Šiuo metu smegenis tiria įvairūs mokslai: neurologija, neurofiziologija, neuropsichologija, neuroanatomija, neurobiologija, neurochemija, neuroekonomika, neurotechnologija ir kt. Galbūt tai ir sunkiai įsimenami ar retokai kasdienybėje vartojami žodžiai, bet, patikėkite, jų tyrimo vaisius jau dažnai naudojame kasdienybėje: pavyzdžiui, neuroinformatikos mokslas bando smegenų veiklos dėsningumus pritaikyti kuriant dirbtinį intelektą, tobulinant kompiuterius ir spartinant automatizuoto informacijos perdirbimo procesą, kalbant dar paprasčiau, tai, ką jūs kasdien naudojate: informacijos paieška internete, automatizuotos gamybos linijos ir pan.

Dydis – dar ne viskas

Homo sapiens kelias nebuvo lengvas, bet mes išlikome. Dėkoti tikriausiai reikėtų tik mūsų smegenims. Žmonės tapo bene vienintele rūšimi, kuri prisitaikė gyventi visose geografinėse juostose įvairiomis sąlygomis. Ne tik prisitaikė, bet ir pačią aplinką pritaikė: namai, keliai, centrinis šildymas, drabužiai...

Australopitekus ir Homo sapiens skiria apie 2 mln. metų evoliucijos ir šiame ilgame kelyje mūsų smegenys nuolat didėjo. Tiesa, dydis dar nėra viskas. Pavyzdžiui, dabar jau išnykusių neandartaliečių smegenų tūris buvo apie 1 500 kub. cm, o Homo sapiens gali didžiuotis „tik“ 1 350 kub. cm tūrio smegenimis. Ar tai reiškia, kad neandartaliečiai buvo protingesni? Kodėl jie tuomet pralaimėjo konkurencinę kovą su mumis?

Įprasta manyti, kad žmogaus smegenys ilgainiui tik didėja, bet taip nėra. Pastaruosius 28 tūkst. metų pastebima, kad žmogaus smegenų tūris lėtai, bet užtikrintai mažėja, tačiau, žvelgiant į žmonijos istoriją, neatrodo, kad mūsų intelektiniai gebėjai menktų. Priešingai, patys save sugebame nustebinti revoliuciniais atradimais ir išradimais.

Šis smegenų mažėjimo ir intelekto didėjimo paradoksas vadinamas Flynno efektu. Nors mūsų smegenys ir mažėja, pastebima, kad intelektas nuolat didėja. Nuo 1930 m. JAV pradėti vykdyti intelekto koeficiento (IQ) matavimo testai. Jie rodo, kad per dešimt metų vidutinis IQ lygis padidėja 1–3 taškais. Panašus pokytis fiksuojamas ir kitose šalyse, kurios nuolat kaupia IQ testų duomenis. Nors skirtingose šalyse padidėjimas nevienodas, vis dėlto žmonės protingėja. Tiesa, ši tendencija ryškiausia tik išsivysčiusiose valstybėse.

Mokslininkai suka galvas, kodėl taip yra. Galimi paaiškinimai įvairūs: vieni tai sieja su vis gerėjančia mūsų mityba (kad ir ką galvotumėte apie konservantus ir genetiškai modifikuotus organizmus), kiti – su pavojingų ligų išnaikinimu bei suvaldymu (vakcinacija), tretiems nekyla abejonių, kad IQ didėjimą reikėtų sieti su švietimo sistemomis ir jų tobulinimu. Dar vienas įdomus paaiškinimas – kraujomaišos sumažinimas. Ne paslaptis, kad kraujomaiša dabar smerkiama ir baudžiama beveik visose visuomenėse. Artimų giminaičių vaikai būna daug silpnesni, dažniau serga įvairiomis ligomis ir paprastai išsiskiria prastesnėmis intelekto savybėmis.

Jau senokai tyrėjų pastebėtas ir ryšys tarp intelekto bei vaisingumo. Kuo didesnį intelektą turi individas, tuo mažesnis jo vaisingumas, ir atvirkščiai. Atrodo, čia gamta žaidžia įdomų žaidimą. Rinkitės: pats norite būti protingas ar turėti daug vaikų? Žinoma, rinktis negalima, bus taip, kaip jau Dievo (gamtos) duota, bet statistinis faktas toks: kuo didesnis jūsų IQ, tuo mažesnė tikimybė susilaukti palikuonių. Nenuostabu, kad vieni protingiausių žmonijos protų taip ir nesusilaukė palikuonių.

Nors bendro sutarimo, kas lemia Flynno efekto atsiradimą, nėra, daugelis vis dėlto laikosi nuomonės, kad visos priežastys svarbios. Kalbant paprasčiau, gyvenimas pastarąjį šimtmetį gerėjo. O prie gerėjančio gyvenimo prisitaiko ir smegenys. Geresnė mityba, technologijos, medicinos pažanga galėtų būti ir atsakymas, kodėl žmonių smegenų tūris mažėja. Dydis tampa nebesvarbus, kai smegenys gauna pakankamai maisto ir veiklos, kad gerėtų kokybiškai, todėl gamta lėtai mažina tūrį ir daro jas efektyvesnes. Mažesnės, bet efektyvesnės smegenys yra netgi evoliucinis pranašumas: jos naudoja mažiau energijos, bet gali nuveikti didesnius darbus, o tai – jau kiekvieno inžinieriaus, kuriančio bet kokį mechanizmą, tikslas.

Smegenys – ne kompiuteris

Protingas vaikas

Įdomu žvilgtelėti ir į tai, kaip pati žmonija suvokė, kas yra tas organas jų galvose. Pirmasis įrašas viename senovės egiptiečių papiruse datuojamas apie 1700 m. pr. Kristų. Jame aprašoma dviejų ligonių padėtis: mūšyje jiems buvo sužeistos galvos ir praskeltos kaukolės. Nelaimėlių likimas nenurodomas, bet papiruse aprašomi traumų gydymo metodai. Tai rodo, kad jau tuo metu egiptiečiams smegenys nebuvo nepažįstamos, tačiau nagrinėti, kas jos ir kam jos reikalingos, niekas nesiryžo (arba duomenys neišliko) iki graikų aukso amžiaus.

Alkmeonas Krotonietis (apie VI–V a. pr. Kr.) pirmasis iškėlė idėją, kad smegenyse formuojasi mūsų mintys. IV a. pr. Kr. jį papildė Hipokratas, kuris pridūrė, kad ir mūsų protas (intelektas) yra smegenyse. Tiesa, tame pačiame amžiuje Aristotelis ginčijo šias teorijas ir teigė, kad protas yra širdyje, o smegenys tik veikia kaip kraujo aušinimo aparatas. Anot jo, būtent dėl to žmogaus protas racionalesnis nei gyvūno, nes didesnės smegenys leidžia labiau vėsinti kraują ir nebūti tokiems karštakraujams.

II–III a. po Kr. senovės Romoje gyvenęs Klaudijus Galenas jau rašė apie smegenų funkcijas: esą jos valdo kūno raumenis ir apdoroja įvairius pojūčius. Tai jau žingsnis tiesos link. Tamsiaisiais viduramžiais medicina, juolab anatomija, beveik nejudėjo į priekį. Tik Renesanso laikotarpiu atgimė susidomėjimas mokslu. Gal dar pamenate iš mokyklos laikų, kaip genialusis Leonardo da Vinci pats vogė arba pirko ką tik palaidotus kūnus, kad galėtų juos skrosti ir tirti? Gal ir nelabai etiška, bet mokslui iš to buvo naudos.

Vėlesni mokslininkai jau laisviau galėjo tirti smegenis ir kėlė įvairias hipotezes. Vienu garsiausių naujųjų laikų smegenų tyrėjų tapo René Descartes’as. Jis detaliai tyrė smegenis ir priėjo prie išvados, kad jos yra tarsi tam tikras mechanizmas – kiekviena jų dalis atlieka tam tikrą funkciją. Pažeidus vieną ar kitą dalį, negrįžtamai prarandami ir tam tikri gebėjimai.

Mūsų laikais įprasčiau sakyti, kad smegenys yra tarsi kompiuteris, bet tai irgi nėra tiesa. Kompiuteris yra aparatas, kurio kiekviena dalis atlieka tam tikrą funkciją. Nors programinę įrangą mes galime keisti, bet sugedus aušintuvui ar perdegus kuriai plokštei visas mechanizmas jau nebegali funkcionuoti tinkamai. Vis dėlto mūsų smegenys tobulesnės už kompiuterį.

Save keičiančios smegenys

Tie, kam jau į rankas pakliuvo Normano Doidge’o knyga „Save keičiančios smegenys“, supras skyrelio pavadinimą. Lietuvių kalba tai kone vienintelė knyga, kurioje plačiajai visuomenei pristatomi naujausi (tiesa, knygos originalas pasirodė 2007 m.) smegenų tyrimai ir atradimai – tikrai vertas dėmesio vakaro skaitinys (ieškokite artimiausioje bibliotekoje!).

N. Doidge’o knyga pirmiausia skirta plastiškumo arba neuroplastiškumo idėjai bei atradimams pristatyti. Kitaip nei įprastas smegenų lyginimas su kokiu nors mechanizmu, kur kiekviena dalis atlieka tam tikrą funkciją, neuroplastiškumo idėja sako, kad smegenys kur kas paslankesnės, negu atrodo. Jau XIX a. pastebėta, kad mūsų smegenys nepaprastai greitai sugeba prisitaikyti prie pakitusių aplinkybių. Žvelgiant grynai buitiškai, galima prisiminti, kokių sukrėtimų teko patirti karus išgyvenusiems žmonėms, kai vieną dieną patogus ir nerūpestingas gyvenimas virto žūtbūtine kova dėl išlikimo. Niekada išgyvenimo įgūdžių nelavinę žmonės greitai išmokdavo naujų dalykų ir tai padėdavo išlikti: išmokdavo valdyti ginklą, iš nieko pasidaryti maisto, susiręsti pastogę, prasmukti pro priešą, arba priešingai – greitai pakeisdavo politines pažiūras ir tapdavo kolaborantais, išdavikais.

Žvelgiant neurobiologijos mokslo akimis, buvo atrasta kur kas subtilesnių plastiškumo įrodymų. Viena yra prisitaikyti, mokantis naujų įgūdžių (sudarant naujas neuronų jungtis) ar keičiant požiūrį, tačiau visai kas kita, kai smegenys keičiasi pačios savaime.

Smegenų mažėjimo ir intelekto didėjimo paradoksas vadinamas Flynno efektu. Nors mūsų smegenys ir mažėja, pastebima, kad intelektas nuolat didėja. Nuo 1930 m. JAV pradėti vykdyti intelekto koeficiento (IQ) matavimo testai. Jie rodo, kad per dešimt metų vidutinis IQ lygis padidėja 1–3 taškais. Panašus pokytis fiksuojamas ir kitose šalyse, kurios nuolat kaupia IQ testų duomenis. Nors skirtingose šalyse padidėjimas nevienodas, vis dėlto žmonės protingėja. Tiesa, ši tendencija ryškiausia tik išsivysčiusiose valstybėse.
Povilas Juodelis

N. Doidge’as pateikia dešimtis istorijų, kai vienos ar kitos smegenų dalies netekę žmonės sugebėdavo išgyventi ir prarastus gebėjimus susigrąžindavo, nors už tas funkcijas atsakingos smegenų dalys niekada neatsikurdavo. Paslaptis ta, kad smegenys išmokdavo prisitaikyti ir kartais kitos smegenų dalys atkurdavo tam tikras funkcijas. Pavyzdžiui, moteris, kuri buvo praradusi smegenų dalį, atsakingą už pusiausvyrą (visuomet jausdavosi, lyg griūtų, ir iš tiesų nuolat griūdavo), mokslininkų padedama sugebėjo išmokyti savo smegenis atkurti prarastas neuronų jungtis per kitus pojūčius ir galop išmoko vėl stovėti ir nebijoti griūti. Arba aklieji vėl praregėdavo. Savu laiku tai galėjo būti prilyginta religiniam stebuklui, bet mokslas tai jau gali paaiškinti.

Smegenų plastiškumo įrodymas gali būti ir visiems gerai žinomi faktai, kai regos netekę žmonės išvysto labai jautrią klausą ir lytėjimą, o klausos netekusieji pradeda geriau matyti ir užuosti. Taip smegenys nepasiduoda ir prisitaiko prie pakitusių aplinkybių, kad galėtų kuo sėkmingiau išgyventi.

Tad smegenys – ne kompiuteris. Sugedus vienai detalei, galime išmokti ją pakeisti kita arba tiesiog „paturbinti“ likusias dalis, kad nuostoliai būtų kuo mažesni, bet aparatas veiktų.

Būtent neuroplastiškumu ir paremti dabartiniai smegenų tyrimai. Smegenys dar toli gražu nėra visiškai ištirtas objektas, bet šioje srityje daromi milžiniški šuoliai į priekį. Prof. Albinas Bagdonas yra teigęs, kad šiuo metu smegenų tyrimai koncentruojasi į kiekybinę žinių plėtrą, bet artėja ir metas, kai bus žengtas kitas milžiniškas žingsnis – sukurtas smegenų žemėlapis.

Šiemet perrinktas JAV prezidentas Barackas Obama paskelbė, kad pradės finansuoti milžiniškos vertės megaprojektą – tobulo smegenų žemėlapio sudarymą. Po Žmogaus genomo projekto, kai buvo iššifruota žmogaus DNR grandinė ir kiekvienas jos genas, tai bus brangiausias projektas biologijos srityje.

Projekto pavadinimas – Smegenų aktyvumo žemėlapis. Trukmė – 10 metų. Finansavimas viršys 3 mlrd. JAV dolerių. JAV prezidentas teisingai pasakė, kad investicijos į milžiniškus mokslinius projektus atsiperka šimtus kartų. Skaičiuojama, kad Žmogaus genomo projektui išleistas 1 JAV doleris atnešė apie 210 JAV dolerių grąžą, genetikos mokslas šovė į viršų ir atradimai genetikos srityje dabar pilasi kaip iš gausybės rago. Česlovas Šimkevičius straipsnyje „Smegenų šturmas prasideda“ (bernardinai.lt, 2013-04-09) rašo, jog tikimasi, kad panašios sėkmės sulauks ir Smegenų aktyvumo žemėlapio projektas, nors užduotis – ne iš lengvųjų: reikia detaliai išsiaiškinti visą smegenų neuronų tinklą, o juk kiekvieno iš mūsų galvoje slepiasi apie 100 mlrd. neuronų, kurie tarpusavyje gali sudaryti 10 tūkst. kartų daugiau jungčių. Toks skaičius būtų užrašomas vienetu su 15 nulių (kvadrilijonas). Atrodo, kad mokslo pasaulyje dabar pats įdomiausias laikotarpis – revoliucija čia pat.

Blogos ir geros naujienos

Kad viskas nebūtų piešiama tik rožinėmis spalvomis, smegenų pasaulyje yra ir ne tokių gerų naujienų. Straipsnio pradžioje minėtas Flynno paradoksas turi ir kitą medalio pusę: pastaruosius du dešimtmečius daug kur fiksuojamas ir statistinis IQ mažėjimas. Tiesa, jis mažesnis nei didėjimas tarp 1930 ir 1990 m., bet vis dėlto skaičiai krinta.

IQ mažėjimas tyrėjų aiškinimas skirtingai, esą dėl to gali būti kalta ir imigracija. Išsivysčiusios šalys sulaukė didelio emigrantų antplūdžio iš ekonomiškai silpnesnių šalių (bendrojo vidaus produkto ir IQ lygio ryšys nepaneigiamas). Neturėtų stebinti, kad viena ar dvi emigrantų kartos, dar neperėmusios visų tos šalies kultūrinių bei gerovės laimėjimų, išsiskiria žemesniu IQ ir taip kiek pamažina statistinį šalies vidurkį. O galbūt kaltas ir vis didėjantis cheminių medžiagų kiekis aplinkoje. Vieni tyrimai rodo, kad tai išties neigiamai veikia vaiko vystymąsi pirmiausia gimdoje, o vėliau – ir augant. Taip pat negalima pamiršti ir šiuolaikinių technologijų, kurios tiesiog verčia mūsų smegenis tinginiauti.

Žiniasklaidoje nuolat rašoma apie neva žemėjantį mokinių žinių lygį, prastėjančią visuomenės atmintį, depresiją, stresą... Technologijos iš tiesų labai palengvino gyvenimą smegenims: nebėra reikalo tiek daug informacijos atsiminti, daug svarbiau išmokti ją rasti, atrodytų, begalinėje informacijos jūroje. Nebėra reikalo mokytis kaupti ir saugoti surinktos informacijos – juk viskas yra internete arba kompiuteryje. Pastebimas ir vaikų kūrybingumo mažėjimas: vaikų svajonės panašėja, nes jie per daug priklausomi nuo televizijos, kompiuterinių žaidimų ir apskritai vienodėjančio pasaulio. Smegenys nuolat teršiamos komerciniais vaizdais – skaičiuojama, kad kas dieną kiekvienas lietuvis pamato apie 1 tūkst. skirtingų jau sukramtytų vaizdų (daugiausia reklamos), vietos vaizduotei jau mažai belieka, tad skaitydami istorijos vadovėlį vaizdus kuriame iš jau matytų, galvoje gimsta mažai kas naujo. Be to, nuolat bendraujant internete slopsta ir mūsų socialiniai įgūdžiai bei visais istoriniais laikais nepamainomas neverbalinės kalbos supratimas (užtenka šypsenėlės ar bučkio simbolio ir neva viskas tuo pasakyta).

Technologijos gali būti panaudotas tiek geram, tiek blogam tikslui. Kompiuteriniai žaidimai – nebūtinai blogis, jie gali būti puiki mokymosi priemonė. Vokietija, Japonija, Austrija, Šveicarija yra sukūrusios puikių žaidimų savo vaikams, skirtų mokytis ir tam tikriems įgūdžiams lavinti. Nors Lietuva šioje srityje atsilikusi, vis dėlto vietos tam yra, tik reikėtų noro ir šiek tiek pinigų. Internetas taip pat tapo nepamainomu mokymosi įrankiu, tereikia norėti ir išmokti atsirinkti tai, kas naudinga, o kas – šlamštas, neskaityti visko iš eilės ir nepriimti už gryną pinigą. Neeikvoti laiko mūšiams anoniminių komentarų laukuose ir verčiau paskaityti Vikipediją.
Povilas Juodelis

Visa tai gana neblogai pavaizduota 1995 m. filme „Džonis Mnemonikas“. Keanu Reeveso vaidinamas herojus gyvena netolimame ateities pasaulyje, kur viso pasaulio įtraukimas į internetą baigiasi visuotine sveikatos problema – juodąja šiltine, kurią sukelia informacijos perteklius – žmogaus smegenys tampa nebepajėgios apdoroti tiek informacijos. Gal tai ir ne pats geriausias mokslinės fantastikos kūrinys, bet rekomenduoju pažiūrėti.

Kita vertus, gal ir nevertėtų visų technologijų laikyti kenksmingomis. Technologijos gali būti panaudotas tiek geram, tiek blogam tikslui. Kompiuteriniai žaidimai – nebūtinai blogis, jie gali būti puiki mokymosi priemonė. Vokietija, Japonija, Austrija, Šveicarija yra sukūrusios puikių žaidimų savo vaikams, skirtų mokytis ir tam tikriems įgūdžiams lavinti. Nors Lietuva šioje srityje atsilikusi, vis dėlto vietos tam yra, tik reikėtų noro ir šiek tiek pinigų. Internetas taip pat tapo nepamainomu mokymosi įrankiu, tereikia norėti ir išmokti atsirinkti tai, kas naudinga, o kas – šlamštas, neskaityti visko iš eilės ir nepriimti už gryną pinigą. Neeikvoti laiko mūšiams anoniminių komentarų laukuose ir verčiau paskaityti Vikipediją. Galop, ir elektroninių knygų rinka didėja, apstu nuotolinio mokymo programų užsienio universitetuose.

Patarimas pabaigai: vienas svarbiausių nuolatinio savo smegenų tobulinimo būdų yra naujų neuronų jungčių sudarymas. Nuostabą kelia tai, kad kiekvienas naujas veiksmas, kiekvienas įgūdis ir gebėjimas padeda smegenyse sudaryti naujas neuronų jungtis. Jei tas dalykas nuolat praktikuojamas, jungtys tampa itin tvirtos ir išlieka beveik visą gyvenimą. Kuo didesnis ir įvairesnis neuronų jungčių tinklas, tuo efektyviau veikia ir smegenys, tuo lengviau generuoti idėjas ir išlikti kūrybingiems. Galbūt ir jūs buvote fanatiškas TV serialo „Daktaras Hausas“ žiūrovas? Ar atkreipėte dėmesį, kad nenuorama daktaras visada mokosi naujų dalykų (pavyzdžiui, kaip nors įdomiai mušinėti kamuoliuką, arba su lazda daro įvairius triukus)? Tai yra ne kas kita, o nuolatinis naujų neuronų jungčių sudarymas. Net ir elementariausi nauji įgūdžiai padeda stiprinti smegenis. Gebėjimai, kuriems reikia motorikos, netgi naudingesni už vien tik protinės veiklos pratimus. Tad pats laikas išmokti mojuoti virbalais, su „Yo-yo“ padaryti vieną kitą triuką, šokinėti šokdyne ar sukti lanką.

Toli dairytis įrodymų nereikia. Tikriausiai savo aplinkoje turite klestinčių (arba protingų) žmonių. Ar pastebėjote, kad nors jie ir verslininkai ar inžinieriai, galėtų jums papasakoti apie žirgus, jėgos aitvarus, jachtas, lokius, medžioklę ar impresionizmą? Be to, jie dar moka ir drožinėti, piešti, ir neprastai įrankiais mosuoja. Galbūt jie ir nėra kiekvienos srities profesionalai, bet nuolat dairosi ir mokosi naujų dalykų. Galbūt net nevalingai, genami smalsumo, bet naujos neuronų jungtys padeda jų kasdienėje veikloje ieškoti kūrybiškų sprendimų. Sakoma, kad tik tokie sprendimai šiandienos versle pasiteisina, o ne kuo didesnė nuolaida ar taupymas ką nors gaminant.