John Eccles, laureat nagrody Nobla w dziedzinie medycyny z 1963 roku, powiedział, ze zbadanie mózgu to jeden z podstawowych problemów, przed jakimi staje człowiek, bo właśnie poznanie ludzkiego mózgu doprowadzić może do lepszego poznania samego człowieka i świata, w którym człowiek żyje.
Zwykły organ?
Nie zawsze jednak człowiek był przekonany o wyjątkowości mózgu. Jedne z najstarszych zapisów dotyczących badania tego organu można znaleźć w Papirusie Chirurgicznym pochodzącym z III tysiąclecia p.n.e. Według jego autorów, mózg był tylko jednym z wielu narządów wewnętrznych. Należało go leczyć, ale nie wymagał ani nie wzbudzał specjalnego zainteresowania. Podobne podejście można zaobserwować również w innych kulturach i rozwiniętych przez nie metodach i praktykach leczniczych. W wielu powszechnie stosowano zabiegi otwierania czaszki. Kości ze śladami trepanowania znaleziono w Afryce, Azji, Ameryce Południowej i Północnej, Europie i na wyspach południowego Pacyfiku. Niektórzy z badaczy uważają jednak, że działania te miały charakter nie leczniczy, lecz głównie rytualny.
Przekonanie o określonym, lecz zarazem ograniczonym znaczeniu mózgu dla funkcjonowania człowieka obecne było w światopoglądzie starożytnych Greków. W medycznych Księgach Hipokratesa, napisanych na przełomie V/IV wieku p.n.e., umieszczono kilka wzmianek o mózgu, a nawet wspomniano, ze stanowi on siedzibę duszy i pewnych zdolności psychicznych. Jednak głównym obszarem zainteresowania były choroby neurologiczne (m.in. padaczka) i konsekwencje urazów głowy. Poglądy te ugruntował Arystoteles, który uznał mózg tylko za organ chłodzący pneumę sercową oraz mieszczący sensus communis, zmysł łączący wszelkie wrażenia w jedno doznanie. Dopiero w III wieku p.n.e. rozpoczęto prowadzenie szczegółowych badań anatomicznych mózgowia. Lekarze aleksandryjscy jako jedni z pierwszych opisali nie tylko mózg, lecz również móżdżek, opony mózgowe i komory.
Dusza w szyszynce
Przez wiele stuleci zainteresowanie badaczy koncentrowało się właśnie na komorach. Lokowano w nich procesy umysłowe i psychiczne. Poglądy te, w zwartej formie znane jako Doktryna komorowa, głoszone były przez Ojców Kościoła (m.in. Św. Augustyna) od IV/V w. Ugruntowały je również pisma i podręczniki medyczne, których oryginalnymi autorami byli arabscy lekarze i naukowcy (m.in. Awicenna).
Naukowcy czasów Odrodzenia podjęli próbę zerwania z dogmatami Doktryny Komorowej. Wydany w połowie XV wieku atlas ludzkiej anatomii De humani corporis fabrica Andreasa Wezaliusza do dziś zadziwia stopniem szczegółowości rycin i artyzmem wykonania. Zawierał on jednak wiele błędów anatomicznych, świadczących o tym, ze częściowo rysunki powstawały na podstawie preparatów zwierzęcych. Charakterystyczna dla tej epoki fascynacja ludzkim ciałem, widoczna w dziełach Michała Anioła czy Leonarda da Vinci, przyczyniła się do pogłębienia wiedzy o budowie i funkcjonowaniu organów wewnętrznych. Podejmowano próby lokalizowania pewnych funkcji psychicznych i umysłowych w określonych miejscach ludzkiego ciała. Przykładem jest hipoteza Kartezjusza, który uznał szyszynkę za siedlisko duszy. Nadal jednak mózg postrzegano głównie jako organ magazynujący fluidy psychiczne i umysłowe, bezpośrednio odpowiedzialne za wrażenia.
Trepanacja, Feldbuch der Wundartzney (1517). Źr. Wikipedia.W XVIII wieku zainteresowanie naukowców przesunęło się z anatomii mózgu na psychiczne funkcjonowanie człowieka. Pierwsze próby połączenia wiedzy o psychice z wiedzą anatomiczną dały podstawę do stworzenia frenologii, teorii wiążącej własności umysłowe lub psychiczne z określonymi okolicami mózgu. Badając kształt głowy, można było dokładnie określić rodzaj zdolności i talentów, jakimi obdarzona miała być dana osoba, jej charakter, osobowość, skłonności itd. Jednocześnie inni badacze forsowali przekonania o jedności mózgu jako jednego organu. Wyniki obserwacji ludzkiej psychiki i jej zaburzeń próbowano łączyć z wiedzą z obserwacji pacjentów oraz wynikami badań prowadzonych post mortem.
Zobaczyć neurony
Na początku XX wieku pojawiły się pierwsze publikacje o budowie komórek nerwowych, o ich zagęszczeniu w różnych rejonach mózgu. Na podstawie badań pobranych fragmentów tkanki opracowano pierwsze mapy korowe. Jednak wciąż wyzwaniem dla badaczy pozostawał aktywny, żywy mózg. Pewne nadzieje pokładano w badaniach radiologicznych, niestety okazało się, że promienie rentgenowskie przenikają niemal bez śladu przez miękką tkankę. W 1918 roku Walter Dandy opracował metodę pneumoencefalografii. Polegała ona na wprowadzeniu niewielkiej ilości powietrza do komór mózgowych albo przez specjalnie nawiercone w czaszce otwory, albo drogą punkcji lędźwiowej. Następnie wykonywano serię zdjęć Rtg czaszki. Powietrze, przemieszczając się wewnątrz komór, działo jako kontrast. Dzięki temu można było obejrzeć komory mózgowe oraz przestrzenie podpajęczynówkowe.
Około 10 lat później opracowano metodę angiografii naczyń mózgowych. Możliwe stało się lokalizowanie uszkodzonych miejsc, tętniaków i zaburzeń krwioobiegu mózgu.
Pierwsze bezbolesne, nieoperacyjne i nieinwazyjne metody badania mózgu upowszechniono w drugiej połowie XX wieku. Umożliwiły one zbadanie aktywności tkanki mózgowej. Były to, obok rejestracji aktywności bioelektrycznej mózgu (EEG), tomografia komputerowa (CAT lub CT) oraz badanie mózgu z wykorzystaniem emisji pozytronowej (SPECT oraz PET). W tym czasie rozpoczęto również badania nad magnetycznym rezonansem komputerowym (MRI) oraz funkcjonalnym rezonansem magnetycznym - fMRI.
Współcześnie prowadzone są badania nad nowymi metodami, między innymi nad magnetoencefalografią (aMEG). Metoda ta pozwala łączyć informacje dotyczące struktury, uzyskane przy użyciu MRI z danymi o bioelektromagnetycznej aktywności mózgu. Inne metody, wykorzystujące zaawansowane programy komputerowe, to między innymi Transcranial Magnetic Stimulation (TMS). Pozwala ona na tworzenie map aktywności mózgowej podczas wykonywania określonych czynności. Pozwala również na symulowanie danych czynności. Prowadzone są również badania nad mapowaniem pracy pojedynczych neuronów, zwane Single Neuron Imaging (SNI). Metoda ta jest połączeniem osiągnięć inżynierii genetycznej i technik obrazowania oraz wszczepiania elektrod bezpośrednio do określonych komórek nerwowych. W przyszłości może pozwolić na badanie wewnątrzmózgowych sieci neuronowych i połączeń między komórkami nerwowymi. Metody te służą głownie do obrazowania pracy mózgu, jednak ich bezpośrednie zastosowanie w pracy klinicznej wydaje się znikome.
Czaszka po trepanacji. Źr. Wikipedia.Naprawianie mózgu?
Wyniki badań nad obrazowaniem aktywności żywego mózgu umożliwiły dokonywanie pierwszych zbiegów wszczepiania sztucznych elementów bezpośrednio do tkanki mózgowej. Od 1998 roku prowadzone są próby implantowania elektrod zastępujących lub omijających uszkodzone szlaki aktywności mózgowej. Dzisiaj na świecie żyje kilkanaście osób, które dzięki wszczepionym elektrodom mogą w miarę samodzielnie poznawczo funkcjonować.
Nadal udoskonalane są sposoby i metody badania mózgu, najciekawszego i zarazem najbardziej tajemniczego elementu ludzkiego organizmu. Niemal codziennie pojawiają się nowe doniesienia naukowe. Zarazem jednak pojawiają się nowe pytania i wątpliwości. Pozostaje nam jednak mieć nadzieję, ze kiedyś uda się rozwiązać zagadkę funkcjonowania organu, o którym John Eccles powiedział: „(...) gdyby nie mózg człowieka, cały dramat kosmosu rozgrywałby się przed pusta widownią”.
Maria-Magdalena Weker
