Θανάσης Ντινόπουλος : Ο εγκέφαλος μας κάνει αυτό που είμαστε

Συνέντευξη με τον καθηγητή Θανάση Ντινόπουλο, με αφορμή το βιβλίο του «Ας μιλήσουμε για τον εγκέφαλο – Από τους νευρώνες στη συμπεριφορά» (εκδ. University Studio Press).

Της Στεφανίας Τζακώστα

«Γιατί είναι απαραίτητη η γνώση του εγκεφάλου; Τι ερώτηση! Διότι ο εγκέφαλος μας κάνει αυτό που είμαστε. Είναι η έδρα της αντίληψης, της μνήμης, της προσοχής, του συναισθήματος, της συνείδησης, όλων των σκέψεων, των ονείρων, των επιθυμιών μας, των φόβων και των ερώτων μας» γράφει ο Θανάσης Ντινόπουλος στον πρόλογο του νέου του βιβλίου «Ας μιλήσουμε για τον εγκέφαλο – Από τους νευρώνες στη συμπεριφορά» (εκδ. University Studio Press), το οποίο αποτέλεσε και την αφορμή για τη συνέντευξη αυτή. 

Πολλοί πιστεύουν ότι όλα όσα είμαστε καθένας από εμάς βρίσκεται στον εγκέφαλο. Μπορούμε όμως να φανταστούμε τον εγκέφαλο ενός ανθρώπου αποκομμένο από το υπόλοιπο σώμα; Θα ήταν ο ίδιος εγκέφαλος ή κάτι άλλο;

«Στην αρχή είναι μόνο η ύπαρξή μας και μόνο αργότερα σκεφτόμαστε, αφού η σκέψη προκαλείται από τις δομές και τις λειτουργίες της ύπαρξης». Αυτό είναι το λάθος του καρτεσιανού δυισμού, ο αβυσσαλέος διαχωρισμός ανάμεσα στο σώμα και τον νου (ψυχή).

Όχι, δεν θα ήταν ο ίδιος εγκέφαλος. Ο εγκέφαλος βρίσκεται, κατά κάποιον τρόπο, κλεισμένος σε ένα σκοτεινό «κουτί» και έρχεται σε επαφή και αλληλεπίδραση με το σώμα μας και το εξωτερικό περιβάλλον –στο εξωτερικό περιβάλλον συγκαταλέγεται και η κοινωνία– με τη βοήθεια των αισθητήριων οργάνων και των νεύρων. Είναι η αλληλεπίδραση με το σώμα και το περιβάλλον που τον αναπτύσσει, τον συντηρεί και δίνει νόημα στις θαυμαστές λειτουργίες του. Σε ένα νοητικό πείραμα γνωστό ως Ο εγκέφαλος μέσα σε λάγηνο, φανταζόμαστε έναν εγκέφαλο αποκομμένο από το σώμα, που διατηρείται ζωντανός μέσα σε λουτρό με θρεπτικές ουσίες και διεγείρεται με τον ίδιο τρόπο που θα διεγειρόταν αν ήταν ακόμη στη θέση του, μέσα στο κύτος του εγκεφαλικού κρανίου.

Ο Αντόνιο Νταμάζιο πιστεύει ότι «αυτός ο εγκέφαλος δε θα είχε φυσιολογική νόηση. Χωρίς εξωτερικά ερεθίσματα εισερχόμενα στο σώμα ως πεδίο δράσης, ικανά να ανανεώνουν και να τροποποιούν σωματικές καταστάσεις, θα αναστελλόταν η διέγερση και η τροποποίηση σωματικών καταστάσεων, οι οποίες, αναπαριστώμενες πίσω στον εγκέφαλο, συνιστούν αυτό που θεωρώ θεμέλιο να νιώθεις ζωντανός… Εν συντομία, οι αναπαραστάσεις που δομεί ο εγκέφαλος για να περιγράψει μία κατάσταση και οι κινήσεις που σχηματοποιούνται ως αντίδραση σε μία κατάσταση εξαρτώνται από τις αμοιβαίες αλληλεπιδράσεις σώματος-εγκεφάλου. «Στην αρχή είναι μόνο η ύπαρξή μας και μόνο αργότερα σκεφτόμαστε, αφού η σκέψη προκαλείται από τις δομές και τις λειτουργίες της ύπαρξης». Αυτό είναι το λάθος του καρτεσιανού δυισμού, ο αβυσσαλέος διαχωρισμός ανάμεσα στο σώμα και τον νου (ψυχή).

Σε έναν κόσμο που μεταβάλλεται ραγδαία, ποιες δυνατότητες προσαρμογής έχει ο ανθρώπινος εγκέφαλος; Μήπως ο εγκέφαλός μας είναι φτιαγμένος για να ανταποκρίνεται στον φυσικό κόσμο και όχι στον κόσμο της τεχνοεπιστήμης που έχουμε μπροστά μας;

Τα γονίδιά μας είναι ακόμη τα γονίδια του κυνηγού-τροφοσυλλέκτη. Ο εγκέφαλός μας το ίδιο. Ωστόσο, πρόκειται για έναν μεγάλο εγκέφαλο, τρεις φορές μεγαλύτερο περίπου από τον εγκέφαλο του χιμπαντζή, που έχει ίσο σωματικό μέγεθος με εμάς και είναι ο πλησιέστερος συγγενής μας. Ο εγκέφαλός μας, επιπλέον, αν και δεν έχει την ικανότητα να αναγεννά τα κύτταρά του, είναι εξαιρετικά εύπλαστος. Οι συνάψεις μεταξύ των νευρώνων αλλάζουν διαρκώς, δηλαδή αλλάζει η αρχιτεκτονική του εγκεφάλου. Ο εγκέφαλος έπρεπε να είναι δομημένος με τέτοιον τρόπο, ώστε να μπορεί να αντιμετωπίζει έναν κόσμο δυναμικό και μεταβαλλόμενο. Μια στρατηγική χρήσιμη αποκλειστικά για το κυνήγι, δεν είναι χρήσιμη για να κυκλοφορήσει κανείς στους δρόμους των σύγχρονων μεγαλουπόλεων. Ένας εγκέφαλος ικανός να ανταπεξέρχεται σε κοινωνικές σχέσεις 200-250 ατόμων (αυτός έχει υπολογιστεί ως ο αριθμός των ατόμων που μπορούσε να γνωρίσει στη ζωή του ο κυνηγός-τροφοσυλλέκτης) έγινε επίσης ικανός να ανταπεξέρχεται σε κοινωνικές σχέσεις χιλιάδων ατόμων (χωρίς να συνυπολογιστούν οι σχέσεις μέσω των κοινωνικών δικτύων). Ένα ευφυές σύστημα πρέπει να έχει τη δυνατότητα να αναμορφώνεται και να ανασυγκροτείται συνεχώς και να είναι πολυεπίπεδο. Αυτός είναι ο λόγος που, ενώ ο κόσμος της τεχνοεπιστήμης είναι ξένος για το είδος μας, μπορούμε να προσαρμοστούμε και να αντιμετωπίσουμε τις προκλήσεις του με επιτυχία, τουλάχιστον μέχρι σήμερα.

Τα εγκεφαλικά ημισφαίρια στον ανθρώπινο εγκέφαλο παρουσιάζουν αύλακες και έλικες που δεν εμφανίζονται σε άλλα ζώα; Γνωρίζουμε πού οφείλεται αυτή η διαφοροποίηση;

Τα εγκεφαλικά ημισφαίρια φαίνονται εξωτερικά σαν την ψίχα του

καρυδιού. Η εμφάνιση αυτή είναι το αποτέλεσμα της τεράστιας αύξησης του εγκεφάλου, ιδιαίτερα του φλοιού των εγκεφαλικών ημισφαιρίων, αρχικά από τα ερπετά (λειεγκέφαλα, δηλαδή με λείο εγκέφαλο, χωρίς αύλακες και έλικες) στα θηλαστικά (γυρεγκέφαλα, δηλαδή με εγκέφαλο που έχει αύλακες και έλικες) κατά τρεις φορές και, στη συνέχεια, από τον χιμπαντζή στον άνθρωπο κατά τρεις φορές ακόμη. Επομένως, και σε άλλα θηλαστικά υπάρχουν αύλακες και έλικες, αλλά στον άνθρωπο είναι, πράγματι πολλές. Για να χωρέσει ο εγκέφαλος στο κύτος του εγκεφαλικού κρανίου αναγκάστηκε να πτυχωθεί – όπως ένα φύλλο χαρτιού καταλαμβάνει μεγάλη έκταση στον χώρο, αλλά όταν τσαλακωθεί καταλαμβάνει πολύ μικρότερη έκταση, χωρίς να μεταβληθεί η επιφάνειά του. Μεγάλο μέρος του φλοιού, κατά συνέπεια, είναι «κρυμμένο» μέσα στις αύλακες των εγκεφαλικών ημισφαιρίων.

Πώς αποκρίνεται το σώμα μας σε επικίνδυνες καταστάσεις, όπως για παράδειγμα στη θέα ενός λιονταριού ή ενός ένοπλου ληστή; Ποιος ο ρόλος του εγκεφάλου σε αυτό;

Καθοριστικό ρόλο για την απόκριση του σώματός μας σε επικίνδυνες καταστάσεις του τύπου «μάχης ή φυγής» («fight or flight») παίζει η αμυγδαλή. Η αμυγδαγή είναι η πύλη του μεταιχμιακού συστήματος (δηλαδή του συναισθηματικού μέρους του εγκεφάλου).

Καθοριστικό ρόλο για την απόκριση του σώματός μας σε επικίνδυνες καταστάσεις του τύπου «μάχης ή φυγής» («fight or flight»), όπως είναι αυτές που αναφέρατε, παίζει η αμυγδαλή. Η αμυγδαγή είναι η πύλη του μεταιχμιακού συστήματος (δηλαδή του συναισθηματικού μέρους του εγκεφάλου). Η αμυγδαλή εξειδικεύεται στην αναγνώριση της σημασίας των γεγονότων που διαδραματίζονται στον εξωτερικό κόσμο και στην αίσθηση του φόβου. Για να επιτύχει κάτι τέτοιο η αμυγδαλή πρέπει να «διακρίνει» το σημαντικό από το επουσιώδες και να «επενδύει» στα γεγονότα που έχουν βαρύνουσες επιπτώσεις. Είναι προφανές ότι ο συναγερμός δεν «χτυπάει» με κάθε άτομο ή γεγονός κατά τη διάρκεια μίας συνηθισμένης μέρας – το αντίθετο θα σήμαινε αδυναμία προσαρμογής και σύντομα θα είχε ως αποτέλεσμα την τρέλα. Αφού η αμυγδαλή αξιολογήσει την κατάσταση προκαλείται διέγερση του συμπαθητικού νευρικού συστήματος (που ελέγχει μαζί με το παρασυμπαθητικό τις ονομαζόμενες «φυτικές» λειτουργίες του σώματός μας, λειτουργίες που δεν ελέγχονται από τη βούληση). Η διέγερση του συμπαθητικού συστήματος στις καταστάσεις «πάλης ή φυγής» έχει τα εξής αποτελέσματα: η καρδιά χτυπά πιο γρήγορα και πιο έντονα για να διοχετεύσει αίμα στους μυς και στον εγκέφαλο, το βρογχικό δένδρο διευρύνεται, ώστε να φθάσει περισσότερος αέρας στους πνεύμονες, επομένως και οξυγόνο στο αίμα, ενώ ο πεπτικός σωλήνας χαλαρώνει και οι σφιγκτήρες του συσπώνται˙το ίδιο συμβαίνει και με την ουροδόχο κύστη. Το άτομο είναι έτοιμο να αγωνιστεί. Σε ένα σκυλί που αντιμετωπίζει μια επικίνδυνη κατάσταση ανασηκώνεται το τρίχωμά του. Ο αρχικός φόβος του ζώου γίνεται φοβέρα για τον αντίπαλο (το ανασηκωμένο τρίχωμα κάνει το σκυλί να φαίνεται μεγαλύτερο). Το ζώο είναι έτοιμο να αγωνιστεί.

Στο βιβλίο σας λέτε ότι η αίσθηση της όσφρησης είναι υποτιμημένη; Θέλετε να μας το εξηγήσετε λίγο πιο αναλυτικά;

Ο άνθρωπος είναι κατ’ εξοχήν οπτικό ζώο. Δέχεται τεράστιο όγκο πληροφοριών από το εξωτερικό περιβάλλον με τη λειτουργία της όρασης. Ο οπτικός εγκέφαλος του ανθρώπου έχει περισσότερες από τριάντα οπτικές περιοχές, ενώ ο σκαντζόχοιρος, το πιο πρωτόγονο θηλαστικό που υπάρχει στην Ευρώπη και είναι νυχτόβιο ζώο, έχει μόνο δύο. Η ακοή και η αφή είναι επίσης πολύ σημαντικές αισθήσεις. Αντίθετα, η όσφρηση (και η γεύση) είναι λιγότερο ανεπτυγμένες και για τον λόγο αυτό, σχετικά υποτιμημένες. Ενώ το οσφρητικό επιθήλιο στον άνθρωπο καταλαμβάνει έκταση 10 cm², στον σκύλο καταλαμβάνει 170 cm². Επιπλέον, το οσφρητικό επιθήλιο στον σκύλο έχει πολύ περισσότερες νευρικές ίνες και περιέχει εκατονταπλάσιους υποδοχείς σε σχέση με τον άνθρωπο σε κάθε τετραγωνικό εκατοστό. Ο άνθρωπος «κατασκευάζει» έναν «οπτικό» κόσμο, ο σκύλος έναν «οσφρητικό».

Παρ' όλα αυτά, υπάρχουν ανατομικές ιδιαιτερότητες που κάνουν την όσφρηση ξεχωριστή. Τα οσφρητικά κύτταρα συνδέονται απευθείας με τα εγκεφαλικά ημισφαίρια. Δηλαδή, τα οσφρητικά ερεθίσματα (πληροφορίες) είναι τα μόνα που φθάνουν με δική τους ανεξάρτητη οδό, χωρίς να διέρχονται από τον θάλαμο, κατευθείαν σε περιοχές του φλοιού οι οποίες έχουν στενή σχέση με το μεταιχμιακό σύστημα, μεταξύ των οποίων η αμυγδαλή και ο ιππόκαμπος. Αυτός ίσως να είναι ο λόγος που πολλές αναμνήσεις, ιδιαίτερα οι συναισθηματικά φορτισμένες, πυροδοτούνται από μυρωδιές και αρώματα. Σε «κατώτερα» θηλαστικά η όσφρηση έχει άμεση σχέση με τα συναισθήματα, τη συμπεριφορά χωροκρατικότητας, την επιθετικότητα και τη σεξουαλική συμπεριφορά, δηλαδή με ισχυρές και κρίσιμες συμπεριφορές για την επιβίωση του ζώου. Αλλά και στον άνθρωπο, η αίσθηση της όσφρησης «δένει» το βρέφος με τη μητέρα του και του επιτρέπει να κατευθυνθεί προς τη θηλή του μαστού για να θηλάσει, πολλαπλασιάζει εκθετικά τις γεύσεις που νιώθουμε (το 90% περίπου των γεύσεων προέρχονται από τις οσμές), μας προφυλάσσει από αλλοιωμένες τροφές, μας επιτρέπει να ανιχνεύσουμε τις φερομόνες και μας προειδοποιεί για επικίνδυνες καταστάσεις (λόγου χάριν, όταν μυρίζουμε τον καπνό σε μια πυρκαγιά).

Πρόσφατα, ταυτοποιήθηκαν 1000 περίπου διαφορετικά γονίδια που κωδικοποιούν ισάριθμους περίπου διαφορετικούς υποδοχείς στο οσφρητικό επιθήλιο του ανθρώπου. Οι υποδοχείς αυτοί σχηματίζουν συνδυασμούς, σαν τα γράμματα του αλφαβήτου που εμφανίζονται σε πολλές λέξεις, με αποτέλεσμα ένα άτομο που δεν έχει ξεχωριστές οσφρητικές ικανότητες να μπορεί να ανιχνεύσει 10.000 ή και περισσότερες διαφορετικές οσμές. Ωστόσο, παρά τα τελευταία αυτά ευρήματα, από τις πέντε αισθήσεις, η όσφρηση είναι αυτή που έχει μελετηθεί ελάχιστα και είναι η λιγότερο κατανοητή.

Ποιος είναι ο ρόλος της κεντρικής όρασης και ποιος της περιφερειακής; Και γιατί όσο μεγαλώνουμε αναπτύσσουμε πρεσβυωπία;

Με την περιφερειακή όραση επιλέγουμε τις περιοχές εκείνες της οπτικής σκηνής που έχουν ξεχωριστό, κυρίως βιολογικό, ενδιαφέρον και εκείνες που έχουν υψηλή λεπτομέρεια και αντίθεση (κοντράστ).

Βλέπουμε τον κόσμο κυρίως με την κεντρική όραση (της ωχρής κηλίδας), διότι η περιοχή αυτή του αμφιβληστροειδούς χιτώνα μάς επιτρέπει να διακρίνουμε τα χρώματα και τα πράγματα με καθαρότητα και οξύτητα. Η περιφερειακή όραση χρησιμοποιείται για να οργανώσουμε τη χωρική σκηνή, να δούμε μεγάλα αντικείμενα και να διερευνήσουμε περιοχές στις οποίες πρέπει να κατευθύνουμε την όραση της ωχρής κηλίδας. Πράγματι, αρκετές –και ορισμένες φορές κρίσιμες– πληροφορίες διαβιβάζονται στον εγκέφαλο από την περιφερειακή μοίρα του αμφιβληστροειδούς χιτώνα. Παραδείγματος χάριν, η κίνηση των αντικειμένων γίνεται αντιληπτή με την περιφερειακή μοίρα του αμφιβληστροειδούς. Κληρονομήσαμε την ικανότητα αυτή από την εποχή που η εντόπιση κινούμενων αντικειμένων ή ζώων ήταν ζωτικής σημασίας για την επιβίωση των ατόμων του είδους μας (κάτι που κινείται μπορεί να είναι θήραμα, για να το φάμε, σαρκοφάγο, για να μας φάει ή άτομο του αντίθετου φύλου, για να διαιωνίσουμε τα γονίδιά μας). Εξάλλου, με την περιφερειακή όραση επιλέγουμε τις περιοχές εκείνες της οπτικής σκηνής που έχουν ξεχωριστό, κυρίως βιολογικό, ενδιαφέρον και εκείνες που έχουν υψηλή λεπτομέρεια και αντίθεση (κοντράστ). Επιλέγουμε, επίσης, αντικείμενα το μέγεθος των οποίων αυξάνει απότομα στον αμφιβληστροειδή (αυτό σημαίνει ότι κάποιος ή κάτι μας πλησιάζει με μεγάλη ταχύτητα). Στη συνέχεια, οι πληροφορίες αυτές διαβιβάζονται στο σύστημα που ελέγχει την κίνηση των οφθαλμών, το οποίο σχεδιάζει την επόμενη κίνηση των οφθαλμών, ώστε να βλέπουμε τις ενδιαφέρουσες περιοχές με την κεντρική όραση της ωχρής κηλίδας.

Ο κρυσταλλοειδής φακός είναι εύκαμπτος, αμφίκυρτος και διαφανής δίσκος, ο οποίος έχει όλες τις ιδιότητες ενός αμφίκυρτου φακού. Η κυρτότητα του φακού επηρεάζεται από την ενέργεια ενός μικρού μυός, ο οποίος ονομάζεται ακτινωτός μυς. Με την αλλαγή της κυρτότητας του φακού μπορούμε να βλέπουμε καθαρά τόσο τα αντικείμενα που είναι μακριά όσο και εκείνα που είναι κοντά. Το μέγεθος του φακού αυξάνει με την πάροδο της ηλικίας, διότι διαφοροποιούνται νέες ίνες που προστίθενται επάνω στις παλαιές (ο φακός μοιάζει με κρεμμύδι). Οι παλαιές ίνες συρρικνώνονται και απωθούνται προς το κέντρο του φακού, ο οποίος γίνεται σκληρότερος και λιγότερο ελαστικός, με αποτέλεσμα τη μείωση της προσαρμοστικότητάς του (πρεσβυωπία). 

Έχει δοθεί απάντηση στο γιατί ο άνθρωπος είναι δρομέας μεγάλων αποστάσεων σε αντίθεση με άλλα ζώα που είναι πολύ ταχύτερα αλλά δεν έχουν την ίδια αντοχή;

Ο άνθρωπος έχει πέντε με δέκα εκατομμύρια ιδρωτοποιούς αδένες και απουσία ανεπτυγμένου τριχώματος. [...] Τα άλλα ζώα έχουν γενικά μικρό αριθμό ιδρωτοποιών αδένων σε συγκεκριμένες, περιορισμένες περιοχές του σώματος. Στον σκύλο, παραδείγματος χάριν, βρίσκονται στις πατούσες. Αυτός είναι ο λόγος που για να αποβάλει ο σκύλος θερμότητα ανοίγει διάπλατα το στόμα του και βγάζει τη γλώσσα έξω.

Ο άνθρωπος έχει πέντε με δέκα εκατομμύρια ιδρωτοποιούς αδένες και απουσία ανεπτυγμένου τριχώματος (οι τρίχες εγκλωβίζουν τον αέρα και δρουν θερμομονωτικά). Σε συνδυασμό με την όρθια στάση (διποδισμός) που περιορίζει την έκθεση στον ήλιο αφενός, και διευκολύνει την εξάτμιση του ιδρώτα αφετέρου, ο άνθρωπος ρυθμίζει σε μεγάλο βαθμό τη θερμοκρασία του σώματός του κάτω από αντίξοες υψηλές θερμοκρασίες (θερμορύθμιση). Η δυνατότητα θερμορύθμισης σε συνδυασμό με την όρθια βάδιση κατέστησαν τον άνθρωπο ικανότατο δρομέα μεγάλων αποστάσεων (μαραθωνοδρόμο θα λέγαμε), γεγονός που του επέτρεψε να έχει μεγαλύτερη πρόσβαση σε πηγές πρωτεΐνης, αρχικά με την πτωματοφαγία και στη συνέχεια με το κυνήγι.

Τα άλλα ζώα έχουν γενικά μικρό αριθμό ιδρωτοποιών αδένων, οι οποίοι, μάλιστα, βρίσκονται σε συγκεκριμένες, περιορισμένες περιοχές του σώματος. Στον σκύλο, παραδείγματος χάριν, βρίσκονται στις πατούσες (δακτυλικά φύματα). Αυτός είναι ο λόγος που για να αποβάλει ο σκύλος θερμότητα ανοίγει διάπλατα το στόμα του και βγάζει τη γλώσσα έξω.

Στο βιβλίο σας χρησιμοποιείται τον όρο «νευρωνικό δαρβινισμό». Τι σημαίνει και ποια η σχέση του με τη θεωρία της κλωνικής επιλογής των αντισωμάτων;

Κατά τη δεκαετία του 1960 υπήρχαν δύο θεωρίες για τον τρόπο παραγωγής των αντισωμάτων. Σύμφωνα με την πρώτη, η είσοδος ενός αντιγόνου θα χρησίμευε για να καθοδηγήσει το κύτταρο σε σχέση με τη μορφή που θα έπρεπε να έχει η πρωτεΐνη-αντίσωμα για να συνδεθεί και να ακινητοποιήσει το αντιγόνο. Σύμφωνα με τη δεύτερη –θεωρία της κλωνικής επιλογής–, ο πληθυσμός των κυττάρων που είχε τη δυνατότητα να παράγει αντισώματα θα απαρτιζόταν από ένα ευρύ ρεπερτόριο τύπων, ώστε ένας ή δύο από τους τύπους αυτούς να εφαρμόζει, τουλάχιστον κατά προσέγγιση, με οποιοδήποτε ενδεχόμενο αντιγόνο. Η εισβολή του αντιγόνου θα προξενούσε μαζικό πολλαπλασιασμό των κυττάρων που παρήγαν την εφαρμοζόμενη στο αντιγόνο αυτό πρωτεΐνη (αντίσωμα), και κάποιες τελικές τροποποιήσεις της συγκεκριμένης πρωτεΐνης θα συντελούσαν στην πιο τέλεια εφαρμογή της. Ο Τζέραλντ Έντελμαν για τις μελέτες του στο ανοσοποιητικό σύστημα τιμήθηκε το 1972 με το βραβείο Νομπέλ. Στη συνέχεια, επεξέτεινε τη θεωρία της επιλογής και στον εγκέφαλο.

Οι αναπτυσσόμενοι νευρώνες εγκαθιστούν παροδικές συνδέσεις (συνάψεις) μεταξύ τους, οι οποίες, αν και αρχικά καθοδηγούνται από γονιδιακές πληροφορίες που σχετίζονται με το γενικό πλαίσιο, στη συνέχεια καταστρέφονται ή σταθεροποιούνται μέσω της χρήσης και της μάθησης με ουσιαστικά τυχαίο τρόπο, με την επιρροή δηλαδή περιβαλλοντικών παραγόντων. Η νευρωνική δραστηριότητα κατά τα επόμενα στάδια της ανάπτυξης παίζει καθοριστικό ρόλο στη σταθεροποίηση των συνάψεων ή στην αναδιάταξή τους. Η αναλογία του μηχανισμού σταθεροποίησης του νευρωνικού πληθυσμού και των συνάψεων με τη φυσική επιλογή είναι προφανής. Αυτός είναι λόγος που ο Έντελμαν χαρακτήρισε το φαινόμενο με τον όρο «νευρωνικός δαρβινισμός». Ουσιαστικά, δηλαδή, ο Έντελμαν υποστήριξε ότι οι νευράξονες πρέπει να ανταγωνίζονται μεταξύ τους για τα κύτταρα-στόχος που μπορούν να τους δεχθούν. Όσα δεν το κατορθώνουν, πεθαίνουν (ή αποπίπτουν).

Υπάρχει «αρσενικός» και θηλυκός» εγκέφαλος;

Τον 19ο και σε μικρότερο βαθμό τον 20ό αιώνα, θεωρούσαν ότι το κάθε ημισφαίριο του εγκεφάλου μπορούσε να δράσει ανεξάρτητα και να συσχετιστεί με συγκεκριμένο φύλο: το αριστερό ημισφαίριο αντιστοιχούσε στην αρρενωπότητα και το δεξιό στη θηλυκότητα. Το δεξιό ημισφαίριο θεωρούνταν κατώτερο και ήταν δεσπόζον στις γυναίκες, τους άγριους, τα παιδιά, τους εγκληματίες και τους φρενοβλαβείς!

Ανατομικά, ο εγκέφαλος των ανδρών είναι γενικά μεγαλύτερος από εκείνον των γυναικών, αλλά οι άνδρες είναι ογκωδέστεροι στο σώμα. [...] Οι γυναίκες, αντίθετα, έχουν παχύτερο φλοιό στα εγκεφαλικά ημισφαίρια και μεγαλύτερη πολυπλοκότητα στην οργάνωση των δεματίων της λευκής ουσίας, επομένως, ίσως, και μεγαλύτερη πολυπλοκότητα διασυνδέσεων μεταξύ των διάφορων εγκεφαλικών περιοχών.

Σήμερα, οι απόψεις είναι προφανώς διαφορετικές, αλλά η ιδέα ότι υπάρχει «αρσενικός» και «θηλυκός» εγκέφαλος εξακολουθεί να είναι διαδεδομένη. Προφανώς, υπάρχουν «αρσενικά» και «θηλυκά» άτομα, άνδρες και γυναίκες, δηλαδή άτομα φυλετικά διαφοροποιημένα. Φυλετική διαφοροποίηση είναι η διεργασία με την οποία τα στεροειδή, όπως είναι η τεστοστερόνη και η οιστραδιόλη, δρουν στην αρχή της ζωής μας –συχνά από το εμβρυικό στάδιο– και καθορίζουν με τρόπο μόνιμο και μη αναστρέψιμο την οργάνωση του εγκεφάλου ενός ατόμου, ώστε κατά την ενηλικίωση εκείνος ή εκείνη να εκδηλώνουν τη συμπεριφορά του ενός ή του άλλου φύλου. Επομένως, ο εγκέφαλος κατά την οντογένεση διαφοροποιείται, πράγματι, σε αρσενικό ή θηλυκό. Είναι αλήθεια, άλλωστε, ότι οι άνδρες και οι γυναίκες εξελίχθηκαν διαφορετικά: ο άνδρας (κυνηγός) έπρεπε να φέρει τροφή για την ομάδα, ενώ η γυναίκα έπρεπε να αναθρέψει τα παιδιά και να φροντίσει το «σπίτι» και την οικογένεια. Αυτό θα μπορούσε να έχει ως αποτέλεσμα το σώμα αλλά και ο εγκέφαλος των δύο φύλων να εξελιχθούν διαφορετικά.

Πιστεύεται ότι ο εγκέφαλος των γυναικών είναι «καλωδιωμένος» με τέτοιο τρόπο, ώστε να κάνει ταυτόχρονα πολλές εργασίες (multitasking). Επίσης, οι γυναίκες τα καταφέρνουν καλύτερα σε συγχρωτισμό με πολλά άτομα, παραδείγματος χάριν σε κοσμικά γεγονότα, διότι οι συνδέσεις στον εγκέφαλό τους κάνουν πιο εύκολο το να θυμούνται ονόματα, πρόσωπα και περιστατικά και, γενικά, ο εγκέφαλός τους είναι καλύτερα σχεδιασμένος για αυτό που με μία λέξη λέμε κοινωνικοποίηση. Αντίθετα, ο εγκέφαλος των ανδρών επικεντρώνεται, συνήθως, σε μία μόνο σύνθετη εργασία, δηλαδή εστιάζει την προσοχή του σε μία συγκεκριμένη δράση, κάνοντας «ένα πράγμα τη φορά». Οι γυναίκες, σε σχέση με τους άνδρες, έχουν μεγαλύτερη ευφράδεια λόγου. Οι γυναίκες όταν μιλούν το κάνουν με έμμεσο τρόπο και ο λόγος τους είναι συγκινησιακός, ενώ οι άνδρες με άμεσο τρόπο, μπαίνοντας κατευθείαν στο θέμα. Διαφορές ίσως να υπάρχουν και στη χωρική ικανότητα. Χωρική ικανότητα σημαίνει να μπορεί κανείς να δει νοερά το σχήμα των πραγμάτων, τις διαστάσεις, τις αναλογίες, την κίνηση, τις συντεταγμένες και τη γεωγραφική τους θέση· είναι, επίσης, η ικανότητα να μπορεί κανείς να στρέψει νοερά ένα αντικείμενο στον χώρο, να βρει ένα δρόμο σε μία διαδρομή με εμπόδια και να βλέπει τα πράγματα με τριδιάστατη προοπτική. Σε τέτοιες ικανότητες πιστεύεται ότι υπερέχουν οι άνδρες. Ενώ οι γυναίκες μπορούν να αντιληφθούν τέλεια τις δύο διαστάσεις, δεν αντιλαμβάνονται εύκολα τη διάσταση του βάθους. Αυτή η διαφορά εξηγεί γιατί οι άνδρες, όπως πιστεύεται, είναι καλύτεροι στο παρκάρισμα και γενικότερα στην οδήγηση σε σχέση με τις γυναίκες.

Ανατομικά, ο εγκέφαλος των ανδρών είναι γενικά μεγαλύτερος από εκείνον των γυναικών, αλλά οι άνδρες είναι ογκωδέστεροι στο σώμα. Ωστόσο, κάποιες περιοχές, όπως είναι η αμυγδαλή, ο επικλινής πυρήνας, η ωχρή σφαίρα και το κέλυφος, είναι μεγαλύτερες στον άνδρα, έστω και αν ληφθεί υπόψη η διαφορά σωματικού μεγέθους μεταξύ των δύο φύλων. Οι γυναίκες, αντίθετα, έχουν παχύτερο φλοιό στα εγκεφαλικά ημισφαίρια και μεγαλύτερη πολυπλοκότητα στην οργάνωση των δεματίων της λευκής ουσίας, επομένως, ίσως, και μεγαλύτερη πολυπλοκότητα διασυνδέσεων μεταξύ των διάφορων εγκεφαλικών περιοχών. Ωστόσο, οι ερευνητές είναι επιφυλακτικοί αν και κατά πόσο τέτοιου είδους ανατομικές διαφορές είναι δυνατόν να ερμηνεύσουν τις διαφορές στην καθημερινή συμπεριφορά των δύο φύλων ή αν οι διαφορές στη συμπεριφορά είναι προϊόντα της μάθησης και της κοινωνικοποίησης.

Μελέτες έδειξαν επίσης πως ένας εκ γενετής τυφλός μπορεί να γίνει σπουδαίος ζωγράφος. Πώς είναι αυτό δυνατόν;

Υπάρχουν πολλά τυφλά άτομα τα οποία ζωγραφίζουν ικανοποιητικά. Η περίπτωση, όμως, του Εσρέφ Αρμαγκάν ίσως να είναι μοναδική. Ο Αρμαγκάν, αν και γεννήθηκε τυφλός, κατορθώνει να ενσωματώνει το χρώμα, την προοπτική και πολλές λεπτομέρειες στους πίνακές του, που χαρακτηρίζονται από ανεξήγητο, αλλά αφοπλιστικό ρεαλισμό. «Τα ακροδάχτυλά μου έχουν γίνει τα μάτια μου», δηλώνει ο ίδιος. Είναι δυνατόν αυτή η δήλωση να αποτελεί τη βάση για την ερμηνεία του «υπερφυσικού» ταλέντου τού Αρμαγκάν; Έχει διαπιστωθεί ότι οι τυφλοί, πέρα από τη σωματαισθητική περιοχή, χρησιμοποιούν και την οπτική περιοχή για να διαβάσουν τη γλώσσα Μπράιγ. Με τεχνικές απεικόνισης του εγκεφάλου διαπιστώθηκε ότι όταν ο Αρμαγκάν ζωγραφίζει ο οπτικός εγκέφαλός του δραστηριοποιείται τόσο έντονα που ένας αρχάριος εξεταστής θα μπέρδευε τις τομογραφίες του με τις τομογραφίες ενός ατόμου που βλέπει κανονικά. Είναι σχεδόν προφανές ότι στον Αρμαγκάν τα απτικά ερεθίσματα δεν διαβιβάζονται μόνο στη σωματαισθητική περιοχή, όπως είναι αναμενόμενο, αλλά και στην οπτική περιοχή. Εκείνο που έχει σημασία είναι ότι τελικά δραστηριοποιείται ο οπτικός φλοιός και αυτή καθαυτήν η συγχρονισμένη δραστηριότητα των διάφορων περιοχών του οπτικού φλοιού δημιουργεί την οπτική εικόνα, δηλαδή αυτό που βλέπουμε. «Όταν ένα άτομο με κανονική όραση βλέπει τον κόσμο, ένας τυφλός αγγίζει τον κόσμο, αλλά και οι δύο ανακαλύπτουν τα ίδια πράγματα», υποστηρίζει ο ψυχολόγος Τζον Κένεντυ που έχει παρακολουθήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα τον Αρμαγκάν. «Το να κοιτάζουμε ένα αντικείμενο μοιάζει περισσότερο με το να απλώνουμε το χέρι για να το αγγίξουμε», ισχυρίζεται ο Ρούντολφ Αρνχάιμ, θέλοντας να δώσει βαρύτητα στην ενεργητική φύση της όρασης, κάτι που ο Καρτέσιος το είχε ήδη επισημάνει στο La Dioptrique, γράφοντας ότι οι τυφλοί «βλέπουν με τα χέρια τους».

Για τον Ρίτσαρντ Γκρέγκορυ η αποστολή του εγκεφάλου δεν είναι να βλέπει τις εικόνες του αμφιβληστροειδούς χιτώνα, αλλά να συσχετίζει σήματα από τους οφθαλμούς με αντικείμενα του εξωτερικού κόσμου, όπως αυτά είναι γνωστά κυρίως μέσω της αφής. Παρότι οι διάφορες αισθήσεις εξυπηρετούνται από διαφορετικές, εξειδικευμένες περιοχές του φλοιού των εγκεφαλικών ημισφαιρίων, οι αισθήσεις, τελικά, συγκλίνουν για να μας δώσουν μία ενοποιημένη αντίληψη του κόσμου. Φαίνεται σαν να υπάρχει «μεταφορά γνώσης» από τη μία αίσθηση στην άλλη. Τέλος, η άποψη που θεωρεί την όραση ως παθητική διεργασία, –ότι μία εικόνα που εντυπώνεται στον αμφιβληστροειδή χιτώνα μεταφέρεται πιστά στον εγκέφαλο αποδίδοντας «αντικειμενικά» τον ορατό κόσμο– πόρρω απέχει από την πραγματικότητα. Πολλά από αυτά που βλέπουμε προέρχονται από τον ίδιο τον εγκέφαλο, από τα προϋπάρχοντα σχήματα και τις προσδοκίες μας. Ίσως στον Αρμαγκάν οι ίνες που κατεβαίνουν από τις «ανώτερες» περιοχές του εγκεφάλου προς τις «κατώτερες» να έχουν αναπτυχθεί, τουλάχιστον μέχρις ενός σημείου, κανονικά και, με τις προκαταβολικές πληροφορίες που παρέχουν, να συμβάλλουν στην εικόνα που «βλέπει» τελικά ο τυφλός ζωγράφος.

Όλοι έχουμε ακούσει για τα γονίδια, ελάχιστοι όμως γνωρίζουμε τι είναι τα μιμίδια. Μπορείτε με δυο λόγια να μας το εξηγήσετε;

Στον άνθρωπο, σε μικρότερο βαθμό και στα ζώα, οι πληροφορίες όχι μόνο εγγράφονται, όχι μόνο χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια της ζωής του ατόμου, αλλά και μεταβιβάζονται.

Στον άνθρωπο, σε μικρότερο βαθμό και στα ζώα, οι πληροφορίες όχι μόνο εγγράφονται, όχι μόνο χρησιμοποιούνται κατά τη διάρκεια της ζωής του ατόμου, αλλά και μεταβιβάζονται. Οι πληροφορίες, δηλαδή, έχουν την ικανότητα της αναπαραγωγής τους. Το μιμίδιο είναι λεκτικό υβρίδιο που χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά από τον Βρετανό ηθολόγο Ρίτσαρντ Ντόκινς στο πασίγνωστο βιβλίο του Το εγωιστικό γονίδιο. Παράγεται από τη συγχώνευση μερών των λέξεων μίμηση και γονίδιο και υποδεικνύει μια πολιτισμική «μονάδα». Η αναλογία με το γονίδιο είναι προφανής: και τα δύο διαβιβάζονται, υφίστανται μεταλλαγές και υπόκεινται σε επιλογή. Τα μιμίδια έχουν τη δική τους ζωή. Μόλις λανσαριστούν, διαδίδονται μεταπηδώντας από εγκέφαλο σε εγκέφαλο σαν τους ιούς. Τα μιμίδια, λόγου χάριν τα μιμίδια για τη μόδα, τις ζωγραφικές τεχνοτροπίες, τις μελωδίες, τις ιδέες, τα επιστημονικά επιτεύγματα κ.ά, υπόκεινται στη διεργασία της φυσικής επιλογής, και τα πιο επιτυχημένα διαφημίζουν την επιτυχία τους με τον αριθμό των εγκεφάλων στους οποίους κατοικούν. Η μιμιδιακή εξέλιξη είναι γρηγορότερη από τη γενετική και εκτυλίσσεται μέσω του προφορικού ή του γραπτού λόγου, καθώς και μέσω αντικειμένων, όπως είναι τα έργα τέχνης, και άλλων μορφών επικοινωνίας

Ο εγκέφαλος είναι το πολυπλοκότερο σύστημα που υπάρχει στη φύση, αναμορφώνεται και ανασυγκροτείται συνεχώς, αλληλοεπιδρά άμεσα με το σώμα και το περιβάλλον. Πόσο εύκολο είναι να μελετηθεί και να κατανοηθεί; Πιστεύετε ότι είναι εύκολο να δημιουργηθεί ένα τεχνικό σύστημα που να του μοιάζει;

Όσο μεγαλώνει το νησί της γνώσης για τον εγκέφαλο, τόσο επεκτείνονται οι ακτές της άγνοιάς μας. Παραμένει, άλλωστε, αναπάντητο ένα βασικό ερώτημα. Μπορεί ο εγκέφαλος να κατανοήσει την ίδια τη λειτουργία του;

Η πρόοδος που έχει επιτευχθεί τις τελευταίες δεκαετίες στη γνώση του εγκεφάλου τόσο στην υγεία όσο και στη νόσο είναι εντυπωσιακή. Ωστόσο, τα κενά είναι ακόμη τεράστια. Για να χρησιμοποιήσω μία μεταφορά, όσο μεγαλώνει το νησί της γνώσης για τον εγκέφαλο, τόσο επεκτείνονται οι ακτές της άγνοιάς μας. Παραμένει, άλλωστε, αναπάντητο ένα βασικό ερώτημα. Μπορεί ο εγκέφαλος να κατανοήσει την ίδια τη λειτουργία του; Ανά τους αιώνες η κατανόηση του εγκεφάλου συγκρινόταν πάντοτε με την πιο περίπλοκη τεχνολογία της εποχής: με την αεριολογία και την υδραυλική την εποχή του Αριστοτέλη και, γενικά, των αρχαίων Ελλήνων και των Ρωμαίων (που είχαν κατασκευάσει εκπληκτικής τεχνολογίας υδραγωγεία και αποχετευτικά συστήματα), με τα ρολόγια στη συνέχεια, με πολύπλοκες μηχανές κατά τη Βιομηχανική Επανάσταση αργότερα, σήμερα με τους υπολογιστές και, αργά ή γρήγορα, με τον παγκόσμιο ιστό, τον «παγκόσμιο εγκέφαλο...». Όλες αυτές οι συγκρίσεις είναι ασφαλώς, σε μικρότερο ή μεγαλύτερο βαθμό, ανακριβείς. Τα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα και η ρομποτική υπόσχονται πολλά, αλλά ο δρόμος είναι μακρύς και δύσβατος. Καμιά μέχρι στιγμής προσέγγιση δεν αποτυπώνει τον χώρο και τον χρόνο στον εγκέφαλο, δηλαδή την ιστορική – εξελικτική του πορεία. Για τον λόγο αυτόν πιστεύω ότι οι απόπειρες για ένα όργανο που θα είναι εγκέφαλος είναι καταδικασμένες να αποτύχουν. Ωστόσο ευφυή συστήματα, που σε ορισμένους τομείς θα είναι αποδοτικότερα από τον εγκέφαλο, σίγουρα θα κατασκευαστούν και ίσως να αλλάξουν το μέλλον της ανθρωπότητας.

Τι γνωρίζουμε για τη συνείδηση;

Δεν υπάρχει μια συγκεκριμένη περιοχή ούτε ανεξάρτητος μηχανισμός που να δημιουργεί τη συνείδηση. Η συνείδηση μάλλον συγκροτείται από ανεξάρτητα επιμέρους χαρακτηριστικά: την αντίληψη και τη μνήμη, την προσοχή, το συναίσθημα, την ενσυναίσθηση και, τέλος, την έκφρασή της με τη γλώσσα.

Ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου έχουν αμεσότερη σχέση με τη συνείδηση, λόγου χάριν το εγκεφαλικό στέλεχος με τα ανιόντα ενεργοποιητικά συστήματα, το θαλαμοφλοιικό σύστημα και ο προμετωπιαίος φλοιός. Ωστόσο, δεν υπάρχει μια συγκεκριμένη περιοχή ούτε ανεξάρτητος μηχανισμός που να δημιουργεί τη συνείδηση. Η συνείδηση μάλλον συγκροτείται από ανεξάρτητα επιμέρους χαρακτηριστικά: την αντίληψη και τη μνήμη (που αποτελούν το υπόστρωμα της συνείδησης), την προσοχή (με τη νευροβιολογική έννοια του όρου), το συναίσθημα, την ενσυναίσθηση και, τέλος, την έκφρασή της με τη γλώσσα.

Η συνείδηση είναι αναδυόμενη ιδιότητα. Μία ιδιότητα ενός πράγματος (του εγκεφάλου) που αποτελείται από μέρη (τους νευρώνες) είναι αναδυόμενη αν δεν έχει νόημα όταν αποδίδεται σε κάποιο από τα μέρη του. Οι βράχοι είναι σκληροί και το νερό ρέει, αλλά τα άτομα από τα οποία αποτελούνται οι βράχοι και το νερό δεν είναι ούτε στερεά ούτε υγρά. Είναι προφανές ότι δεν θα συμπεραίναμε τις ιδιότητες του νερού από τον χημικό του τύπο, ούτε θα χαιρόμασταν και θα θαυμάζαμε τα κύματα της θάλασσας, τη ροή των χειμάρρων, την πτώση του καταρράκτη, τη βροχή, το χιόνι και το χαλάζι, την ομίχλη και την πρωινή δροσιά, ούτε θα είχαν τόση σημασία για μας τα δάκρυα και ο ιδρώτας, αν λέγαμε ότι όλα αυτά είναι Η₂Ο. Πράγματι, αντιλαμβανόμαστε την κατάσταση του εγκεφάλου μας όχι ως διασυνδέσεις μεταξύ νευρώνων ή ως νευρωνικές εκφορτίσεις, αλλά ως έννοιες που τις αρθρώνουμε σε λέξεις. Δεν βλέπουμε τον εγκέφαλό μας ως συνονθύλευμα νευρώνων, αλλά μάλλον ως δεξαμενή πεποιθήσεων, αισθημάτων και ιδεών. Ο εγκέφαλος δεν γνωρίζει ότι λειτουργώντας δημιουργεί εμάς, και όμως εμείς υπάρχουμε, αναδυόμενοι από την ξέφρενη δραστηριότητά του σχεδόν ως εκ θαύματος.

* Η ΣΤΕΦΑΝΙΑ ΤΖΑΚΩΣΤΑ είναι δημοσιογράφος.

Ο Θανάσης Ντινόπουλος είναι καθηγητής Ανατομικής, Ιστολογίας και Εμβρυολογίας του τμήματος Κτηνιατρικής της Σχολής Επιστημών Υγείας του Α.Π.Θ. Διετέλεσε Πρόεδρος της Κτηνιατρικής Σχολής και της Ελληνικής Εταιρείας για τις Νευροεπιστήμες, μέλος της Επιτροπής Ερευνών του Α.Π.Θ., Αναπληρωτής Πρόεδρος της Κτηνιατρικής Σχολής και επί μια δωδεκαετία Διευθυντής του Εργαστηρίου Ανατομικής και Ιστολογίας.

Εκτός από Ανατομική και Ιστολογία, με έμφαση στο νευρικό σύστημα, διδάσκει τα μαθήματα επιλογής «Εγκέφαλος και τέχνη» και «Σφάλματα της Εξέλιξης και Δαρβινικές Πλάνες», καθώς και θέματα της ειδικότητάς του σε τμηματικά και διατμηματικά μεταπτυχιακά προγράμματα του Α.Π.Θ. και του ΠΑ.ΜΑΚ.
Είναι συγγραφέας 40 επιστημονικών άρθρων δημοσιευμένων σε έγκυρα διεθνή νευροεπιστημονικά περιοδικά και 60 ανακοινώσεων και ομιλιών σε ελληνικά και διεθνή συνέδρια. Στο έργο του υπάρχουν περίπου 900 θετικές ετεροαναφορέ