Kad je imao dvije godine, Ben je izgubio vid na lijevo oko. Majka ga je odvela liječniku i ubrzo su otkrili da ima rak mrežnice na oba oka. Kemoterapija i zračenje nisu uspjeli, pa su mu kirurzi morali uklonili oba oka. Ben je zauvijek izgubio vid, piše Yahoo.
POGLEDAJTE VIDEO: Nevjerojatne činjenice o snovima
Ali u dobi od sedam godina, Ben je osmislio taktiku za dekodiranje svijeta oko sebe. Coktao bi ustima i osluškivao povratne odjeke. Ova metoda pomogla mu je utvrditi na kojim su mjestima otvorena vrata, parkirani automobili ili kanta za smeće. On je eholocirao jer se zvuk njegova coktanja odbijao u obliku zvučnih valova od predmeta u okolini. Ben je, hvatajući te valove, u glavi gradio mentalnu sliku okruženja.
Eholokacija možda zvuči kao nevjerojatan podvig za čovjeka, ali tisuće slijepih ljudi usavršile su ovu vještinu, baš kao što je to učinio i Ben. O ovom fenomenu se govori još od četrdesetih godina prošlog stoljeća, kada su riječ eholokacija prvi put iskoristili u znanstvenom članku pod nazivom Eholokacija slijepih ljudi, šišmiša i radara.
Na koji način sljepoća stvara sposobnost razumijevanja okoline sluhom? Odgovor leži u daru koji je evolucijom dodijeljen mozgu, a to je ogromna prilagodljivost.
Kad god naučimo nešto novo ili novu vještinu te izmijenimo svoje navike, fizička struktura našeg mozga se mijenja. Neuroni, stanice odgovorne za brzu obradu informacija u mozgu međusobno su povezane. No veze između njih neprestano se mijenjaju te jačaju i oslabljuju. Područje neuroznanosti ovaj fenomen naziva plastičnost mozga, referirajući se na sposobnost mozga da poput plastike poprima nove oblike i zadržava ih.
Novija otkrića u neuroznanosti sugeriraju da je moždana fleksibilnost ipak daleko nijansiranija od pukog zadržavanje oblika. Da bismo to shvatili, na plastičnost mozga se referiramo kao na premreženost kako bismo istaknuli ovaj ogromni sustav od 86 milijardi neurona i 0,2 kvadrilijuna veza koje se mijenjaju u svakom trenutku vašeg života.
Neuroznanost je mislila da su različiti dijelovi mozga unaprijed određeni za obavljanje određenih funkcija. No novija su otkrića promijenila tu paradigmu. Dijelu mozga u početku može biti dodijeljen određeni zadatak. Primjerice, stražnji dio našeg mozga naziva se vizualni korteks jer obično obrađuje vid. Ali to područje može raditi i druge zadatke,. Nema ništa posebno oko neurona u vizualnom korteksu. Oni su jednostavno neuroni koji slučajno sudjeluju u obradi oblika ili boja kod ljudi koji imaju funkcionalne oči. Ali kod ljudi koji su izgubili vid, ti isti neuroni mogu se preoblikovati za obradu drugih vrsta informacija.
Majka priroda našem mozgu je omogućila lakšu prilagodljivost okolnostima. Kao što su oštri zubi i brze noge korisni za preživljavanje, isto vrijedi i za sposobnost mozga da se prekonfigurira. Premreženost mozga omogućuje učenje, pamćenje i sposobnost razvijanja novih vještina.
U Benovom slučaju, fleksibilnost njegovog mozga prenamijenila je vizualni korteks u područje za obradu zvuka. Na taj način Ben je imao na raspolaganju više neurona za obradu slušnih informacija, a ta povećana procesorska snaga omogućila je Benu da nevjerojatno detaljno protumači zvučne valove. Benov super sluh pokazuje opće pravilo, odnosno da određeni osjet postaje bolji kako na raspolaganju ima više područja u mozgu.
Posljednjih desetljeća bilo je više otkrića o premreženosti, ali možda je najveće iznenađenje njegova brzina. Moždani se krugovi reorganiziraju ne samo kod ljudi koji su tek izgubili vid nego i kod slabovidnih ili kod ljudi koji su privremeno slijepi. U jednoj studiji videći sudionici intenzivno su učili čitati Brailleovo pismo. Znanstvenici su kod pola sudionika stavili povez na oči. Nakon pet dana sudionici koji su nosili poveze mogli su puno bolje razlikovati suptilne razlike između znakova pisma nego sudionici koji nisu nosili poveze.
Još neobičnije, sudionici povezanih očiju pokazali su aktivaciju u vizualnim regijama mozga kao odgovor na dodir i zvuk. Sudionici povezanih očiju bolje su se snašli u zadatku vezanom uz dodir, jer je njihov vizualni korteks pomagao u situaciji. Nakon uklanjanja poveza s očima, vizualni se korteks vratio u normalno stanje u roku od jednog dana i više nije reagirao na dodir i zvuk.
No takve promjene ne moraju trajati pet dana, što je pokazala i ova studija. Kontinuirano su mjerili moždanu aktivnost sudionika s povezom preko očiju i ustanovili da se aktivnost povezana s dodirom pojavljuje u vizualnom korteksu za otprilike sat vremena.
Kakve veze sa snovima imaju fleksibilnost mozga i brzo preuzimanje korteksa? Možda više nego što se prije mislilo. Ben je očito imao koristi od preraspodjele svog vizualnog korteksa na druga osjetila jer je trajno izgubio vid, no što je sa sudionicima studije koji su nosili povez preko očiju? Ako je naš gubitak osjeta samo privremen, onda brza promjena mozga možda neće biti toliko korisna.
I to nas vodi do toga zašto sanjamo
Problem su istraživali David M. Eagleman i Don A. Vaughn, a rad im je objavio časopis bioRxiv.
U neprekidnoj konkurenciji za teritorij mozga, vizualni sustav ima jedinstveni problem: zbog rotacije planeta sav živi svijet uranja u tamu u prosjeku svakih 12 sati. Naravno, ovo se odnosi na veliku većinu evolucijskog vremena, a ne na naš današnji svijet koji ima struju. Naši su preci zapravo bili nesvjesni sudionici eksperimenta s povezom na očima, svake noći tijekom svog života. Pa kako je onda vizualni korteks mozga naših predaka u toj tami branio svoj teritorij?
Znanstvenici smatraju da mozak čuva teritorij vizualnog korteksa održavajući ga aktivnim noću. U tzv. teoriji obrambene aktivacije san tijekom spavanja održava neurone u vizualnom korteksu aktivnima, čime se bori protiv preuzimanja teritorija od strane susjednih osjetila. Zato su snovi prvenstveno vizualni, odnosno jer je to jedino osjetilo koje je u nepovoljnom položaju u mraku. Dakle, zbog mraka je samo vizualni korteks ranjiv, pa se na taj način štiti stvaranje aktivnosti.
Kod ljudi je spavanje isprekidano brzim pokretom očiju, REM spavanjem svakih 90 minuta. Tada ljudi najviše sanjaju. Iako se neki oblici sanjanja mogu zbivati i u drugim fazama sna, takvi su snovi apstraktni i nedostaje im vizualna živost REM snova.
REM spavanje pokreće specijalizirani skup neurona koji šalju aktivnost ravno u vizualni korteks mozga. Zato imamo iskustvo vida iako su nam oči zatvorene. Ova aktivnost u vizualnom korteksu vjerojatno je razlog zašto su snovi slikoviti i filmski. Sklop za poticanje snova također paralizira vaše mišiće tijekom REM spavanja, tako da vaš mozak može simulirati vizualno iskustvo bez istodobnog pomicanja tijela. Anatomska preciznost ovih sklopova sugerira da je san tijekom spavanja biološki važan. Ovako precizni i univerzalni sklopovi se rijetko razvijaju bez važne funkcije iza sebe.
Teorija obrambenog aktiviranja daje nešto jasnije odgovore o sanjanju. Primjerice, budući da se fleksibilnost mozga smanjuje s godinama, udio sna provedenog u REM-u također bi se trebao smanjivati tijekom cijelog životnog vijeka. I upravo se to događa. Kod odraslih ljudi na REM otpada polovica vremena spavanja dojenčeta, ali taj se postotak stalno smanjuje da bi u starijoj dobi iznosio oko 18 posto. Čini se da je tada REM spavanje manje potrebno jer mozak postaje manje fleksibilan.
Naravno, ovaj odnos nije dovoljan za dokazivanje teorije obrambenog aktiviranja. Da bi ga testirali na dubljoj razini, znanstvenici su proširili istraživanje i na životinje. Teorija obrambene aktivacije nudi i specifično predviđanje: što je mozak životinje fleksibilniji, to mu treba više REM spavanja da obrani svoj vizualni sustav.
Zato su ispitali u kojoj je mjeri mozak 25 vrsta primata "unaprijed programiran" za razliku od fleksibilnosti pri rođenju. Kako su to mogli izmjeriti? Pogledali su vrijeme potrebno za razvoj životinja svake vrste. Koliko vremena trebaju za odvajanje od majki? Koliko brzo nauče hodati? Koliko godina do puberteta? Što je brži razvoj životinje, to dokazuje da je mozak unaprijed programiran i manje fleksibilan.
Kao što su i predvidjeli, znanstvenici su otkrili da vrste s fleksibilnijim mozgom svake noći provode više vremena u REM snu. Čini da ove dvije mjere, fleksibilnost mozga i REM spavanje, isprva nisu povezane. No zapravo su povezane.
Kao popratnu napomenu, dvije vrste primata koje su promatrali bile su noćne vrste. Ni to ne mijenja hipotezu: kad god životinja spava, bilo noću ili danju, vizualni korteks riskira da ga preuzmu ostala osjetila. Noćni primati, opremljeni snažnim noćnim vidom, koriste svoj vid tijekom cijele noći dok traže hranu i izbjegavaju grabežljivce. Kad kasnije spavaju tijekom dana, zatvorene oči ne dopuštaju vizualni unos, pa stoga njihov vizualni korteks zahtijeva obranu.
Ljudi koji su vrlo rano izgubili vid ne doživljavaju vizualne slike u snu
Povezanost neurona iz snova toliko je važna da je nalazimo čak i kod ljudi koji su rođeni slijepi. Međutim, oni koji su se rodili bez vida ili su ga izgubili vrlo rano, u snu ne doživljavaju vizualne slike. Umjesto toga, imaju druga osjetilna iskustva. Sanjaju da se moraju snaći u preuređenoj dnevnoj sobi ili čuju čudan lavež pasa. To je zato što su druga osjetila preuzela njihov vizualni korteks. Slijepi i videći ljudi doživljavaju aktivnost u istoj regiji svog mozga tijekom snova. Razlikuju se samo u osjetilima koja se tamo obrađuju.
Zanimljivo je da ljudi koji oslijepe nakon sedme godine imaju više vizualnog sadržaja u snovima od onih koji oslijepe u mlađoj dobi. To je također u skladu s teorijom obrambene aktivacije. Mozak postaje manje fleksibilan kako starimo, pa ako netko izgubi vid u starijoj dobi, nevizualna osjetila ne mogu u potpunosti osvojiti vizualni korteks.
Ako su snovi vizualne halucinacije potaknute nedostatkom vizualnog unosa, mogli bismo očekivati da ćemo slične vizualne halucinacije pronaći kod ljudi koji su polako lišeni vidnog unosa dok su budni. U stvari, upravo se to događa kod ljudi s degeneracijom oka ili zatvorenika u samicama. U svim tim slučajevima ljudi vide stvari kojih nema.
Znanstvenici su razvili obrambenu teoriju aktivacije kako bi objasnili vizualne halucinacije tijekom duljih razdoblja tame, ali ona može predstavljati općenitiji princip. Mozak je razvio specifičan sklop za stvaranje aktivnosti koja kompenzira razdoblja oduzetosti. To se može dogoditi u nekoliko scenarija. Primjerice, kada je lišavanje redovito i predvidljivo kao što su snovi tijekom spavanja, kada postoji oštećenje osjetilnog ulaznog puta (npr. sindrom tinitusa ili fantomskog uda) i kad je lišavanje nepredvidljivo kao što su to inducirane halucinacije senzornom deprivacijom. U tom smislu, halucinacije zapravo mogu biti značajka sustava mozga, a ne greška u njemu.
Znanstvenici sada provode sustavnu usporedbu između različitih vrsta širom životinjskog carstva. Do sada su dokazi bili ohrabrujući. Neki su sisavci rođeni nezreli, nesposobni sami regulirati temperaturu, nabaviti hranu ili se obraniti. S druge strane, neki su rođeni zreli te iz maternice izlaze sa zubima, krznom, otvorenim očima i sposobnostima reguliranja temperature, hodanja u roku od sat vremena od rođenja i jedenja čvrste hrane. Nezrele životinje imaju do osam puta više REM sna nego one rođene zrele. Zašto? Jer kada je mozak novorođenčeta vrlo fleksibilan, sustav zahtijeva više napora za obranu vizualnog korteksa tijekom spavanja.
Snovi su oduvijek zbunjivali filozofe, svećenike i pjesnike. Što oni znače? Najavljuju li budućnost? Posljednjih desetljeća snovima se bave neuroznanstvenici kao jednom od središnjih neriješenih misterija tog područja. Služe li oni praktičnijoj, funkcionalnijoj svrsi? Znanstvenici smatraju da snovi makar djelomično postoje kako bi spriječili da ostala osjetila preuzmu vizualni korteks mozga kada on ostaje besposlen. Snovi su protuteža prevelikoj fleksibilnosti. Stoga, iako su snovi već dugo tema pjesama i priča, oni se možda mogu bolje razumjeti kao neobično dijete ljubavi plastičnosti mozga i rotacije planeta.