Nove tehnologije pomažu u rasvjetljavanju najveće neriješene misterije biologije: kako zaista funkcioniše mozak.
Foto: darpa.mil
Van Vedin gladi svoju prosijedu bradu i naginje se prema monitoru svog računara prebirajući gomilu fajlova. Sjedimo u bibilioteci bez prozora, okruženi požutjelim kutijama sa starim pismima, izgužvanim naučnim časopisima i projektorom za slajdove koji još niko nije stigao da baci u đubre.
„Trebaće mi malo vermena da nađem tvoj mozak”, kaže on.
Na hard-disku Vedin čuva nekoliko stotina mozgova – vrlo detaljnih trodimenzionalnih prikaza mozgova majmuna, pacova i ljudi, uključujući tu i moj mozak. Vedin mi nudi da me povede na putovanje kroz moju sopstvenu glavu.
„Posjetićemo sve turističke znamenitosti”, obećava mi uz osmeh.
Ovo je moja druga posjeta Centru za biomedicinsko snimanje „Martinos”, koji je smješten u nekadašnjoj fabrici za izradu brodskih užadi u bostonskoj luci. Kada sam došao prvi put prije nekoliko nedjelja, ponudio sam Vedinu i njegovim kolegama da budem njihovo naučno zamorče. Ležim u prostoriji za skeniranje na ravnom ležaju, dok mi je donji dio glave položen u otvorenu plastičnu kutiju. Radiolog mi spušta bijeli plastični šljem preko lica. Posmatram ga kroz otvore za oči dok zavrtnjima pričvršćuje šlem, tako da 96 minijaturnih antena u njemu budu dovoljno blizu mog mozga kako bi uhvatile radio-talase koje on emituje. Dok ležaj klizi u cilindrično ždrijelo skenera, prisjećam se „Čoveka sa gvozdenom maskom”.
Foto: trainyourbrain.tv
Magneti koji me sada okružuju počinju da krče i zuje. Sat vremena ležim mirno, zatvorenih očiju, pokušavajući da obuzdam misli i ostanem smiren. Ali to nije lako. Da bi iz skenera izvukli što veću rezoluciju, Vedin i njegove kolege su ga tako konstruisali da jedva ima mjesta da unutra stane osoba moje veličine. Da bih obuzdao paniku, dišem lagano i pokušavam da se prisjećam slika iz prošlosti, na primjer kako sam jednom vodio svoju devetogodišnju kći u školu kroz ogromne smetove navijalog snijega.
Dok tamo ležim, pomišljam kako su sve te misli i osjećanja proizvod jedne loptice od mesa, teške 1,4 kilograma, koja je predmet ispitivanja: moj strah, nošen električnim impulsima koji se spajaju u komadiću tkiva bademastog oblika u mom mozgu, zvanom amigdala, i smirujući odgovor na njih, koji potiče iz predjela frontalnog korteksa. Moje sjećanje na šetnju sa ćerkom koordiniše jedna vijuga neurona u obliku morskog konjica, zvana hipokampus, koja reaktivira široku mrežu linkova po čitavom mozgu, nastalih onda kada sam bauljao po smetovima i stvarao ovo sjećanje.
Podvrgao sam se ovom eksperimentu u okviru istraživanja jedne od najvećih naučnih revolucija našeg doba: nevjerovatnog napretka u razumijevanju kako funkcioniše ljudski mozak. Neki neurolozi se koncentrišu na finu strukturu pojedinačnih nervnih ćelija, ili neurona. Drugi mapiraju biohemiju mozga i istražuju kako milijarde naših neurona proizvode i koriste na hiljade različitih vrsta proteina. A ostali, među koje se ubraja i Vedin, stvaraju nevjerovatno detaljan slikovni prikaz nervature mozga: mrežu od 160.000 kilometara nervnih vlakana, takozvane bijele mase, koja povezuje različite komponente našeg uma i pobuđuje sve ono što mislimo, osjećamo i percipiramo. Vlada Sjedinjenih Država podržava ova istraživanja posredstvom Inicijative za ispitivanje mozga naprednim inovativnim tehnologijama (skraćeno BRAIN). U svojoj izjavi, predsjednik Barak Obama je rekao da ovaj obiman projekat, čiji je cilj da ubrza mapiranje naše nervature, „daje naučnicima u ruke alat koji im je potreban da bi dobili dinamičnu sliku funkcionisanja ljudskog mozga”.
Foto: zimmern-or.de
Posmatrajući kako mozak radi, naučnici će moći da uoče i njegove mane. Oni su počeli da uočavaju razlike između mozga normalnih ljudi i mozga ljudi sa nekim poremećajem, kao što su šizofrenija, autizam i Alchajmerova bolest. Detaljnijim mapiranjem mozga moći će da saznaju kako da izvrše dijagnozu poremećaja prema njihovom djelovanju na anatomiju, a možda čak i da otkriju kako ti poremećaji nastaju.
Kad sam ponovo došao u njegovu laboratoriju, Vedin konačno pronalazi snimak sa moje seanse na skeneru. Na monitoru se pojavljuje moj mozak. Svojom tehnikom, zvanom difuzija spektra, Vedin pretvara radio-signale bijele moždane mase u atlas visoke rezolucije tog neurološkog interneta. Njegov skener mapira snopove nervnih vlakana koji formiraju stotine hiljada putanja za prenos informacija od jednog dijela mozga do drugog. Vedin svaku od tih putanja boji drugom bojom, tako da moj mozak liči na eksploziju obojenih vlakana poput neke psihodelične persijske mačke.
Vedin posebno obraća pažnju na pojedine putanje i pokazuje mi nervaturu koja je važna za jezik i druge misaone funkcije. Zatim privremeno uklanja većinu putanja da bih lakše vidio kako su organizovane. Dok ih uveličava, pred mojim očima se ukazuje nešto nevjerovatno. I pored izuzetno složenog spleta putanja, one se sve sijeku pod pravim uglom kao linije u svesci na kvadratiće.
Izvor: Karl Zimer nationalgeographic.rs
