Když chtějí vědci charakterizovat lidský mozek, nejnověji užívají přirovnání o propojení mikrokosmu s makrokosmem. Vždyť náš mozek obsahuje asi miliard tisíc (tisíc miliard??) nervových buněk – jako hvězd v nekonečném vesmíru. Nejnověji odborníci opět dokázali, že lidé kapacitu mozku dokážou v běžné praxi zatím využívat na pouhých 10 procent!
Mozek člověka je sídlem vědomí, myšlení, uvažování i paměti. Experti z různých vědeckých oborů ho zkoumají již přes 150 let. Odhadují, že dodnes znají jen cca 11 % celkových faktů o jeho vlastnostech a možnostech. Do budoucna na ně tedy čekají ještě mnohé záhady. Na jejich odhalování se velmi aktivně podílejí i naši vědci.
Nastupují početní neurovědy
Mají jim je pomoci objasnit také nové vědní obory. Důležitou roli mezi nimi hrají početní neurovědy (computational neuroscience).
Tento mladý obor se nachází na pomezí biologie, fyziky, matematiky a informatiky. Na co se zaměřuje? Dominuje kvantitativní pohled na problematiku, jakým způsobem nervová soustava zpracovává a přenáší informace z našeho okolí do mozku. Studuje chování neuronů – ať ve skupinách, či jednotlivě.
Neplave si z rozmaru
Pro další výklad stručně připomeňme, že mozek je uložen v lebce, která ho chrání. Společně s míchou tvoří mozek centrální nervovou soustavu (CNS). Vládne všem nervům v těle. Jeho bodyguardy je soustava mozkových plen. Navíc si bezpečně „plave“ v mozkomíšním moku. Je to čirá tekutina, obklopující mozek a míchu, tvoří tekutý obal a nadlehčuje struktury CNS. Mozek v moku vlastně plave, což až o 97 % snižuje jeho hmotnost, čímž chrání delikátní orgán před poraněním vlastní vahou. Tato tekutina je ochranou i před nárazy, otřesy, ale např. také před infekcí. Pokud se jinak bezbarvá tekutina zabarví, jde o signalizaci nějaké nemoci. To se zjistí tzv. punkcí, kdy nabodnutím (píchnutím) lékaři získají tzv. punktát k laboratornímu zkoumání. Technologie jeho zpracování se stále zdokonalují.
To je on – neuron
Základní kámen unikátní stavby mozku představuje nervová buňka, alias neuron. Mozek jich obsahuje – podle odhadů – 100 miliard (??viz perex!).
Neurony mozku se od ostatních buněk lidského těla liší velmi složitými tvary. Mají kulovité tělíčko, ze kterého komplikovaně vycházejí tvarované výčnělky, podobné korunám rozvětvených stromů. Převažují neurony s buněčným tělem v průměru velké 10 až 50 tisícin milimetru. Z něj vystupují milimetrové větve; každá měří jeden milimetr. Další větvení, v podobě příchytky zvané axon, se stýká s větvením ostatních neuronů. Tyto vzájemné spoje se nazývají synapse. Jediný neuron vytváří 10 000 synapsí s jinými neurony. V našem mozku máme 100 miliardkrát 10 000 synapsí, což je celkem milion miliard. Neuvěřitelné!
Přitom se v poslední době někteří vědci dokonce domnívají, že jejich počet je mnohokrát větší.
Přes tyto malilinkaté spoje neustále putují biliony vzruchů a informací. Pohyby všech vesmírných těles a informace o jejich vlastnostech jsou jen velmi chabým přirovnáním k činnosti lidského mozku. Právě tím se zabývají početní neurovědy.
Každý z nás je vodič
Mozek tvoří až 78 % vody, což je více než v namočené houbě na utírání tabule či na mytí nádobí. V této souvislosti se badatelé už dlouho zabývají snahou co nejpodrobněji vysvětlit, jak se při takovém množství vody mohou šířit v mozku elektrické signály.
Je známo, že celé lidské tělo je vodivé. Smutným důkazem toho je například zasažení člověka bleskem při letní bouřce. „Celý proces vedení elektrických signálů zprostředkují vodivá nervová vlákna, po kterých se elektrický impuls vzniklý v buňkách šíří a odevzdává dále,“ dozvědělo se 21. STOLETÍ od doc. MUDr. Daniely Ostatníkové, Ph.D., z Lékařské fakulty Univerzity Komenského v Bratislavě.
Vědci nedávno dokázali, že na nervových buňkách (neuronech) v takovém případě dochází ke dvěma procesům – vzrušení a vedení.
Vzrušení není náhodné
Pokud se neuron vzruší tak, že jeho vzrušení dosáhne práh pro vedení po jejím nervovém vlákně, dokáže toto nadprahové vzrušení odevzdat dalším nervovým buňkám prostřednictvím vzájemného spojení (synapse). Synapse tak „transformují“ elektrickou energii na chemickou. Chemický přenos organismus přísně střeží tak, aby se týkal pouze dvou buněk, mezi kterými probíhá. To zabezpečují tzv. gliové buňky, které těsně obklopují synapsi. Tak znemožňují případné „rozlití“ chemické látky, čímž by došlo k nechtěnému – a nežádoucími – ovlivnění jiných neuronů. Právě takovýmto ostře vymezeným způsobem se zabezpečuje specifický přenos – např. řízení pohybů určitých svalů.
Přeskakují i jiskry
Jak experti nedávno objevili, v našem mozku (uloženém v omezeném prostoru) se přenosy signálů mezi neurony uskutečňují také „přeskočením jiskry“. Vzhledem k tzv. intimní blízkosti neuronů se využívají také látky – neuromodulátory, které ovlivňují mnoho sousedních neuronů, protože se vyplavují do mimobuněčného prostoru a působí přes receptory v membránách milionů mozkových buněk najednou.
Kdy budeme transplantovat celý mozek?
Už běžně se transplantuje mnoho tělesných orgánů – dokonce i srdce, bez kterého nemůžeme žít.
Největší část obsahu naší lebky zabírá tzv. koncový mozek (telencephalon). Zde má sídlo nejen čich a naše různé emoce, ale dochází zde ke zpracování dalších vnějších podnětů – chuťových, zrakových a sluchových.
Odborníci předpokládají, že pokusy o transplantaci kompletního mozku budou aktuální až v příštím století. Už nyní existují snahy nahradit alespoň funkce některých částí mozku. Na cestě k náhradě zraku experti učinili jen první krůčky.
Kmenové buňky znamenají naději
Prof. MUDr. Eva Syková, DrSc., ředitelka Ústavu experimentální medicíny AV ČR, předsedkyně České společnosti pro neurovědy, se dlouhodobě věnuje experimentální léčbě tzv. ischemické léze mozku a poranění míchy. Je světovou expertkou na tzv. kmenové buňky, které by dokázaly plnohodnotně nahradit poškozené specializované buňky rozmanitých tkání. Její tým se zaměřil i na dospělé kmenové buňky, zvláště pak z kostní dřeně a tukové tkáně. „Jejich velkou výhodou je snadnost jejich získání, když každý pacient může být sám sobě dárcem, kultivace a možnost transplantovat je s minimálními etickými problémy,“ vysvětluje prof. Syková.
Vraždění embryí to není
Pokud jde o etické problémy, má na mysli protesty (zejména církve) proti využívání kmenových buněk embryonálních, což někdo označuje za „vraždění“ lidských zárodků. (Ty se ovšem získávají z nepoužitelného biologického odpadu, takže nejde o usmrcování lidských plodů!)
Tým profesorky Sykové již uvedené buňky transplantoval potkanům s poraněním mozku nebo míchy. Vědci nyní zjistili, že migrují přesně do místa poranění. Po čase dochází u potkanů k významnému zlepšení jak hybnosti, tak i citlivosti zadních končetin. Vědci tím zatím u zvířat prokázali, že je možné alespoň částečná léčba chronického poranění míchy. To se stává pověstným světlem na konci tmavého tunelu i pro podobně postižené lidi, kteří se nemohou tak pohybovat.
Straší nejen Alzheimer
Tak se nyní rozvíjí regenerativní medicína jako lékařský vědní obor, který zahrnuje využití kmenových buněk a biomateriálů k terapii. Přináší rovněž obrovský pokrok v léčbě dosud neléčitelných nemocí. Mnohé z nich jsou onemocněním mozku a míchy.
V současnosti straší degenerativní postižení mozku – Parkinsonova choroba a Alzheimerova nemoc. Vědci se shodují na tom, že mohou souviset s narušenou rovnováhou při tvorbě a uvolňování speciálních látek, vznikajících v našem organismu a „působících“ na jeho různé části, tedy přenašečů nervových vzruchů, tzv. mozkových transmiterů. Důležitým přenašečem je i látka serotonin. V mozku hraje specifickou úlohu při kontrole naší nálady, chuti, paměti a schopnosti se učit. Množství serotoninových receptorů s věkem klesá.
Všechna tajemství mozku jen tak neodhalíme
Mozek (tedy i ten náš) se považuje za zázrak přírody. Nejen proto, že bychom díky němu měli v hlavně knihovnu s 20 000 slovníky. Proto se někdy přirovnává k počítači či internetu, ovšem spojenému se živým lidským tělem.
Celková délka myelinových nervových vláken v mozku činí 150 000–180 000 km! Zdejší nervové buňky nikdy neodpočívají ani v období posilujícího spánku; tehdy provádějí zcela odlišnou činnost než při bdění. Odborníci si tedy na nedostatek budoucí práce při odhalování tajemství mozku nemohou stěžovat.
Prof. MUDr. Eva Syková, DrSc., tvrdí: „My tady už nebudeme, ale mozek se díky své složitosti bude zkoumat i nadále.“
Více se dozvíte:
Evropský týden mozku 2010, Ústav experimentální medicíny AV ČR, 2010
Velký lékařský slovník, MAXDORF JESSENIUS, 2009
I. Bukovský: Návod na přežití pro muže, AKV Bratislava, 2007
Anatomie lidského těla, CP Books, 2005
http://cs.wikipedia.org/wiki/
V hlavě nosíme ovesnou kaši
Lidský mozek odborníci považují za nejsložitější jev ve známém vesmíru. Přitom je velký jako grapefruit (se 78 % vody). Tvoří ho růžově šedá hmota, která se podobá studené ovesné kaši v množství dvou velkých hrstí. U dospělého člověka má mozek hmotnost asi 1,5 kg, celkovou plochu povrchu 2500 cm2. Velikost vůbec není v přímé relaci s inteligencí. Tato část centrálního nervového systému spočívá v lebeční dutině, která ji ochraňuje před zraněním. Strukturou se podobá vlašskému ořechu. Tloušťka šedé kůry (vrstva neuronů na povrchu mozku): 1,5 mm–4,5 mm.
Máme tři mozky?
Odborníci se ani neshodují na stavbě mozku. Většinou ho dělí na čtyři části: mozkové hemisféry (polokoule), mezimozek, mozkový kmen a mozeček. Někteří anatomové ovšem mezimozek přiřazují k mozku, jiní k mozkovému kmeni.
Nedávno se objevila hypotéza, že máme dokonce tři mozky!
Historicky první nás spojuje s ještěry a plazy. Tvoří ho prodloužená mícha, která zajišťuje mj. dýchání, krevní oběh, srdeční činnost…
Druhý mozek patří i savcům. Mozkový kmen a míchu propojují součásti tzv. limbického systému, které ovlivňují naše chování a city.
Třetí částí je šedá kůra mozková. V ní sídlí centra související s tzv. vyšším intelektem – centrum řeči, některé druhy paměti…Uvedené tři mozkové formy uvažují a reagují rozdílně a naprosto samostatně.
Objev: Neurony se obnovují i ve stáří
Nové poznatky upřesnily, že mozek se začíná vyvíjet již u čtyřtýdenního lidského embrya -jako část nervové trubice. Mozek novorozeně má hmotnost 350–400 g.
Postrachem starších lidí se stalo tvrzení odborníků, že s věkem neurony nenávratně mizí. Nyní už víme, že s věkem se neztrácí tvárnost (plasticita) mozku. Jinak bychom si nic např. nezapamatovali. Nejnovější pokusy dokazují, že se stářím je v mozku méně struktur, které dovedou měnit, přeorganizovat neuronové okruhy. Vývin nervových buněk pokračuje i v dospělém věku. Výsledky nedávných experimentů dávají nadějí, že pomocí tzv. genové terapie se podpoří růst nových (!) nervových buněk i v různých stadiích dospělosti!
Mozek mužů a žen se liší
Vědci z americké Harvard Medical School prokázali rozdíly ve velikosti některých částí ženského a mužského mozku. Např. hmota čelního laloku, kde sídlí centrum pro rozhodování a řešení problémů, je u žen v poměru k mužskému mozku větší. Ženy tak předurčuje k lepší schopnosti rozhodování, emocí a prostorové orientace. Muži se zase lépe soustředí, protože jejich předci v pradávnu bránili území, hledali potravu – a také matku svých potomků. Po někdejším sledování kořisti jim zůstalo tzv. tunelové vidění. Proto často obtížně hledají malou věc v omezeném prostoru. Mají daleko nižší práh bolesti než ženy.
