NEUROELEKTRONIKA

 Rozwój sprzętu komputerowego, internet i technologia komórkowa to najbardziej spektakularne osiągnięcia rewolucji cyfrowej, która przyśpieszyła proces automatyzacji oraz przetwarzania i wymiany danych. Te wielkie zmiany spowodowane zostały przez przejście z elektroniki analogowej do cyfrowej. Sygnał cyfrowy - w przeciwieństwie do ciągłego analogowego - można podzielić na skończoną liczbę stanów, co w systemie binarnym oznacza sławetne zera lub jedynki. 

Takie dokładne kodowanie powoduje, że nawet nieskończona liczba kopii nie będzie się różnić od oryginału, dlatego technologia cyfrowa wypiera analogową niemal we wszystkich dziedzinach, od telewizji po telefonię, radio i fotografię. Sęk w tym, że sygnały zmysłowe są analogowe - jak więc możliwe jest ich odwzorowanie w formie cyfrowej? Sygnał cyfrowy powtarza amplitudę analogowego, tyle że metodą szybkich przeskoków z jednej wartości do drugiej. 

No dobrze, a jakimi sygnałami w takim razie przesyłają sobie informacje nasze neurony? Jeśli o to chodzi w mózgu, rozumianym jako zbiór neuronów (choć to uproszczenie) działają dwa typy sygnalizacji. Od kolców dendrytycznych - odbierających sygnały pobudzające z innych neuronów - do początku wzgórka aksonu, poziom sygnału jest zmienny w czasie i przestrzeni czyli analogowy. Od wzgórka aksonu - gdzie powstają sygnały czynnościowe - aż do końca aksonu mamy zerojedynkowy sygnał cyfrowy. Co z tego wynika?

Im większa liczba neuronów z którymi neuron łączy się zakończeniami aksonów - odpowiedzialnymi za przesyłanie informacji, tym większa liczba neuronów na jakie może wpływać. Zarazem jednak większa liczba neuronów z którymi się łączy zmniejsza jego wpływ na każdy z docelowych neuronów. Każdy neuron łączy się zaś z mnóstwem innych i od wielu innych odbiera sygnały, przy czym dopiero przekroczenie odpowiedniego poziomu pobudzenia powoduje dalsze wytworzenie potencjału czynnościowego. 

Przekazany ładunek dodatni o odpowiedniej sile może naładować wnętrze neuronu dodatnio w stosunku do przestrzeni pozakomórkowej i przerwać stan spoczynkowy. Kiedy neuron "spoczywa" czyli nie przekazuje żadnych informacji nie jest bynajmniej bezczynny. Aby wypełnić się ładunkiem ujemnym jego pompy bez przerwy wypychają na zewnątrz jony dodatnie. Lecz gdy sygnał pobudzenia elektrycznego przekracza odpowiednie natężenie pompy się zatrzymują, a kanały otwierają - generuje się fala przejściowego pobudzenia, przekazując sygnał kolejnemu neuronowi.

Kontrast między potencjałem czynnościowym (kiedy neuron przekazuje informacje), a spoczynkowym (kiedy nie przekazuje) jest niczym innym niż zerem i jedynką. Aby neuron mógł być ponownie uaktywniony konieczne jest przywrócenie na nowo potencjału spoczynkowego czyli napięcia między obiema stronami błony plazmatycznej. Generowaniem impulsów czynnościowych rządzi zaś zasada odpowiedniej intensywności bodźców czyli wartości progowej, a wszystkie sygnały czynnościowe w komórce osiągają taką samą amplitudę.

Jednak sam sygnał w postaci wzbudzenia elektrycznego docierający z innego neuronu - słabszy od wartości progowej - choć spowoduje otwarcie kanałów dendrytu i niewielki przepływ jonów, nie wystarczy żeby całe wnętrze neuronu nabrało ładunku dodatniego i odwróciło polaryzację błony. Taki sygnał rozprasza się więc w czasie i na przestrzeni neuronu - jest to sygnał analogowy. Żeby sobie uświadomić jak bardzo rozbudowany jest ten sieciowy system zbiegających i rozbiegających się połączeń, trzeba wziąć pod uwagę, iż każdy typowy neuron ma około 10 tysięcy kolców dendrytycznych i tyle samo zakończeń aksonów, a jest ich w mózgu około 100 miliardów!!!

Żeby przekazać pobudzenie innemu neuronowi potrzebny jest w dodatku chemiczny posłaniec w postaci neuroprzekaźnika. Otóż wewnątrz każdego zakończenia aksonu tkwią przyklejone do błony niewielkie pęcherzyki z taką substancją - gdy potencjał czynnościowy tam dociera zawartość pęcherzyka uwalnia się do synapsy czyli szczeliny pomiędzy neuronami. Do wzbudzenia docelowego neuronu dochodzi ponieważ w błonie kolca dendrytycznego tkwią receptory danego neuroprzekaźnika. Neuroprzekaźniki pasują do przypisanych im receptorów jak klucze do dziurki - kształt ich cząsteczek odpowiada kształtowi luki w receptorze.

Kiedy neuroprzekaźnik wiąże się z receptorem kanały jonowe otwierają się i w kolcu dendrytycznym może pojawić się wzbudzenie w postaci przepływu jonów. Pośredniczące w przekazywaniu informacji między komórkami układu nerwowego neuroprzekaźniki - których wyróżniamy ponad setkę - mogą doprowadzić zarówno do depolaryzacji błony komórkowej i przesłania impulsu dalej, jak i hiperpolaryzacji czyli stanu w którym pobudliwość komórki ulega zmniejszeniu.  Ich budowa jest bardzo różnorodna, podobnie jak zakres ich działania. Ale to już chemiczna historia...  

BOŻE DZIECI

 Szczególną kategorią zabójstwa jest dzieciobójstwo, czyli zabicie dziecka. Podobnie jak pedofilia na ogół spotyka się z publicznym potępieniem, choć nie jest wcale nowym zjawiskiem. Na przestrzeni dziejów wiele kultur traktowało ją jako dopuszczalną metodę postepowania, przybierającą niekiedy zrytualizowane formy. W ten sposób usuwano potomstwo zbyt liczne do wyżywienia, kalekie czy z "nieprawego łoża", co nie było tak szokujące jak dzisiaj, ponieważ śmiertelność dziatwy i tak była wysoka - płodzono w przekonaniu, że tylko nieliczni przeżyją. Sam biblijny Abraham miał zamiar zarżnąć swojego pierworodnego na polecenie sił wyższych... 

Kości blisko setki niemowlaków znalezione na terenie rzymskiej wilii w brytyjskim Hambleden, czy w podobnej ilości w izraelskim Aszkelonie, wskazują na makabryczne praktyki w domach uciech, z których pozbywano się owoców płatnej miłości... W starożytnym Rzymie władza rodzicielska nie miała żadnych granic, a ojciec mógł bezkarnie wymierzać potomkowi nie tylko kary fizyczne, ale też zabić go lub sprzedać, choć spotykało się to z potępieniem starożytnych moralizatorów. W średniowiecznej Europie dzieci również były całkowicie zależne od dorosłych, aczkolwiek teoretycznie za takich uznawano je już w wieku kilku lat, co niestety wiązało się z obowiązkiem pracy.

Gdy nadeszła rewolucja przemysłowa zagnano najmłodszych do fabryk i kopalni. W dodatku często ten proceder miał charakter niewolniczy - chętnie "zatrudniano" sieroty, którym zapewniano absolutne minimum środków do przeżycia, to znaczy skromne wyżywienie, dach nad głową i łóżko. Choć w "cywilizowanym" świecie problem uregulowano, znaczy to tylko tyle, że zniknął nam z oczu. Spośród współczesnych niewolników - których liczebność szacuje się na 40-50 milionów, około jednej czwartej stanowią właśnie pacholęta. Lecz z powodu ubóstwa łącznie pracujących dzieci może być ponad 150 milionów... "Ludzkość" cały czas się rozwija, dzięki korzystaniu z tanich rynków produkcyjnych, lecz i tak narzekamy na rosnące ceny...

Ale i tak jesteśmy dla naszych pociech bardziej pobłażliwi od wielu gatunków zwierząt. Pomimo troski jaką otaczają one młode, często posuwają się do eliminacji osobników najsłabszych. Jeszcze częściej niż przez rodziców maleństwa są zabijane przez nowych partnerów matki - tak postępują chociażby lwy. Wynika to z konkurencji genetycznej. Co jednak szczególnie uderzające dzieciobójstwo jest szeroko rozpowszechnione wśród naczelnych, w tym najbliżej z nami spokrewnionych szympansów. Czemu więc człowiek zaniechał tak drastycznych praktyk? Czy dlatego, że jest tak niezwykle mądry? No cóż, większość cech składających się na naszą wyjątkowość (inteligencja, język, kultura), zależą właśnie od przedłużonego okresu rozwoju dziecka. Wyhodowanie bardziej skomplikowanego mózgu wymaga więcej czasu i inwestycji rodzicielskich, a więc ewolucji opieki ojcowskiej i "samoudomowienia".

ŻEBRO ADAMA

 

Kiedy nasi przodkowie pływali w oceanach nie potrzebowali penisów bo do zapłodnienia dochodziło w wodzie. Kiedy wyszli na ląd konieczne stało się przenoszenie nasienia bezpośrednio do ciała samic, gdyż mogłoby wysychać - podobnie jak komórki jajowe. Rozwiązaniem tego problemu stał się właśnie tak zwany penis, zwany też po łacińsku fallusem, a po staropolsku fujarą. U gadów tworzy się on z grupy komórek które w przyszłości stałyby się odnóżami. U ptaków jednak te organy zaniknęły - 97%  naszych upierzonych przyjaciół nie posiada przysłowiowego "ptaszka", w tym symbolizujący męską jurność kogut. Jego organ reprodukcyjny zwany papillą schowany jest w kloace czyli końcowym odcinku jelita. Tu zbierają się też odchody i kończą drogi moczowe. Gdy kloaki stykają się ze sobą nasienie jest przelewane z jednej do drugiej i tak dochodzi do zapłodnienia. 

Są jednak gatunki ptaków u których fallusy występują, a niekiedy nawet przybierają ekstremalne rozmiary. Rekord długości penisa w stosunku do rozmiarów ciała należy do kaczora sterniczki argentyńskiej, którego przyrodzenie osiąga do 40 cm długości czyli jest dłuższe od samego samca mierzącego jakieś 10 cm mniej. Oczywiście paradowanie z tak długim dyndającym członkiem mogłoby być niebezpieczne ponieważ można nim o coś zahaczyć, więc profilaktycznie jest schowany w kloace. Ale może z niej wyskoczyć dosłownie w ułamku sekundy, gdyż kacze erekcje nie są napędzane przez układ krwionośny ale limfatyczny. Równie ciekawy jest kształt tego instrumentu przypominający korkociąg. Nie służy to jednak stymulacji erotycznych doznań, ale jest wynikiem seksualnego wyścigu zbrojeń.

U kaczek wyjątkowo często dochodzi do gwałtów czyli wymuszonych kopulacji z mniej atrakcyjnymi samcami, więc ewolucja wykształciła u samic naturalny system antykoncepcyjny - złożone struktury pochwy czyli dodatkowe kanały i boczne komory pozwalające kontrolować zapłodnienie. Kiedy kaczka z własnej woli kopuluje z kaczorem jej mięśnie rozluźniają się, a pochwa się prostuje. W przeciwnym wypadku plemniki mogą zaginąć w różnych ślepych zaułkach... Tylko 3% wymuszonych kaczych kopulacji kończy się niechcianym zapłodnieniem - dla samic ważne jest bowiem uzyskanie atrakcyjnego seksualnie potomstwa, jakie bez problemu osiągnie sukces reprodukcyjny. Z kolei w ewolucyjnym interesie niechcianych samców jest rozmnożenie się za wszelką cenę, więc dłuższe i bardziej "uzbrojone" penisy mogą im w tym pomagać.

Na ogół jednak w naturze jedno pasuje do drugiego, a współżycie jest kwestią autonomicznego wyboru. W rozwoju embrionalnym ptaków takich jak kogut widać, że początkowo instrukcja genetyczna włącza program rozwoju penisa, lecz już w dziewiątym dniu go hamuje. Powoduje to białko o nazwie Bmp4 zmuszające komórki niewykształconego jeszcze członka do samobójstwa. Naukowcom udało się jednak zablokować ten proces i wtedy u koguta penis wykształcił się tak jak u kaczora. Paradoksalnie ptaki go pozbawione cieszą się liczniejszym potomstwem - podejmowanie decyzji przez samice przekłada się na zdrowie i atrakcyjność potomstwa. U ssaków sprawa wygląda trochę inaczej - nie dość, że mają penisy to jeszcze wparte są kością zwaną bakulum. Człowiek jest jednym z dwóch gatunków naczelnych - obok czepiaka - który w drodze ewolucji zatracił kość penisa. Zdaniem badaczy może to wynikać z ludzkiej monogamii.