KOSTIUM INSTYNKTU

 Już w 1785 roku włoski badacz Michele Vincenzo Malacarne badając pary psów i ptaków z tego samego wylęgu zauważył, że te poddane tresurze miały bardziej złożone mózgi. Choć badania te z powodu swojej rewolucyjności zostały swego czasu odrzucone, zwiastowały przyszłe odkrycia dotyczące reorganizacji struktur neuronalnych pod wpływem aktywności i stymulacji, czyli szeroko rozumianej neuroplastyczności. To właśnie plastyczność umożliwia dostosowywanie się mózgów do zmiennych warunków, pamięć i naukę, a więc u człowieka jest cechą szczególnie rozwiniętą. Wiedza o niej stała się paradygmatem naukowym dopiero w drugiej połowie XX wieku, gdyż kłóciła się z powszechnie wówczas przyjmowanym lokacjonizmem - wcześniej wierzono, że mózg składa się z modułów, przypisanych analizowaniu określonych bodźców przez dziedzictwo genetyczne. Dziś wiadomo, że modułowość wynika z optymalizacji przetwarzania, a w odpowiedzi na wyzwania mózg może się w zaskakujący sposób modyfikować.

U osób tracących wzrok lub słuch  dochodzi często do wyostrzenia innych zmysłów, co pozwala kompensować luki w percepcji. Na przykład u osób niewidomych kora wzrokowa (czyli obszar zajmujący się zwyczajowo przetwarzaniem obrazów) może zajmować się kodowaniem informacji o dźwiękach. U osób niesłyszących kora słuchowa może zaś przetwarzać informacje wzrokowe. Do przemapowania reprezentacji korowych dochodzi także po amputacji kończyn. Żadna część mózgu nigdy nie leży odłogiem - jeśli jakieś struktury zostają od niej odłączone uczy się przetwarzania innych bodźców. Rehabilitacja po udarze jest możliwa właśnie dlatego, że wielkokrotne powtarzanie ćwiczeń pozwala wytwarzać i wzmacniać w mózgu nowe ścieżki. Ten sam mechanizm prowadzi także do różnic neuronalnych pomiędzy skrzypkiem, lekarzem, architektem i taksówkarzem, co przekłada się na stopień ich umiejętności. Sposób w jaki używamy naszego mózgu determinuje to kim się staniemy.

Nieużywane połączenia neuronalne szybko są eliminowane, więc musimy ciągle je trenować. Trening taki może niestety prowadzić do paradoksów plastyczności, kiedy zamiast stawać się bardziej elastycznymi usztywniamy swoje reakcje. Możemy tak wyhodować różne samonapędzające się nawyki, obsesje, a nawet nałogi. Obgryzanie paznokci, wieczne zamartwianie się czy alkoholizm, wynikają z automatycznego odtwarzania mózgowych skryptów, które wzmacniane praktyką zyskują własną, wciąż umacniającą się dynamikę. W pewnym sensie wszyscy jesteśmy skazani na takie błędne koła codziennych rytuałów, gdyż wzmacniamy je nieustannie. Nasza plastyczność z wiekiem krzepnie, choć ciągle zachowujemy jej na tyle, żeby przyswajać jakieś nowe informacje - mądrość ludzi doświadczonych wynika z tego, że mają je z czym powiązać, aczkolwiek wszyscy stajemy się niewolnikami własnych wzorców myślenia i zachowania. Gdybyśmy musieli te wzorce radykalnie zmienić, przystosowując się choćby do jakiejś egzotycznej kultury, nasz mózg miałby z tym problem wprost proporcjonalny właśnie do siły ugruntowanych w nim wzorców.

Ale kiedy dopiero zaczynamy te wzorce przyswajać (w dzieciństwie i młodości) jest to dla mózgu stosunkowo łatwe, bo to wtedy jest najbardziej plastyczny. Tyle że istotą plastyczności tyleż jest  przyswajanie takich wzorców, co eliminowanie zbędnych powiązań w procesie nazywanym przycinaniem synaptycznym, które z czasem intensyfikuje się zamykając różne okienka rozwojowe. Gdy więc możliwości tworzenia nowych połączeń neuronalnych słabną, w coraz większym stopniu opieramy się na tym, co okazało się w naszym rozwoju istotne. Na ogół rozwiązanie takie bywa przystosowawcze, choć może zawodzić właśnie w obliczu radykalnych zmian. Znaczna część procesów mózgowych służy zresztą nie tyle aktywowaniu określonych zachowań, co ich hamowaniu, właśnie w odpowiedzi na wymogi środowiskowe. A to pozwala nam pierwotne (często samolubne, agresywne czy seksualne) impulsy przełożyć na działania społecznie akceptowane. 

Tą podświadomą (i często mroczną) sferą naszego "ja" fascynował się już Freud, wprowadzając do popkultury szereg fantastycznych teorii sugerujących uniwersalność ciągot kazirodczych, lęku przed kastracją (u mężczyzn) czy chęci posiadania własnego penisa (u kobiet). Echa tych, wydawałoby się że absurdalnych poglądów wciąż pokutują w dyskursie psychoanalitycznym, wpływając przez to na język rozmaitych "ekspertów" od ludzkiej seksualności, którzy pouczają nas w mediach w jaki sposób należy organizować własne życie seksualne żeby uniknąć choroby psychicznej. Z drugiej strony różne środowiska konserwatywne i religijne, a niestety także i polityczne, dają nam inne wytyczne, ograniczając seksualność do sfery prokreacyjnej, a już z pewnością damsko-męskiej. Na styku tych konkurujących ze sobą wykładni podstawowego biologicznego popędu rodzi się szereg mniej lub bardziej wydumanych teorii czym jest ludzka seksualność i jak należy ją realizować.

Wikłając się w takie modne ostatnio dysputy łatwo popaść w ideologiczną błazenadę i głosić wyższość seksualnego konserwatyzmu nad liberalizmem lub odwrotnie, co jednak nie zbliża nas do prawdy o tym, na ile seksualność wynika z kultury. A jest to - w kontekście tego sporu - sprawą podstawową skoro próbuje się w nim przeciwstawiać naturę wynaturzeniom. Dla "obrońców rodziny" naturalne są stosunki między przedstawicielami płci brzydkiej i pięknej, ponieważ jako służące przedłużaniu gatunku wynikają z ludzkiej natury. Dla "tęczowych" to preferencje każdej jednostki są czymś wynikającym z jej natury w co nie można ingerować. Przy okazji pytać można o "normalność" wszelkich innych wariacji seksualności, od sadyzmu i masochizmu, aż po fetyszyzm, czy też o "wolność" w ich ekspresji. Nie ryzykując oceny moralnej takich czy innych praktyk, stwierdzić trzeba, że kształtowanie się fantazji i upodobań jest (choć częściowo) wynikiem naszych doświadczeń i propozycji kulturowych, a więc neuroplastycznego kształtowania wzorców. 

Świetnie ilustruje to wpływ powszechnie dziś dostępnej pornografii na upodobanie seksualne mężczyzn (choć pewnie nie tylko), co znacząco zmieniło współczesne normy kulturowe. Ten rodzaj stymulacji prowadzi ostatecznie do inflacji związanej z nią przyjemności, a w konsekwencji do eskalacji coraz bardziej ekstremalnych potrzeb i zmian w strukturze mózgu. Może się to potem przekładać na problemy z podnieceniem w rzeczywistych relacjach o ile nie odtwarzają zaprogramowanego w mózgu pornograficznego scenariusza. Lecz presja kulturowa może też zmuszać mężczyzn do odgrywania roli bogatego, praktycznego i romantycznego zarazem macho, żeby tylko dorównać jakimś napompowanym przez media standardom. Podświadomie szukamy partnerów podobnych do poprzednich, bo najlepiej pasują do już ukształtowanych map mózgowych. Traumatyczne przeżycia takie jak molestowanie mogą zaś zniekształcić seksualność na całe życie. Proces przyswajania kultury jest "nabywaniem smaków" jakich uczymy się lubić i potem aktywnie poszukiwać. Dotyczy to nawet tak intymnych kwestii jak miłość, kanony cielesnego piękna i fantazje seksualne, które wydają się wynikać z naszej natury, ale w znacznej mierze kształtowane są przez eksponowane wzorce, bo to z nich bezwiednie konstruujemy wewnętrzne standardy.  

PRZEKLEŃSTWO ADAPTACJI

 Kiedyś byliśmy organizmami jednokomórkowymi, a dzisiaj dumnymi ludźmi, to znaczy

skomplikowanymi wielokomórkowcami zdolnymi kreować własne środowisko. Podstawowy przepis na życie mamy jednak ten sam - genom dzielimy nie tylko z małpami i owadami, ale nawet roślinami i bakteriami. Ciągle opieramy się na pierwotnych mechanizmach życia, które natura (wnioskując właśnie po tym podobieństwie genetycznym) sformułowała na Ziemi tylko raz. Już w budujących nas komórkach dochodzi do niesamowitej różnorodności rozmaitych aktywności energetycznych, bez których nie moglibyśmy cieszyć się swoim człowieczeństwem. 

Oczywiście odwołanie się do samej genetyki nie wystarcza - potrzeba nam też całej masy białek krzątających się wokół DNA, wykonujących jego instrukcje i przetwarzających informacje środowiskowe również programujące komórkę. Konsekwencją skuteczności tych mechanizmów była ewolucja, czyli transfer witalnego przepisu w coraz to nowych, przystosowanych do zmian środowiskowych formach. Komórka przestała być podmiotem tego procesu zrzekając się samodzielności na rzecz "spółki" genetycznej, która do rozmnażania delegowała tylko komórki rozrodcze. Pozostałe komórki stały się bezpłodnymi robotnicami w tym mrowisku oddziaływań z jakiego wyłania się nasze życie.

Pełnienie funkcji służebnej wobec skoordynowanego programu genetycznego utrwaliło się z powodu jego skuteczności - to wyjaśnia czemu w imię przetrwania zatracił się komórkowy "egoizm". Ostatecznie informacja genetyczna i tak była przekazywana, więc można było zająć się wydzielonymi zadaniami w ramach zespołów komórek zwanych tkankami - te zaś składają się na zorganizowaną maszynerię przetrwania. Ustrój tej maszynerii wymaga różnicowania się i specjalizacji, a więc swego rodzaju funkcjonalnego "posłuszeństwa". Wymagało to radykalnego przekształcenia komórkowych programów, dzięki czemu z współpracujących kolonii komórkowych wykształciły się organizmy. Różne elementy tych układów są jednak bardzo stare i oparte na dawno sprawdzonych wzorcach.

Porównywanie genów wielokomórkowców z genami ich jednokomórkowych przodków może przybliżać nas do odkrycia mechanizmów genetycznych odpowiedzialnych za ten przełom. Dzięki takim analizom wiemy, że niektóre z mechanizmów odpowiedzialnych za "współpracę" wykształciły się już u jednokomórkowców. W obrębie niektórych kolonii komórki różnicują się w pewien sposób, a nawet specjalizują tylko w rozmnażaniu. W niektórych przypadkach ciężko wręcz rozstrzygnąć, czy mamy do czynienia z kolonią czy już z organizmem - choćby u żeglarza portugalskiego czy toczka. Ale te złożone relacje wykształciły się z "życia społecznego" mikrobów, w których każdy "stowarzyszony" kierował się ostatecznie indywidualną biologiczną pragmatyką. Pod warstwami ewolucyjnych naleciałości nadal tkwią zamaskowane pokłady pierwotnego komórkowego "egoizmu".

Ten przytłumiony "egoizm" - przypadkowo wzbudzony - może prowadzić do zmian atawistycznych, co w języku biologii oznacza powrót do cech pierwotnych. Jedna z nowatorskich teorii wyjaśniających przyczyny i rozwój chorób nowotworowych, upatruje źródeł nowotworów właśnie w atawistycznym regresie komórek. Nowotwory wydają się immanentną cechą życia wielokomórkowego - zapadają na nie zwierzęta, owady, a nawet rośliny. Odpowiedzialne za to mogą być geny uprzednio związane z przetrwaniem samodzielnego mikroorganizmu dryfującego w prekambryjskim oceanie i rozmnażającego się kiedy tylko było to możliwe, bez oglądania się na innych. Nieograniczona proliferacja (mnożenie się komórek) jest także podstawowym mechanizmem rozprzestrzeniania się raka.

Istotą rozmnażania jednokomórkowców wydaje się tworzenie dokładnych replik, co jednak najbardziej opłaca się w stabilnych warunkach. W trudnych warunkach wskazana jest raczej zmienność genetyczna - mikroorganizmy zwiększają wtedy częstotliwość mutacji, gdyż statystycznie maksymalizuje to szansę przetrwania przez losowe wykształcanie korzystnych adaptacji. Zjawisko to może odpowiadać za niestabilność materiału genetycznego komórek nowotworowych. Poddane stresowi (szkodliwym warunkom) komórki mogą reagować w sposób "domyślny" uruchamiając zestaw procedur opracowany jeszcze w czasach komórkowej niezależności, a przejawiający się wzmożonym rozmnażaniem i mutowaniem. Działając w sposób "niezależny" komórki doprowadzają tym samym do naszej - i własnej - zguby. Tyle że to atawistyczna reakcja na zagrożenie, która sprawdzała się przez miliardy lat. 

STREFA TAJEMNIC

Od zarania dziejów ludzie snuli różne metafizyczne domysły, ponieważ nie wiedzieli czym jest i jak oddziałuje ze sobą materia z której są zbudowani. Z czasem jednak zaczęli rozumieć, że materią i energią kierują ściśle określone prawa, które można przekładać na wzorce matematyczne. Poszukiwania takich wzorców dały początek fizyce.

Po odkryciach Newtona świat wydawał się rządzony deterministyczną mechaniką, w której stan każdego układu fizycznego wynikał ze stanu wcześniejszego i powodował późniejszy. Innymi słowy matematyka Wszechświata determinowała tylko jedno możliwe rozwiązanie. Gdyby tak było, nie tylko skazani bylibyśmy na własne przeznaczenie, ale też pozbawieni wolnej woli. Ostatecznie nasze mózgi składają się z atomów, a te podlegając prawom deterministycznej mechaniki musiałyby zachowywać się w określony sposób... 

Lecz im więcej dowiadywaliśmy się właśnie o atomach i składających się na nie cząstkach elementarnych, a także najmniejszych porcjach wielkości fizycznych (kwantach) tym fizyka stawała się mniej przewidywalna. Materia ani energia (które w zasadzie okazały się tym samym) nie mają charakteru ciągłego - składają się z małych "pikseli", a te w zależności od sytuacji przejawiają właściwości falowe lub korpuskularne.

Wiąże się z tym kontrowersyjne pojęcie kolapsu funkcji falowej czyli redukcji stanu kwantowego z powodu pomiaru. A to otwiera drogę do ezoterycznych spekulacji o rozgałęziającej się rzeczywistości czy kwantowym podłożu świadomości. Choć wyjaśnienie paradoksu obserwatora może być dużo bardziej prozaiczne i opierać się na jakichś ukrytych parametrach, nie można wykluczyć, że mózg wykorzystuje w swojej aktywności efekty kwantowe, skoro dość dobrze udokumentowano ich biologiczne zastosowania w fotosyntezie czy nawigacji u ptaków, a nawet... percepcji zapachów.

Superpozycja przyczynia się do szybszego transportu energii po kompleksie fotosyntetycznym - natura potrafi wykorzystać aż 98% fotonów padających na powierzchnię deklasując wszystkie ogniwa fotowoltaiczne stworzone przez człowieka. Kwazicząstka przenosząca energię słoneczną może przeskanować wszystkie trasy wiodące do centrum reakcji fotosyntetycznych i "wybrać" tę najbardziej optymalną. 

Gdy światło trafia w światłoczułe białko siatkówki ptasiego oka wytrąca z molekuły elektron i przerzuca go do drugiej, położonej najbliżej, łącząc się z nią chwilowo splątaniem kwantowym, a wtedy pole magnetyczne wpływa na położenie względem siebie spinów elektronów zmieniając właściwości chemiczne cząsteczek - zmiany chemiczne w różnych częściach oka ptak wykorzystuje do orientacji w przestrzeni. Taki biologiczny kompas potrafi utrzymać subtelne stany kwantowe dłużej niż najlepsza stworzona przez nas aparatura. 

Wewnętrzne drgania cząsteczki odpowiadają za jej zapach co może mieć związek z tunelowaniem elektronów - zapachy o tej samej strukturze mogą drgać w różnych częstotliwościach co pozwala nosom odróżniać cząsteczki o bardzo podobnym kształcie. Wydawać by się mogło dziwne gdyby natura nie skorzystała z możliwości wykładniczo wzmocnionego kwantowego przetwarzania informacji. Świętym Graalem teoretycznej inżynierii informatycznej jest w końcu komputer kwantowy na którym można jednocześnie przeprowadzać kilka etapów obliczeń. A z reguły gdy teoria przewiduje jakąś możliwość natura wydaje się już z niej korzystać. Więc może na zachowanie neuronów mogą w jakiś sposób wpływać procesy kwantowe?

Nawet jeżeli powiążemy świadomość z wzorcami informacyjnymi w mózgu do dzisiaj nie wiemy w jaki sposób zachowanie ukierunkowane na osiąganie celów wyłoniło się z bezwładnego tańca atomów i cząstek które zupełnie nie troszczą się o cele, a to przecież pytanie o samą biogenezę. Jakimś cudem umysły wiążą się z materią uzyskując nad nią przyczynową przewagę. Ponadto żywy system sam kontroluje własną organizację. Wyłonienie się  zorganizowanego zarządzania z chaosu molekularnego ciężko wyjaśnić na gruncie samej chemii - niezbędne są do do tego operacje logiczne które oderwane od życia nie miałyby żadnego znaczenia.

Zastosowanie kosztownego sprzętu, wymyślnych procedur i systemów stabilizujących laboratoryjne środowisko, a przede wszystkim uparte ingerowanie w procesy chemiczne, jak dotąd pozwoliło naukowcom zsyntetyzować tylko kilka związków organicznych, co w żaden sposób nie wyjaśnia jak z pierwotnego bulionu chemicznego spontanicznie powstały rozbudowujące się złożoności - jedyne takie autokatalityczne cykle chemiczne występują w organizmach żywych. Czy więc geneza życia i jego kodu matematycznego ma charakter przedbiologiczny i szukać jej trzeba w jakichś głębszych, być może jeszcze nam nieznanych odmętach fizyki?