Od jakého momentu se člověk stává člověkem? Někteří mluví již o splynutí dvou pohlavních buněk, jiní posunují zrození člověka až na samotný konec jeho prenatálního vývoje, k porodu. Během pobytu v děloze prochází plod neuvěřitelnou řadou proměn, jejichž povahu a souvislosti začíná věda teprve chápat.

Svou troškou do mlýna přispěli v nedávno i matematici.

Doba, kdy byla mateřská děloha vědci považována za jakýsi „sejf“, v němž je vyvíjející se plod izolován jak od okolního světa, tak od těla matky, je nenávratně pryč. Dnes dokážou na základě řady indicií vědci odhadnout, že plod je velmi čilým organismem, který dokáže svět okolo sebe velmi dobře vnímat.

Nejprve se u něj rozvine hmat, poté chemické smysly (chuť a „čich“), pak smysl pro rovnováhu, sluch a nakonec i zrak. Vědci se nyní čím dál více zajímají i o vývoj centrální nervové soustavy, zejména mozku.

Jedním z nápadných znaků rozvinuté nervové soustavy je i spánek. Nyní již bezpečně víme, že počínaje 7. měsícem embrya v děloze většinu času prospí. Spí však i menší, nevyvinuté plody? Jaký je vlastně vývojový kořen a význam spánku?

S odpovědí na tyto otázky přispěchali nedávno překvapivě matematici.

Jak nahlédnout miminku do hlavy Vědci, kteří se snaží zjistit, co přesně se děje během jednotlivých fází těhotenství, jsou oproti většině svých kolegů přirozeně znevýhodněni. Zkoumat mozek dítěte metodami, na které jsou vědci zvyklí (např.

elektroencefalografem či magnetickou rezonancí) není možné. Jediné metody, které jim zbývají, jsou takzvané metody neinvazní, tedy takové, které objekt svého výzkumu nijak nepoškozují. Takové metody, například ultrazvuk, dokázaly však již přinést mnoho zajímavých poznatků.

Například u plodu staršího než 7 měsíců odhalit velmi rychlé pohyby očí (z angl. rapid eye movement), podle nichž pojmenovali vědci jistou fázi spánku, takzvanou REM-fázi. U dětí i dospělých lidí má tato fáze spánku největší význam pro restauraci psychických procesů a také vytváření paměti, zdá se nám během ní také nejvíce snů.

Přesná data ukazují, že REM-fáze a NREM (tedy taková, při níž mozek zcela odpočívá), se u dětí starších než 7 měsíců střídají zhruba po 20–40 minutách. Jaký je však význam těchto cyklů? Kde se vlastně berou?

Matematika ve službách mozkovědců Neurologové se kromě popisu fungování mozku dospělých lidí musí přirozeně zajímat o vývoj mozku včetně jeho jednotlivých funkcí. Právě v odhalení vývojových mechanismů totiž může ležet klíč k pochopení velké řady problémů, s nimiž se musí potýkat jak novorozeňata, tak dospělí lidé (syndrom náhlého úmrtí novorozenců, různé neurologické poruchy).

Právě proto věnují pozornost i takovým zdánlivým maličkostem, jako je střídání spánkových fází plodu v děloze. Základní nezodpovězená otázka tedy zní: Objeví se tyto cykly jednoho dne z ničeho nic, nebo navazují na nějaký dřívější rytmus ve formování a aktivitě mozkové tkáně?

Aby zaplnila tuto mezeru v našem vědění, pustil se tým německých vědců v čele s matematičkou Karin Schwabovou do bádání. Jelikož však nutný soubor dat nelze získat z lidských embryí, zaznamenávali vědci elektrickou aktivitu mozků jiných organismů – ovcí.

Ovečky mají v děloze obvykle dvě mláďata, která velikostí připomínají lidské děti. Jakmile získali příslušný soubor dat, přišla na řadu další neinvazní metoda – matematika. Prostřednictvím sofistikovaného aparátu nelineární analýzy odhalila Schwabová cykly, které se opakovaly po 5–10 minutách.

Jak tedy vidí význam svých závěrů sama autorka? „Naše výzkumy ukazují, že spánek se neobjevuje v odpočívajícím mozku z ničeho nic. Spánek a změny spánkových cyklů jsou aktivní a regulované procesy.“Cítí plod bolest? O tom, jak vlastně nenarozená miminka prožívají svůj čas v matčině lůně, se můžeme pouze dohadovat. Žádné miminko nám to samo nepoví a možnosti zkoumat je přímo v těle ženy jsou velmi omezené. Otázka, zda a v jaké vývojové fázi začíná nový človíček cítit bolest, je velmi citlivá, neboť je přirozeně nejvíce zajímá ty, kteří mají rozhodnout o tom o tom, zda legálně připustit možnost potratu či nikoliv.

Názory, které přiznávají teprve vyvíjejícímu se plodu možnost pociťovat bolest, se opírají o to, že již během 26 týdne těhotenství se vyvíjejí spoje mezi thalamem (zadní částí mezimozku) a mozkovou kůrou koncového mozku.

Tyto spoje mohou hrát roli prostředníka mezi periferními oblastmi těla a mozkovou kůrou, v níž se postupně utváří vědomí. Je to však dostatečný důkaz? Skeptici namítají, že pro plné prožívání je třeba nejen elementárních mozkových funkcí, ale také plně funkční smyslové orgány.

Svou roli jistě hrají i emocionální a poznávací faktory.