Ubongo Wako Hufanyaje Kazi?

“Ubongo ndio sehemu ya mwili iliyo ngumu zaidi kuchunguza,” asema E. Fuller Torrey, mtaalamu wa akili katika Taasisi ya Kitaifa ya Marekani ya Masuala ya Akili. “Twaubeba mahali ambapo hapafai kabisa kufanyiwa utafiti.”

HATA HIVYO, wanasayansi wanasema kwamba tayari wamejifunza mengi kuhusu jinsi ubongo unavyochanganua habari ambazo hisi zetu tano za ufahamu huleta. Kwa mfano, fikiria jinsi ubongo unavyoshughulikia vitu tunavyoona kwa macho.

Macho ya Akili Yako

Nuru hufikia jicho lako na kugonga retina, ambayo imefanyizwa kwa tabaka tatu za chembe upande wa nyuma wa mboni ya jicho. Nuru hupenya hadi kwenye tabaka ya tatu. Tabaka hiyo ina chembe zinazoitwa rod, ambazo ni nyetivu kwa uangavu, na chembe zinazoitwa cone, ambazo huchochewa na nuru mbalimbali zinazolingana na rangi nyekundu, kijani, na buluu. Nuru hufanya rangi ya chembe hizo iwe nyeupe. Nazo chembe zilizofanywa kuwa nyeupe hupeleka ishara kwenye tabaka ya pili na kutoka hapo hadi kwenye chembe nyinginezo kwenye tabaka ya juu. Aksoni za chembe hizo huungana na kufanyiza neva ya jicho.

Mamilioni ya chembe za neva ya jicho hukutania mahali fulani kwenye ubongo panapoitwa optic chiasma. Hapo chembe za neva zinazobeba ishara kutoka upande wa kushoto wa retina ya kila jicho sasa hukutana na kufuata njia sambamba kuelekea upande wa kushoto wa ubongo. Kwa njia iyo hiyo, ishara kutoka upande wa kulia wa kila retina hukutana na kusafiri kuelekea upande wa kulia. Kisha ishara hizo zafikia kituo kimoja katika thalamus, na kutoka huko chembe za neva zifuatazo hupeleka ishara hizo kwenye eneo fulani lililo nyuma ya ubongo linaloitwa visual cortex.

Sehemu mbalimbali za habari zinazotoka kwa macho husafiri kwenye njia zinazoenda sambamba. Sasa watafiti wamegundua kwamba visual cortex ya msingi pamoja na eneo jingine lililo karibu nayo hutenda kama posta kwa kuwa zinachanganua habari, kuzipeleka sehemu zinazotakikana, na kujumlisha pamoja habari mbalimbali zinazoletwa na chembe za neva. Eneo la tatu latambua umbo, kama vile ukingo wa kitu, na mwendo. Eneo la nne hutambua mfanyizo wa kitu na rangi yake, ilhali eneo la tano hurekebisha daima ramani za habari zinazoonekana za kufuatia miendo. Utafiti wa sasa waonyesha kwamba kuna maeneo yapatayo 30 kwenye ubongo yanayoshughulikia habari zinazokusanywa na jicho! Lakini zinafanyaje kazi pamoja ili uone kitu kimoja? Naam, akili yako “huonaje”?

“Kuona” Kupitia Ubongo

Macho hukusanyia ubongo habari, lakini yaonekana ni ile cortex ambayo huchanganua habari zinazopokewa na ubongo. Ebu piga picha kwa kamera, hiyo picha inayotokea huonyesha mambo mengi ya mandhari hiyo. Lakini macho yako yaonapo mandhari iyo hiyo, wewe hutazama tu ile sehemu ambayo umekazia akili. Jinsi ubongo unavyofanya hivyo bado ni fumbo. Wengine hufikiri kwamba hayo ni matokeo ya hatua kwa hatua ya kuchanganya habari zinazotoka kwenye macho katika yale makutano, ambayo hukusaidia kulinganisha yale unayoyaona na yale ambayo tayari unayajua. Wengine wanadokeza kwamba unapokosa kuona kitu ambacho kiko wazi, ni kwa sababu tu chembe za neva zinazodhibiti umakini wa kuona hazipeleki habari.

Hata hali iwe nini, magumu ambayo wanasayansi wanapata ya kufafanua jinsi tunavyoona si kitu yakilinganishwa na magumu yanayotokezwa na kule kujaribu tu kutambua mambo yanayohusika katika “fahamu” na “akili.” Mbinu za kuchunguzia ubongo, kama vile magnetic resonance imaging na positron-emission tomography, zimewawezesha wanasayansi wachunguze upya ubongo wa binadamu. Na kwa kuchunguza jinsi damu inavyotiririka katika eneo fulani la ubongo wakati wa kuwaza, wao wamekata kauli ya kwamba kuna uhakika fulani kwamba maeneo tofauti ya cortex yaonekana husaidia mtu asikie maneno, aone maneno, na aseme maneno. Lakini, kama asemavyo mwandikaji mmoja, “hali ya akili, ya fahamu, inatatanisha hata zaidi . . . kuliko ilivyofikiriwa na mtu awaye yote.” Naam, fumbo kubwa la ubongo bado halijafumbuliwa.

Je, Ubongo Ni Kompyuta Bora Tu?

Ili kuelewa utata wa ubongo wetu, huenda ikafaa tufanye milinganisho. Mwanzoni mwa mvuvumko wa viwanda, katikati ya karne ya 18, wengi walipenda kulinganisha ubongo na mashine. Baadaye, vifaa vya kuunganishia simu vilipokuwa vikionwa kuwa ishara ya maendeleo, watu walilinganisha ubongo na kifaa chenye shughuli nyingi cha kuunganishia simu na mwenye kukiendesha aliyefanya maamuzi. Sasa kwa kuwa kompyuta hufanya mambo magumu, wengine wanalinganisha ubongo na kompyuta. Je, ulinganisho huo unaeleza kikamili jinsi ubongo unavyofanya kazi?

Kuna mambo muhimu ya msingi yanayotofautisha ubongo na kompyuta. Kwa msingi, ubongo ni mfumo wa kemikali, wala si mfumo wa umeme. Utendaji mwingi wa kemikali hufanyika ndani ya kila chembe, tofauti kabisa na jinsi kompyuta inavyofanya kazi. Vilevile, Dakt. Susan Greenfield asema kwamba, “hakuna mtu ambaye hutayarishia ubongo maagizo ya kufuata: ni kiungo chenye kujitendesha, kikijiendesha tu chenyewe.” Hiyo ni tofauti na kompyuta, ambayo ni lazima itayarishiwe maagizo ya kufuata.

Chembe za neva huwasiliana kwa njia nyingine yenye kutatanisha. Chembe nyingi za neva huchochewa na habari 1,000 au zaidi za sinapsi. Ili kuelewa mambo yanayohusika katika utaratibu huo, ebu fikiria utafiti uliofanywa na mtaalamu mmoja wa mfumo wa neva. Yeye alifanyia utafiti eneo moja lililo upande wa chini wa ubongo na ambalo liko juu tu na nyuma ya pua ili aone jinsi tunavyotambua harufu mbalimbali. Yeye asema: “Hata jambo hili rahisi tu . . . lahusisha zaidi ya chembe za neva milioni 6, kila moja labda ikipata habari zaidi ya 10 000 kutoka kwa chembe nyinginezo za neva.”

Lakini, ubongo una mambo mengi kuliko tu kuwa mkusanyo wa chembe za neva. Kwa kila chembe ya neva kuna chembe kadhaa za glial. Zaidi ya kushikanisha ubongo pamoja, hizo chembe za glial huandalia chembe za neva kinga ya umeme, hukinza maambukizo, na kujiunga pamoja kufanyiza ukingo kati ya damu na ubongo. Watafiti wanaamini kwamba chembe za glial huenda zikawa na kazi nyinginezo ambazo hazijagunduliwa bado. “Ulinganifu wa wazi unaofanywa [baina ya ubongo] na kompyuta, ambazo hushughulikia habari katika hali ya tarakimu, waonekana kuwa na kasoro hivi kwamba waweza kupotosha,” lamalizia gazeti Economist.

Jambo hilo bado latuacha na fumbo jingine la kuzungumzia.

Ni Nini Hufanyiza Kumbukumbu?

Kumbukumbu—“labda kitu chenye kustaajabisha zaidi katika uumbaji ulimwenguni pote,” kulingana na Profesa Richard F. Thompson—lahusisha utendaji mbalimbali ulio tofauti wa ubongo. Wachunguzi wengi wa ubongo husema kuna aina mbili za kumbukumbu, za mambo ya hakika na za utaratibu. Kumbukumbu za utaratibu huhusisha stadi na tabia. Kwa upande mwingine, kumbukumbu za mambo ya hakika huhifadhi habari. Kitabu The Brain—A Neuroscience Primer huainisha kumbukumbu kulingana na muda zinazochukua: kumbukumbu fupi sana, ambayo huchukua nukta 10 za sekunde; kumbukumbu fupi, ambayo huchukua sekunde chache; kumbukumbu inayotumika, ambayo huhifadhi mambo yaliyotokea karibuni; kumbukumbu ya muda mrefu, ambayo huweka maneno ambayo yamekaririwa tena na tena na vilevile kuweka stadi za miendo ambayo imefanywa kwa kurudiwa-rudiwa.

Jambo moja ambalo limefafanuliwa kuhusu kumbukumbu ya muda mrefu ni kwamba utendaji wake huanzia sehemu ya mbele ya ubongo. Habari inayochaguliwa iwe kumbukumbu ya muda mrefu hupita ikiwa ishara ya umeme kwenye sehemu ya ubongo inayoitwa hippocampus. Hapo utaratibu unaoitwa uimarishaji wa muda mrefu huwezesha chembe za neva kupitisha ujumbe.—Ona sanduku “Kuziba Pengo.”

Nadharia tofauti juu ya kumbukumbu yatokana na wazo la kwamba mawimbi ya ubongo yanatimiza fungu kubwa. Watetezi wa nadharia hiyo wanaamini kwamba mizunguko ya kawaida ya utendaji wa umeme katika ubongo, unaofanana na mapigo ya ngoma, husaidia kushikanisha kumbukumbu pamoja na kudhibiti pindi ambapo chembe tofauti za ubongo zinachochewa.

Watafiti huamini kwamba ubongo huhifadhi aina mbalimbali za kumbukumbu kwenye sehemu tofauti-tofauti, kila aina ya kumbukumbu ikiunganishwa na eneo la ubongo lenye uwezo wa kuifahamu. Kwa hakika, sehemu fulani za ubongo huchangia kuwako kwa kumbukumbu. Sehemu inayoitwa amygdala, ambayo ni tita la neva linalotoshana na lozi lililo karibu na msingi wa ubongo, hushughulikia kumbukumbu ya hofu. Eneo linaloitwa basal ganglia, hukazia tabia na stadi za mtu, na ubongo wa kisogoni, ambao upo penye msingi wa ubongo, hudhibiti kujifunza miendo na maitikio ya mwili. Inasemekana kwamba ni hapo ndipo tunahifadhi stadi za usawaziko—kwa mfano, usawaziko tunaohitaji ili kuendesha baiskeli.

Uchunguzi wetu mfupi wa jinsi ubongo unavyofanya kazi umeepuka kutaja kazi zake nyingine zenye kustaajabisha, kama vile kutunza wakati, uwezo wake wa kujifunza lugha, stadi zake zenye kutatanisha za kufanyiza miendo, na njia yake ya kudhibiti mfumo wa neva wa mwili na viungo muhimu na wa kukabiliana na maumivu. Kisha, kemikali zinazowasiliana na mfumo wa kinga zingali zinagunduliwa. “Utata huo wastaajabisha mno,” asema mwanasayansi wa mfumo wa neva David Felten, “hivi kwamba mtu hujiuliza kama kweli siku moja itapata kujulikana jinsi [ubongo] unavyofanya kazi.”

Ijapokuwa mafumbo mengi ya ubongo bado hayajafumbuliwa, kiungo hiki chenye kustaajabisha hutuwezesha kufikiri, kutafakari, na kukumbuka yale ambayo tayari tumejifunza. Lakini tunawezaje kutumia ubongo wetu kwa njia bora? Makala yetu ya kumalizia katika mfululizo huu itatupatia jibu.

[Sanduku/Picha katika ukurasa wa 8]

KUZIBA PENGO

Chembe ya neva inapochochewa, ishara ya neva husafiri kwenye aksoni ya chembe ya neva. Inapofikia fundo la sinapsi, ishara hiyo hufanyiza vifungu vidogo (vyombo vya sinapsi), kila kifungu kikiwa na maelfu ya molekuli ya vipitisha-habari, ambavyo vimo katika fundo, ili ile ishara iungane na uso wa fundo na kuachilia mzigo wake uvuke sinapsi.

Kupitia mfumo wenye kutatanisha wa funguo na kufuli, hivyo vipitisha-habari hufungua na kufunga milango ya chembe ifuatayo ya neva. Tokeo ni kwamba, ishara zilizochochewa na umeme huingia katika chembe ya neva inayotakikana na kusababisha mabadiliko mengine tena ya kemikali ambayo ama huchochea ishara ya umeme ama huzuia utendaji mwingine wa umeme.

Hali fulani inayoitwa uimarishaji wa muda mrefu hutukia wakati ambapo chembe za neva huchochewa kwa ukawaida na kuachilia vipitisha-habari vivuke sinapsi. Watafiti fulani wanaamini kwamba jambo hilo huzivuta chembe za neva pamoja. Wengine hudai kuna uthibitisho kwamba ujumbe hurudi kutoka kwenye chembe ya neva inayoupokea hadi kwenye chembe ya neva inayoupeleka. Jambo hilo husababisha mabadiliko ya kemikali ambayo hutokeza protini zaidi ambazo hutumika kama vipitisha-habari. Basi hivyo vipitisha-habari navyo huimarisha kifungo kilichoko kati ya chembe za neva.

Kubadilika-badilika kwa miunganisho ya ubongo na uwezo wake wa kunyumbulika, kumetokeza usemi usemao, “Uutumie au Uupoteze.” Basi ili uweze kukumbuka kitu, inafaa ukikariri mara nyingi.

Aksoni

Nyuzi ibebayo ishara ambayo huunganisha chembe za neva

Dendira

Miunganisho mifupi yenye matawi mengi ambayo huunganisha chembe za neva

“Neurites”

Vitu kama mikono vinavyochomoza kutoka kwenye chembe za neva. Kuna aina mbili kuu—aksoni na dendira

Chembe za neva

Ubongo una chembe za neva zipatazo bilioni 10 hadi bilioni 100, “kila moja ikiwa imeunganishwa na mamia, na nyakati nyingine maelfu, ya chembe nyinginezo”

Vipitisha-habari

Hizo ni kemikali ambazo huvusha ishara ya neva kwenye lile linaloitwa pengo la sinapsi lililoko kati ya chembe ya neva inayopeleka habari, na ile inayopokea habari

Sinapsi

Pengo lililoko kati na chembe ya neva inayopeleka habari na ile inayopokea habari

[Hisani]

Habari hizi zategemea The Human Mind Explained, cha Profesa Susan A. Greenfield, 1996

CNRI/Science Photo Library/PR

[Sanduku/Picha katika ukurasa wa 9]

UWEZO MBALIMBALI WA WANADAMU

Maeneo ya kipekee kwenye ubongo ambayo huitwa vituo vya lugha huwawezesha wanadamu wawe na stadi za kustaajabisha za mawasiliano. Inaonekana kwamba jambo tunalotaka kusema hupangwa na eneo lililo kwenye sehemu ya kushoto ya ubongo linaloitwa eneo la “Wernicke” (1). Eneo hilo huwasiliana na eneo la “Broca” (2), ambalo huandaa kanuni za sarufi. Kisha ishara hufikia eneo la kudhibiti miendo ambalo huongoza misuli ya uso na kutusaidia kutamka maneno yafaayo. Kwa kuongezea, maeneo hayo yameungana na mfumo wa ubongo wa kuona ili tuweze kusoma; pia yameungana na mfumo wa kusikia ili tuweze kusikia, kuelewa, na kujibu mambo ambayo wengine wanatuambia; na vilevile, yameungana na hifadhi yetu ya kumbukumbu ili tuhifadhi mawazo yanayotakikana. “Jambo linalotofautisha kabisa wanadamu na wanyama,” chasema kijitabu Journey to the Centres of the Brain, “ni uwezo wa [wanadamu] wa kujifunza stadi nyingi, mambo mengi, na kanuni nyingi, na si tu kuhusu mambo halisi yaliyo katika ulimwengu ambao umewazingira, bali hasa kuhusu watu wengine na mambo yanayoongoza matendo yao.”

[Picha katika ukurasa wa 7]

Maeneo tofauti-tofauti ya ubongo hushughulikia rangi, mfanyizo, kingo, na umbo na vilevile kufuatia miendo

[Hisani]

Parks Canada/ J. N. Flynn