεί σ’ αυτά τα ιόντα νατρίου, όπως ονομάζονται, να συσσωρευθούν, ο νευρώνας θα χάσει βαθμιαία την ικανότητά του να ερεθίζεται. Πώς λύνεται το πρόβλημα; «Κάθε νευρώνας», διευκρινίζει ο επιστημονικός συγγραφέας Άντονι Σμιθ στο βιβλίο του The Mind (Η Διάνοια), «περιέχει περίπου ένα εκατομμύριο αντλίες—καθεμιά απ’ αυτές είναι ένα μικρό εξόγκωμα στην κυτταρική μεμβράνη—και κάθε αντλία μπορεί να ανταλλάσσει 200 ιόντα νατρίου με 130 ιόντα καλίου το δευτερόλεπτο». Ακόμη κι όταν αναπαύονται οι νευρώνες, οι αντλίες συνεχίζουν να δουλεύουν. Γιατί; Για να εξουδετερώνουν την επίδραση των ιόντων νατρίου που εισχωρούν στο κύτταρο και των ιόντων καλίου που βγαίνουν απ’ αυτό.

Η δραστηριότητα των αντλιών απαιτεί συνεχή παροχή ενέργειας. Η ενέργεια αυτή προέρχεται από τα μικροσκοπικά μιτοχόνδρια, δηλαδή τα «κέντρα παραγωγής ενέργειας», τα οποία είναι διασκορπισμένα στο εσωτερικό κάθε κυττάρου. Κάθε τέτοιο κέντρο, για να παράγει ενέργεια, χρειάζεται οξυγόνο και γλυκόζη, τα οποία προμηθεύεται από το αίμα. Δεν είναι λοιπόν άξιο απορίας το γεγονός ότι ο εγκέφαλός σας χρειάζεται τόσο πολύ αίμα. «Μολονότι αποτελεί μονάχα το 2 τοις εκατό περίπου του συνολικού βάρους του σώματος», εξηγεί ο Ρίτσαρντ Τόμσον, στο βιβλίο του The Brain (Ο Εγκέφαλος), «απορροφά το 16 τοις εκατό της παροχής αίματος . . . Ο εγκεφαλικός ιστός απορροφά 10 τοις εκατό περισσότερο αίμα απ’ όσο ο μυικός ιστός».

Την επόμενη φορά που θα αισθανθείτε τη θερμοκρασία του νερού, να είστε ευγνώμονες στα κέντρα παραγωγής ενέργειας και στις αντλίες του εγκεφάλου σας, που αριθμούν τρισεκατομμύρια. Και να θυμάστε ότι όλη αυτή η δραστηριότητα είναι δυνατή χάρη στο οξυγόνο και στη γλυκόζη που μεταφέρει το αίμα σας.

[Εικόνα στη σελίδα 9]

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος επεξεργάζεται εκατομμύρια πληροφορίες, ταυτόχρονα. Καθώς κινείστε, τα αισθητήρια κύτταρα των κάτω άκρων σας, πληροφορούν τον εγκέφαλό σας, ανά πάσα στιγμή, για τη θέση του κάθε ποδιού και για την κατάσταση του κάθε μυός

[Εικόνα στη σελίδα 11]

Ο εγκέφαλος είναι πολύ πιο περίπλοκος και ανώτερος από έναν κομπιούτερ