Tragom zvezda

Evolucija životinjske svesti: Neuralne strukture za razvoj primitivne dvodimenzionalne svesti i ego-centra

Bez obzira da li je rodjeno kao čovek, pas, lemur, mačka, oktopod ili ptica, svako od ovih bića stiče predstavu o svetu na osnovu svojih čula. Ono oseća miris, ukus,dodir i temperaturu sveta oko sebe. Ono se seća mesta gde je bilo, razlikuje svetlost od tame, prepoznaje zvuke, oblike, hranu, skrovište i druge jedinke oko sebe. Beži od svojih predatora i pažljivo prilazi partneru u vreme parenja. Kada spava izgleda nam kao da sanja. Sasvim je jasno da ono nije samo biološki mehanizam odvojen od unutrašnjeg iskustva. Reći da takvo biće nije svesno je apsurd, toliki apsurd kao kada bismo rekli da komšija u susednom dvorištu nije svestan.

Ali zašto i kako je evoluirala svest? Ovo je jedno od najfascinantnijih pitanja nauke tako da ne iznenadjuje činjenica da prosta pretraga “evolucija svesti” na Google.com daje obilje sumnjivih pseudonaučnih tekstova, svakakva objašnjenja i preterivanja sa kvantnom fizikom, New age ideologije, religijsko-dogmatska prosvetljenja, itd. Uglavnom, sve drugo osim jednog iole pristojnog uvoda u biologiju svesti. U narednom tekstu pokušaćemo da zagrebemo dublje u tu problematiku, a odgovore ćemo pokušati da potražimo medju onima koji se ovom temom bave daleko ozbiljnije, onima koji su njoj posvetili decenije pažljivog i disciplinovanog naučnog rada, kao što su neuronaučnici. Neuronauka se nalazi na samoj granici izmedju istraživanja mozga i uma te su nam njeni odgovori od presudne važnosti ako želimo da fenomen životinjske svesti shvatimo što jasnije.

Sledeći pdf je rad poznatog švedskog neuronaučnika Bjorn-a Merkera, objavljen pod originalnim nazivom: “Consciousness without a cerebral cortex: A challenge for neuroscience and medicine“. Rad predstavlja jedan od najznačajnih naučnih radova na polju evolucije svesti koji se pojavio u protekloj deceniji. Dugačak je oko 70 strana i objedinjuje rezultate stotine studija vršenih u ovoj oblasti. Možda zahteva malo više vremena za čitanje ali je topla preporuka svima koji su zainteresovani za najfascinantnije pitanje nauke – proces evolucije svesti. Rad takodje sadrži i komentare i kritike drugih naučnika – kako podržavajuće tako i osporavajuće. I njih svakako treba pažljivo pročitati.

Merkerov tim iznosi teoriju da je nervni sistem izrodio proto-svest još na samom početku evolucije hordata, u vreme kada su najsavršenije životinje bili najprimitivniji hordati poput amfioksusa. “Analogna simulacija sveta”, kako Merker naziva početnu strukturu, je nastala kao nadogradnja evolucije vizuelnog sistema i koja je ostala smeštena u “tesnacu” srednjeg mozga, izmedju najviših centara u moždanom stablu i hipotalamusa. Takva primitivna svest, nastala kao rezultat analogne simulacije je bila izuzetno ograničena – najbolji prikaz je dvodimenzionalno polje sa objektima koji su predmet interesa jedinke, posmatranih iz njenog ego-centra. Dvodimenzionalna svest je postepeno proširivana razvojem naprednih struktura kao sto su talamus i na posletku neokorteks koje su u analognu simulaciju donosili još više detalja i povećavali kvalitet sadržaja a što je vremenom kulminiralo sa onim što danas zovemo “reflektivna svest” koja je verovatno dar samo najrazvijenijih sisara. Izmedju ostalog, Merkerov tim pokazuje i to da svest ne “stanuje” u nekorteksu kao što je većina istraživača ranije mislila već na evoluciono mnogo starijim i dosta “nižim” strukturama srednjeg mozga.

“Mozak” kopljaste ribice zvane Amfioksus

Za početak priče bacimo pogled na to kako izgleda jedan veoma primitivan nervni sistem. Amfioksus (Branchiostoma lanceolatum), ili kopljasta ribica kako ga još zovu je vrsta veoma primitivnih hordata. Iako se od grane kičmenjaka odvojio još pre nekih 520 miliona godina smatra se jednim od predaka svih današnjih riba. Amfioksus i dan danas postoji i može se naći u plitkim zonama mora gde živi zariven u pesak na morskom dnu, dug je oko 10 cm i nema kompleksnijih organa koje imaju kičmenjaci. Providan je i ispod kože ima mišiće rasporedjene u dve grupe koje se pružaju duž bokova tela.  Pored činjenice da je i dan danas prisutan i da mu anatomija tela i genom sadrže mnoge odgovore, ne čudi što se ova životinjica u savremenoj biologiji koristi kao model pri izučavanju evolucije i razvoja kičmenjaka. Gradja amfioksusa je toliko jednostavna da zaista predstavlja šemu za razumevanje gradje kičmenjaka.

1. mozak; 2. notohorda; 3. nervna cev; 4.analno peraje; 5. analni otvor; 6. crevo; 11. ždrelo; 13. usne treplje; 14. usni otvor; 16. svetlosni receptor; 17. nervi;

Na ledjnoj strani od glave do repa proteže mu se osovinski organ tj. horda (nalik kičmi). Iznad horde nalazi se krvni sud i glavni nerv u obliku cevi sa kojeg polaze rasporedjeni nervi, po dva u svakom segmentu. Za razliku od kičmenjaka, ovaj nerv duž njegove kičme nije zaštićen koskom već je samo cilindar nanizanih ćelija. U delu glave ovaj nerv postaje zadebljaniji, tako da se ne može reći da amfioksus ima pravi mozak. Ipak istraživanja pokazuju da i takav amfioksusov “mozak” ima primitivni hipotalamus. Amfioksus nema razvijene oči već svetlosne senzore, na koži i ustima ima čulne ćelije koje primaju nadražaje i prenose ih na nervni sistem. A na trepljama pored usta ima čak i čula za miris.

Kod kičmenjaka, poznato je da hipotalamus kontroliše motivaciona stanja životinje i hormonalnu sekreciju (proizvodnju hormona) tako što oslobadja hormone koji potom nervnim vlaknima odlaze u hipofizu koja zatim oslobadja hipofizne hormone koji će delovati na periferne endokrine žlezde u telu. U hipotalamusu se nalaze i centri koji kod životinje iniciraju glad, agresivno i defanzivno ponašanje kao i seksualni nagon. Skorije istraživanje pokazuje da i takav Amfioksusov hipotalamus (koji je toliko primitivan u odnosu na hipotalamus sisara) takodje vrši hormonalnu sekreciju.  Što je još zanimljivije, u njegovom mozgu pronadjeni su i monoaminski neuroni, to jest neuroni koji sadrže neke od neurotransmitera a koji su hemijske suspstance koje imaju izuzetno važnu ulogu u nervnoj komunikaciji i kod složenijih organizama. Sve ovo još jednom potvrdjuje da je arhitektura i gradja ovih nervnih struktura nastala još u dalekoj evolucionoj prošlosti.

Razmotrimo sada zašto bi takva struktura kao što je “analogna simulacija sveta” uopšte nastala ?

Osnovne potrebštine za opstanak životinje, kao što su hrana, sklonište ili druga jedinka za parenje se obično ne nalaze na istom mestu u bilo koje vreme. Svaka od tih potrebština zahteva različita i često nekompatibilna ponašanja (lov ili bežanje od predatora, hranjenje, udvaranje, parenje, itd). Svako od tih ponašanja životinje se odvija pod ograničenjem višestrukih ciljeva ili motiva nasledjenih tokom evolucije. Životnja ne može u isto vreme da se hrani, da beži od predatora i da se pari jer svako od tih ponašanja ima različite zadatke. Zbog toga zadaci koji su  postavljeni od strane tih ciljevа su u nekoj vrsti medjusobne konkurencije jer :

  • Zahtevaju resurse (energiju) koju životnja mora uložiti u njih.
  • Mogu se izvršavati samo u trenutnom vremenu (u sadašnosti, tj senzornoj “realnosti”) i životinja može istovremeno izvršavati najčešće samo jedan od njih.


Ovo uslovljava potrebu za odredjenom vrstom postavljanja prioriteta (koji zadaci imaju prednost?) i sekvenciranja (uspostavljanje niza i redosleda kojim će ih organizam obavljati). Zanimljivo je da se istom problematikom “akcija-selekcija” bavi i robotika (Bruce Blumberg 1994, kompletan pdf). Dakle, potrebe (emocije) koje zahtevaju vreme i resurse nalaze se sa jedne strane “jednačine odlučivanja”, sa druge strane jednačine nalaze se raspoložive mogućnosti (svet). Mogućnosti su rasute svuda u životnoj sredini koju životinja naseljava, promenjljive su i nepredvidive te zahtevaju da često budu uvek iznova otkrivane. Dakle, ciljevi i zadaci sa jedne strane, resursi i mogućnosti sa druge i organizam u sredini koji je primoran da donosi odluke i vrši stalnu evaluaciju zadataka u koje će uložiti sopstvene resurse (energiju).

Ovde dolazimo do osnovnog postulata :

Evolutivna prednost imanja sistema koji je u stanju da koordinira ciljeve jedinke (njenu budućnost), memoriju jedinke (prošlost) sa svetom u kome ta jedinka živi (sadašnjost tj. senzorna “realnost”)
.

Drugim rečima, priroda je morala da nadje neki način da poveže te tri različite “dimenzije”. Životinja koja je bila u stanju da razvije bolju koordinaciju i što adekvatniju selekciju ponašanja, prioritete i sekvenciranje zadataka (makar ti boljitci bili veoma primitivni i krajnje minimalni) uspevala je da stekne evolutivnu prednost u odnosu na ostale jednike. Primera radi, ako ste biće koje živi u vodi i ako ste samo za nijansu sposobniji da razlikujete tamnu vodu od svetlije (koja je toplija i ima više hrane) verovatno ćete povećati svoje šanse za preživljavanje i ostavljanje potomstva.

Ovde postoji još jedan važan problem. Utvrdjivanje prioriteta i sekvenciranje zadatka (evaluacija) nije ni malo jednostavna stvar već se ceo proces mora odvijati u realnom vremenu (engl. real-time). U suprotnom, neće biti baš neke koristi od evaluacije akcije ako vam se predator približava a vama treba 5 minuta da je obavite. Zbog toga, kao supstrat u kojem se odigrava ova mašinerija za donošenje real-time adekvatnih akcija, Merker predlaže “analognu simulaciju“. Ali da li je takav sistem mogao nastati “sam od sebe” i koji su preduslovi bili potrebni da se ispune da bi do njega došlo ? Prilika za ovakav sistem se desila formiranjem – primitivnog hordatskog vizuelnog sistema, i to kao nusprodukt rešenja za sasvim drugi problem.

Ubrzo ćemo videti kako je nadgradnja multi-modalnih sistema (pogotovo čula vida i internih “senzora” vezanih za osnovne potrebe organizma) ključno uticala na dalji proces evolucije proto-svesti.

Superiorni kolilkulus i mehanizmi kompenzovanja pokreta oka

Vizuelni sistem donosi vrlo specifičan problem koji nije postojao sa čulom mirisa. Oko koje može da se pomera (u telu koje se takodje pomera) sa svakim svojim pomerajem kompletno menja “sliku” koju šalje centralnom nervnom sistemu (CNS-u). Zbog toga, priroda je morala da razvije mehanizam za kompenzovanje pomeraja oka, tj. deo nervnog sistema koji će biti u stanju da, najjednostavnije rečeno, koriguje “sliku” koju šalje čulo vida prema tome kako se jedinka kreće. U suprotnom organizam i ne bi imao veću korist od samog oka jer bi svaka nova slika koju oko šalje CNS-u pravila sve veći haos u količini informacija i vodila u opštu dezorjentisanost životinje.

Ovde dolazi do formiranja najranijeg egocentričnog koordinatnog sistema i neuralnih konekcija izmedju motornih centara koji pokreću oko/glavu i senzornih centara koji primaju informaciju iz oka. Deo CNS-a zadužen za ovo je Superior colliculus (lat. gornji breg), struktura koja je konzervirana kod svih kičmenjaka (uključujući ovde i čoveka) a koja je i kod najviših primata zadužena za koordinaciju pokreta očiju i pružanje bazične informacije o položaju objekata koji se nalaze u blizini jedinke.

Strukture srednjeg mozga su ključne za proizvodnju pokreta, bola i ponašanja specifičnih za datu vrstu. Tektum (krov) je pozicioniran dorsalno a Tegmentum (pod) ventralno. Tektum prima masivnu količinu senzornih informacija od očiju i ušiju. Optički nerv šalje veliki snop nervnih vlakana prema Superior Colliculusu, dok Inferior Colliculus prima audio infomacije. Tektum na ovaj način ne obradjuje samo senzorne informacije već i proizvodi orjentisano ponašanje u odnosu na senzornu realnost (spoljašnji svet). Tipičan primer za ovo je okretanje glave kada želite da čujete odakle zvuk dolazi.


Superiorni kolikulus se naziva i kao optički tektum i zadužen je za reflekse na video signal iz oka. Ključna je komponenta u mozgu mnogih životinja a njegova pozicija gde se nalazi ispod talamusa u srednjem mozgu govori da je evolucijom nastao mnogo ranije od ostalilh moždanih struktura koje se nalaze iznad njega. Odmah ispod njega u istom delu srednjeg mozga nalazi se i Inferiror colliculus (lat. donji breg, jer kao što se vidi na slici pozicioniran nešto malo ispod)a koji obradjuje zvučne (audio) reflekse koji dolaze od čula sluha. Inferiorni i superiorni kolikulus nazivaju se zajedno i kao tektum (lat. krov). Ono do čega su neuronaučnici došli istražujući tektum jeste to da on predstavlja specifično mesto u mozgu gde su spoljašnji nadražaji bukvalno topografski predstavljeni u slojevitoj strukturi. Broj slojeva u tektumu se razlikuje od vrste do vrste ali uvek je prisutna ista arhitektura. Površinski slojevi su senzorni i primaju informacije od oka i drugih čulnih sistema. Dublji slojevi su motorni, sposobni da aktiviraju pokrete očiju, kao i druge odgovore.

Svaki sloj u tektumu sadrži topografsku mapu koja predstavlja retinotopske koorindate (mapirane prema retini u oku) koje omogućavaju da aktivacija neurona u odredjenoj tački na mapi uzrokuje neuro motorni odgovor upućen prema odgovarajućoj tački u prostoru oko jedinke. Ovo bi bilo analogno sa običnom računarskom tastaturom gde se digitalni signal pritiskom na odredjeni taster mapira u ASCII karakter na ekranu.

U jednoj od studija koja je istraživala ulogu optičkog tektuma u orjentaciji tela i lokomotornim aktivnostima
na zmijuljicama (engl. Lampreys) naučnici su uspeli da električnom stimulacijom odredjenih regija tektuma
pozicioniraju oko životinje. Crvene strelice predstavljaju pokrete desnog a plave levog oka. 

Kod primata (uključujući ovde i čoveka) optički tektum ima bitnu ulogu u orjentaciji jedinke, procesima okretanja i usmeravanja glave u prostoru, pokretima poseganja rukom ka predmetu, itd. Kod drugih vrsta optički tektum je zastupljen u mnogo širem spektru odgovora, uključujući nekad i celo telo, hodanje kod pacova, plivanja ribe, let ptice, itd. Kod nekih vrsta tektum je jedan od najvećih delova mozga. Zanimljivo je da recimo slepi miševi koji vrše eholokaciju zvukom i baziraju orjentaciju prema njemu, imaju znatno izražen audio tektum koji je tokom evolucije preuzeo mnoge uloge optičkog tektuma. Stvar je prosta, životinja se jednostavno rečeno, preorjentisala na zvuk.

Dobro, da li je ovaj optički mehanizam prvi oblik primitivne svesti ?

Ovo još svakako nije primitivna svest jer i za nju je potrebno nešto više kao što ćemo videti. Medjutim, razvojem ovakvog mehanizma, još u dalekoj evolucionoj prošlosti, priroda je dobila veliki “bonus”. Ovaj mehanizam se mogao iskoristiti za nešto još veće: analognu simulaciju koja bi sadržala više modaliteta u egocentričnim koordinatama. Šta ovo znači ?

Mi znamo da se na drugom kraju “optičke mašinerije” nalazi hipotalamus (koji je prisutan kod svih kičmenjaka, kod ljudi on je veličine badema) a u kojem je smešteno umrežavanje za regulaciju i integraciju motivacionih stanja povezanih sa ciljanim ponašanjem životinje. Pored toga što koordinira radom žlezda (endokrinim sistemom) on reguliše i emocije. Zapravo od njega polazi i sa ostalim delovima mozga ga povezuje limbički sistem koji je bitan za manifestovanje emocija. Izlazne informacije iz njega dopremaju se i do superiornog kolikulusa ali ne samo direktno već i preko tzv. sive moždane mase (engl. Periaqueductal gray, PAG, na gornjoj slici predstavljen kao PGM) koja igra ključnu ulogu u modulaciji bola i ponašanjima koje se tiču odbrane, agresije, seksualne reprodukcije, itd.

Mozak kičmenjaka, nije uvek izgledao kao danas. Davno u dubokoj evolucionoj prošlosti primitivnih kičmenjačkih organizama više moždano stablo sa strukturama kao što je hipotalamus, optički tektum (uključujući ovde i dominantnu ulogu čula vida koje šalje sliku) i PAG predstavljalo je “krov” onoga što danas zovemo medjumozgom (Diencephalon). Što je još bitnije, predstavljao je mesto oko kojeg se centralizovao ceo budući razvoj mozga kičmenjaka.

Merkerov tim smatra da je “ključni arhitekturni plan” za morfologiju nervnog sistema kičmenjaka bio taj što su strukture centralizovane oko optičkog tektuma formirale “tesnac” (engl. bootlneck) na nivou višeg srednjeg mozga. Šta ovo znači ? Pa jednom kada je optički tektum nastao, sve ostale strukture koje su se kasnije razvijale bile se primorane da sa motornim neuronima (iz donjeg moždanog stabla) komuniciraju preko njega. Na ovaj način on postaje tzv. mesencafalički tesnac.  Mesencefalički tesnac je zapravo omogućio razvoj masivno paralelnih struktura (talamokortikalnog sistema) koje se medjusobno takmiče za kontrolu motornog sistema. Po Merkeru, originalni sistem za odabir akcije (akcija-selekcija, o kojoj je bilo reči gore) se nalazi u “trouglu” izmedju superiornog kolikulusa, hipotalamusa i nižih struktura moždanog stabla.

Tesnac ovakve vrste je bilo sve što je potrebno da se omogući konvertovanje masivnih paralelnih i distribuiranih informacija (iz ranih cerebralnih hemisfera) u oblik koji je ograničen, definisan i sekvencijalno  rasporedjen po zadacima (akcije/selekcije) kako bi jedinka ostvarila ciljano ponašanje.

Šematski prikaz ugnježdenih relacija u odnosu na ego-centar. Neuralno telo i neuralni svet predstavljaju analognu simulaciju (tzv. “reality space”). Crna boja predstavlja fizički univerzum, jedan deo njega je fizičko telo (unutrašnji crni krug). I univerzum i fizičko telo su van regiona svesti. Jedan deo fizičkog tela je fizički mozak (predstavljen kao osenčen i neosenčen krug). Strelice predstavljaju interfejse putem kojih prolaze neuralne informacije.

Primitivna svest koja je nastala kao rezultat analogne simulacije je bila izuzetno ograničena – dvodimenzionalno polje sa objektima koji su predmet interesa jedinke, vidjeno iz ego-centra. Ali ta svest je pod selektivnim pritiscima postepeno proširivana razvojem naprednih struktura kao sto su talamus i na kraju, neokorteks koje su u analognu simulaciju donosili još više detalja omogućuvajući time sve kvalitetniji panoramski 3D prikaz okruženja a što je dalje kulminiralo sa onim što danas zovemo “reflektivna svest” tj. svest koja je “svesna same sebe” (self-consciousness) a koja je verovatno dar samo najrazvijenijih sisara.

Medjutim, takvu reflektivnu svest ne treba posmatrati kao zasebnu i izdvojenu već samo kao produžetak (ekstenziju) iste one svesti koja vidi, čuje, oseća ili na drugi način doživljava iskustvo u interakciji sa spoljašnjim svetom. Reflektivna svest je samo jedan od brojnih sadržaja svesti koji zavisi od kognitivnih kapaciteta životinje i što je veoma važno, nikada nije trajna već samo privremena (Morin, 2006.), stalno deleći vreme sa momentalnim, nereflektivnim iskustvima što je čini, da kažemo – nesamosvesno svesnom (unselfconsciously conscious). Možemo reći da reflektivna svest predstavlja samo jednu vrstu “privremenog luksuza” (koji mogu priuštiti napredniji sisari sa većim mozgom) a ne i suštinu svesti niti nešto što je kao takvu definiše.

Klinička istraživanja na korteksu i epilepsija

Neki od rezultata kličničkih istraživanja objavljenih tokom 1954. godine medju prvima su potkopali ideju da svest nastanjuje isključivo korteks. Wilder Penfield bio je revolucionaran istraživač i veoma originalan hirurg. Sa kolegom Herbertom Jasperom, izmislio je neurohirušku metodu kojom su tretirani pacijenti sa teškim oblicima epilepsije. Metoda se sastojala od toga da se bukvalno uništavaju odredjene nervne ćelije sa kore velikog mozga odakle napadi potiču. Operaciju bi obavljali dok su pacijenti bili svesni na operacionom stolu (samo pod lokalnom anestezijom) i pažljivo pratili njihove odgovore. Na taj način su mogli jasno i precizno da ciljaju odredjene oblasti mozga i time smanje rizik od neželjenih efekata nakon operacije (do kojih bi verovatno dolazilo da je sprovodjena totalna anestezija, tj. da je pacijent potpuno uspavan i da nije bilo komunikacije sa njim tokom operacije).

Savremena elektrokortikografija (ECoG), procedura koja koristi elektrode postavljene na povšinu
moždane kore kako bi se snimala elektronska aktivnost cerebralnog korteksa. Pioniri ove metode su bili
 Penfield i Jasper koji su je prvi primenjivali u lečenju pacijenata od teških oblika epilepsije. 

Time što njihovi rezultati pokazuju da sporovodjenje takve vrste zahvata na korteksu nije uticalo da pacijenti izgube svest, ukazuje da se centri svesti verovatno i ne nalaze u njemu. Tokom  neurohiruškog zahvata komuniciralil bi svo vreme sa pacijentom i bili bi impresionirani time da otklanjanje malih sektora korteksa nije čak uzrokovalo ni momentalne prekide u govoru kod pacijenta.
Koristeći ove tehnike, pored istraživanja epilepsije, njih dvojica su bili u stanju da stvore i mape senzornih i motornih centara mozga (pogledati cortical homunculus) prikazujući na taj način veze mozga sa različitim udovima i organima u telu. Ove mape se i dan danas koriste u medicini, praktično nepromenjene.

Perspektiva percepcije bola

Još jedan veoma interesantan detalj je i percepcija bola. Merker ukazuje da se stimulacijom kortikalnih centara koji reaguju na bol kod pacijenata obelilih od epilepsije, a koji su u pripremi za operaciju, ne dobija odgovor da pacijent oseća bol. Dok u suprotnom slučaju (stimulacijom sub-kortikalnih struktura) ovo ne važi jer kod “nižih” struktura dolazi do 100% sigurne prijave bola. Ako je za percepciju bola neophodan subkortikalni mehanizam, postavlja se pitanje da li organizmi bez korteksa ili sa ostećenim ili još nefunkcionalnim korteksom osećaju bol? Da li je to onda još jedan element primitivne svesti koji može da postoji i bez korteksa? Merker i tu navodi dobre razloge zašto je percepcija bola verovatno razvijena medju prvim percepcijama – interakcija izmedju subkortikalnih centara i superiornog kolikulusa otvara mogućnost za veoma važno učešće bola u proto-svesti i njegovo mapiranje u analognu simulaciju.

Merker takodje pominje i istraživanja sa kortikalnim-slepilom i tzv. Sprague effect, kod kojeg se slepilo vizuelnog korteksa može parcijalno vratiti (u vrlo ograničenoj formi) malom lezijom u srednjem mozgu koja omogućava  superiornom kolikulusu da “profukcioniše” bez kortikalne kontrole. Kvalitet takvog vida je, naravno, apsolutno neuporediv sa zdravim vidom, ali eksperimenti pokazuju da su osobe u stanju da razlikuju neke vizuelne osobine. Paradoksalno, takvo čulo nije ni opisano kao “vidjenje” od strane pacijenata (vrlo verovatno iz razloga što i ne “izgleda” kao zdrav vid već kao najrudimentarniji “osećaj” da je nešto u vidnom polju pacijenta i da ima odredjeni oblik).

Svest kod dece koja su rodjena bez korteksa

Hidraencefalijom se u medicini naziva stanje u kojem se dete rodi sa delimičnim ili najčešće potpunim odsustvom obe cerebralne hemisfere (ne treba je mešati sa hidrocefalusom koji je daleko blaži oblik gde se pojavljuje samo mestimično nakupljanje cerebrospinalne tečnosti). Kod hidraencefalije umesto moždanih hemisfera prostor biva ispunjen cerebrospinalnom tečnošću a od mozga ostaje samo donji deo koji obuhvata mali mozak (cerebellum) i moždano stablo (srednji mozak i produženu moždinu). Najčešće, skoro ceo korteks je odsutan.

Prema statistikama jedno dete u 10,000 rodjenih na planeti se rodi sa ovim poremećajem a kao uzrok smatraju se infekcije ili traumatski poremećaji nakon 12. nedelje trudnoće. Zvanično nema lečenja niti druge medicinske terapije, sve što ostaje je pružanje podrške detetu kako bi mu se život sa njom učinio koliko je moguće lakšim i boljim.

Zanimljivo je da se dete sa hidraencefalijom pri samom rodjenu uopšte ne razlikuje od normalne dece. Njegova glava i spontani refleksi kao što je sisanje, gutanje i pokretanje ruku i nogu izgledaju sasvim uobičajeni kao i kod druge dece. Tek nakon nekoliko nedelja pojavljuju se prvi simptomi u ponašanju i glasu a kasnije se pojavljuje i zaostalost u rastu, nemogućnost regulisanja temperature tela, mogući problemi sa vidom, gluvoća i smanjene intelektualne sposobnosti. Smrt u većini slučajeva nastupa u prvoj ili drugoj godini života. Medjutim, u nekim slučajevima kada se takvoj deci omoguće uslovi i sva potrebna medicinska nega život se može produžiti i preko te granice.

Slika gore: Devojčica stara 3 godine rodjena sa hidraencefalijom. Njena reakcija u socijalnoj situaciji u
kojoj je njen brat (beba) postavljen u njeno naručje.

Slika dole : Snimci magnetnom rezonancom, glava deteta sa hidraencefalijom. Pri dnu je samo mali 
mozak (cerebellum) i moždano stablo (srednji mozak i produžena moždina), ostatak prostora
je ispunjen cerebrospinalnom  tečnošću  (Izvor: ACR Learning File, Neuroradiology, Edition 2, 2004)

U svom naučnom radu, Marker iznosi svoje iskustvo u radu sa ovakvom decom koja boluju od hidraencefalije. Kada su posmatrana u svom kućnom okruženju u kojem dobijaju redovnu medicinsku negu, ova deca ne samo da deluju budna već i veoma svesna svog okruženja po svim kriterijumima neurološkog posmatranja. Ona reaguju na zvuke i vizuelne stimuluse. U stanju su da iskazuju emotivne reakcije i prepoznaju roditelje. Ona izražavaju zadovoljstvo smehom ili nezadovoljstvo plakanjem. Reaguju razlilčito na glas i inicijativu roditelja i pokazuju preferencije ka odredjenim situacijama kao što su “omiljena igračka” ili želju za učestvovanjem u aktivnostima sa ostalima oko sebe.

Još jedna zanimljiva stvar je da ovakva deca takodje mogu da imaju epileptične napade (absence seizure) koji njihovi roditelji nedvosmisleno identifikuju kao privremnu odsutnost. Nakon što se period napada završi roditelji su uvek u stanju da jasno prepoznaju da je njihovo dete opet prisutno. Postavlja se pitanje: u nedostatku korteksa, šta je to što postaje “odsutno” kod ove dece?

Činjenica da ova deca doživljavaju takve epizode predstavlja još jedan ozbiljan dokaz da korteks ipak nije nužno potreban za posedovanje svesti niti to da svest “stanuje” u njemu.

Odsustvo korteksa kod pacova

Zanimljiva je i analiza ponašanja pacova u eksperimentu sprovedenom još tokom 1964. godine (pdf). Jednom broju pacova kompletno je odstranjen neokorteks, a nekima i kompletan korteks. U slučaju odstranjivanja koja zahvata samo neokorteks, sva tipična ponašanja uključujući ovde i “emotivna” su i  dalje funkcionisala (do te mere da studenti nisu u stanju da razlikuju takve pacove od zdravih) oni bi se kretali, hranili, igrali, imali normalnu dozu agresivnog ponašanja prema drugim jedinkama. Čak bi i seksualne aktivnosti obavljali normalno. Sa eliminacijom kompletnog korteksa repertoar ponašanja drastično opada ali je životinja i dalje u stanju da rešava odredjene zadatke.

Deklaracija o životinjskoj svesti

Medju naučnicima već neko vreme postoji slaganje da koreni nastanka svesti više nisu talamus i korteks kojima je većina istraživača ranije posvećivala najviše pažnje. Najsnažniji i najosnovniji neuronski mehanizmi za izvršavanje i održavanje svesnog stanja nalaze se duboko unutar moždanog stabla (brainstem) tj. u njegovim unutrašnjim stukturama o kojima je prethodno bilo reči. Jedan od važnijih dogadjaja koji je obeležio i ozvaničio ovu promenu u naučnom razumevanju svesti se odvio 2012. godine. Medjunarodna grupa sastavljena od kognitivnih naučnika, neuropsihologa, neuroanatoma i biologa je zvanično potpisala deklaraciju da životinje imaju svest. Lista uključuje sve sisare, ptice, pa čak i oktopode, kao što se da videti.
Vest da ove životinje imaju svest nije nikakvo ultra otkriće, ali je važno to što oko ove teme i zvanično postoji saglasnost u naučnim krugovima.

We declare the following: “The absence of a neocortex does not appear to preclude an organism from experiencing affective states. Convergent evidence indicates that non-human animals have the neuroanatomical, neurochemical, and neurophysiological substrates of conscious states along with the capacity to exhibit intentional behaviors. Consequently, the weight of evidence indicates that humans are not unique in possessing the neurological substrates that generate consciousness. Nonhuman animals, including all mammals and birds, and many other creatures, including octopuses, also possess these neurological substrates.”

Da ne bude zabune, deklaracija ne izjednačava svest i inteligenciju. Ono što i dalje ostaje da varira od vrste do vrste je stepen samosvesti, emocionalni kapaciteti, inteligencija, gradjenje socijalnih veza, itd. Ono što se ovime potvrdjuje je činjenca da ljudi nisu jedina bića koja imaju svest na ovoj planeti niti je ljudski neokorteks razlog zašto imamo svest. Isto ono što je srž višedecenijskog naučnog rada Merkera i njegovih kolega.

The neural substrates of emotions do not appear to be confined to cortical structures. In fact,  subcortical neural networks aroused during affective states in humans are also critically important for generating emotional behaviors in animals. Artificial arousal of the same brain regions generates corresponding behavior and feeling states in both humans and non-human animals. Wherever in the brain one evokes instinctual emotional behaviors in non-human animals, many of the ensuing behaviors are consistent with experienced feeling states, including those internal states that are rewarding and punishing. Deep brain stimulation of these systems in humans can also generate similar affective states. Systems associated with affect are concentrated in subcortical regions where neural homologies abound. Young human and nonhuman animals without neocortices retain these brain-mind functions. Furthermore, neural circuits supporting behavioral/electrophysiological states of attentiveness, sleep and decision making appear to have arisen in evolution as early as the invertebrate radiation, being evident in insects and cephalopod mollusks (e.g., octopus)

Pored brojnih naučnika skupu je prisustvovao i poznati neurobiolog David B. Edelman govoreći o svesti kod oktopoda koji imaju nervni sistem od oko 500 miliona neurona, oči koje su strukturalno konvergentne sa kičmenjacima a koji su izvrstan model za istraživanje svesti kod beskičmenjaka.

Neke novije studije potvrdile su da su čak i oktopodi (koji spadaju u beskičmenjake) poseduju svest.
U stanju su da sakupljaju ljuske od kokosa i koriste ih kao pokretna skloništa, tj. koriste ih kao orudje.
Druge studije pokazale su da imaju vrlo sofisticiranu prostornu navigaciju i pamćenje.

Irene Pepperberg je predstavila tri studije koje se tiču svesti kod papagaja a koji spadaju u jedne od najinteligentnijih vrsta ptica. Kako i na koji način ove ptice uče nazive objekata, boje, oblike, kako grade koncepte, itd. Profesor psihologije Diana Reiss govorila je o prepoznavanju sopstvenog lika u ogledalu, nečim što se dugo smatralo isključivo ljudskim atributom a što su istraživanja pokazala da ga delimo i sa čovekolikim majmunima, delfinima, slonovima pa i sa svrakama. U komparativnim studijama pod nazivom mirror self-recognition (MSR), sposobnost prepoznavanja kod ljudske dece pojavljuje se nakon 18-24 meseca starosti, kod šimpanzi nakon 2,5 godine dok kod delfina već nakon 14 meseci. Istraživač Melanie Boly, o cerebralnim konekcijama i poremećajima svesti kod vegetativnih stanja i drugih  minimalno-svesnih stanja u kojima se nalaze odredjeni pacijenti. Steven Laureys o raznim oblicima ozbiljnih povreda mozga gde pacijenti gube sve ili skoro sve funkcije moždanog stabla. Christof Koch i izučavanje svesti kod miševa. Profesor Harvey Karten o tzv. “Turingovom testu” (naziv po imenu čuvenog matematičara Alana Turinga, čoveka koji je osmislio originalni test koji predstavlja neku vrstu zamene za pitanje “Mogu li mašine misliti?”) sličnostima u nervnoj mikroahitekturi i ponašanju kod ljudi i ptica. Donald Pfaff o retikularnim formacijama, superior kolikulusu i ostalilm strukturama odgovornim za nastanak svesti, itd.

5 thoughts on “Evolucija životinjske svesti: Neuralne strukture za razvoj primitivne dvodimenzionalne svesti i ego-centra

  1. Pingback: this
  2. Pingback: eatverts

Comments are closed.

RSS
Follow by Email
Twitter