Било је мало шанси да нестане слона у соби. Отприлике десетак година након што је Симба умрла у зоолошком врту у Цлевеланд Метропаркс, положена је плоча од њеног жућкастог набора, мозга величине кошарке, постављена пред Јохном Аллманом, неурознанственицом са Калифорнијског технолошког института у Пасадени.
Сличан садржај
- Лепота мозга
- Како наш мозак памти
Конзервиран у формалдехиду, изгледао је као пола палачинке, смрзнута чврста супстанца на маглу од сувог леда. Аллман га је пажљиво исекао употребом лабораторијског еквивалента сечива за дели дели меса. Када је трајао нешто више од сат времена, исклесао је 136 одсека танких од папира.
Аллман је тражио посебну врсту ћелије мозга за коју сумња да је кључ за то како афрички слон - попут људског бића - успева да остане привржен непрестаним нијансама друштвене интеракције. Ове мождане ћелије у облику вретена, назване вон Ецономо неурони - назване по човеку који их је први описао - налазе се само у људским бићима, великим мајмунима и прегршт других изразито похлепних створења. Аллман (66) упоређује мозак људи и других животиња да би стекао увид у еволуцију људског понашања.
"Неурознаност изгледа нерадо да приступи питању шта је то што наш мозак чини људима, а Џон управо то ради", каже Тодд Преусс, неуроанатомиста и антрополог из Националног истраживачког центра за примат у Иеркесу у Атланти. "Знамо врло, врло мало о томе како се наши мозгови разликују од других животиња", осим што су наши мозгови већи. "
Вон Ецономо неурони су најупечатљивији налаз последњих година у компаративном истраживању мозга, у којем научници проналазе ситне разлике међу врстама. Неуроанатомиста Патрицк Хоф и његове колеге са Медицинске школе Моунт Синаи на Менхетну први су пут наишли на неуроне у узорцима људског мозга 1995. године, у пределу мозга који се зове предњи цингулатни кортекс. Већина неурона има конусна или звездаста тела са неколико гранастих избочења, званих дендрити, који примају сигнале из суседних ћелија. Али, вон Ецономо неурони су танки и издужени, са само једним дендритом на сваком крају. Четири су пута веће од већине осталих ћелија мозга, а чак су и у врстама које имају ћелије ретке.
Испоставило се да је тим са Менхетна поново открио нејасан ћелијски тип који је први пут идентификован 1881. Хоф је ове ћелије назвао по бечком анатому Цонстантину вон Ецономо-у који је прецизно описао неуроне у људском мозгу 1926. године; након тога ћелије су исклизнуле у несигурност. Хоф је почео да гледа у мозак преминулих примата, укључујући мајмуне макаке и велике мајмуне - чимпанзе, бонобе, гориле и орангутане - које су поклонили зоолошки вртови и светилишта. Контактирао је Аллмана, који је имао колекцију мозгова примата, и замолио га да сарађује. Научници су 1999. године известили да су све велике мајмунске врсте имале ћелије Ецономо, али мање примате, попут макака, лемура и церада, нису. То је значило да су се неурони развили у заједничког претка свих великих мајмуна пре око 13 милиона година, након што су се разишли од других примата, али много пре него што су се линије човека и шимпанзе раздвојиле пре око шест милиона година.
Иако је Аллман познат као неуроанатомиста, није изненађујуће кад га нађемо у већим питањима о томе шта значи бити човек. Његов докторски факултет са Универзитета у Чикагу био је антропологија и дуго је био фасциниран како се развијао мозак примата. С колегом Јоном Каасом обавио је значајне студије, идентификујући делове мозга сова мајмуна који анализирају визуелне информације и омогућавају преглед. 1974. Аллман се преселио на Цалтецх, где је 25 година проучавао вид. Али он је такође откривао како основна дела људског мозга обликују друштвено понашање. Фон Ецономо неурони су одмах привукли његово интересовање.
Аллман, који је разведен, живи у 150 година старој цигланој кући у Сан Марину коју дели са два аустралијска овчара, Луном и Лунитом. На зиду дневне собе висјеле су сепијске фотографије његове баке суфрагисте. Будући да је "злогласни ноћни", како Аллман каже, ретко долази у лабораторију пре 13 сати, одлази увече да настави радити код куће и обично остаје до 2 сата ујутро. Његова канцеларија у Цалтецху осветљена је једним прозором и малим столна лампа; изгледа као пећина преплављена књигама и папирима. Доље у ходнику, стаклени тобогани гориле, боноба и слонова ткива мозга, обојени у плаво и смеђе, леже сушење на столовима и пултима.
Из вон Ецономовог дела, Аллман је сазнао да необичне ћелије изгледају само у предњем цингулатском кортексу (АЦЦ) и једној другој ниши људског мозга, фронталној инсули (ФИ). Студије скенирања мозга утврдиле су да су АЦЦ и ФИ нарочито активни када људи доживе емоцију. Чини се да су обе области важне за "само-надгледање", попут примећивања телесних осећаја бола и глади или препознавања да је неко погријешио. Чини се да је АЦЦ широко укључен у скоро сваки ментални или физички напор.
Насупрот томе, фронтална инсула може играти специфичнију улогу у стварању друштвених емоција као што су емпатија, поверење, кривица, срамота, љубав - чак и смисао за хумор. Према експериментима који мере рад различитих регија мозга, област постаје активна када, на пример, мајка чује плаче дете или када неко прегледа лице, како би утврдио намере друге особе. ФИ је место где мозак надгледа и реагује на „осећај црева“ из телесних сензација или интеракција унутар друштвене мреже, каже Аллман. То је веза између само-праћења и свести других који нам омогућава да разумемо осећања других људи. "Основни предлог који напредујем", каже он, "јесте појам да су самосвести и друштвена свест део истог функционисања, а ћелије вон Ецономо су део тога."
Аллман мисли да неурони убрзавају комуникацију са АЦЦ и ФИ са остатком мозга. Ћелије су необично велике, а у нервном систему величина често корелира са брзином. "Они су велики неурони за које мислим да нешто брзо прочитају, а затим брзо пренесу те информације на друго место", каже он. Он нагађа да су нам, како су наши преци примали све веће и веће мозгове, била потребна брза веза за слање порука на веће удаљености. "Велика величина мозга са собом обавезно носи успоравање комуникације унутар мозга", додаје он. "Дакле, један од начина суочавања са тим јесте постојање неколико специјализованих популација ћелија које су прилично брзе."
С обзиром на то да неурони живе у мозговим социјалним жариштима, Аллман теоретизира да вон Ецономо ћелијски систем омогућава брзо, интуитивно читање о емоционално набијеним, испарљивим ситуацијама. "Неурони" би му омогућили брзо прилагођавање променљивом друштвеном контексту, "он нагађа. У древној прошлости, ово неуронско ожичење могло је пружити предност опстанку нашим прецима омогућавајући им да доносе тачне пресуде, раздвојене секунде, посебно у кога могу да верују или не.
Аллман, Хоф и њихове колеге тражили су вон Ецономо неуроне у више од 100 животињских врста, од леноба до платипуза. Познато је да је само неколико њих, осим примата и слонова, ћелије: грбави китови, китови сперме, китови, орке и делфини без носа. Вероватно су ове ћелије еволуирале у сада већ изумрле врсте које су родиле те морске сисаре пре неких 35 милиона година.
Док сам га гледао како одсеца мозак слона у Цалтецху, Аллман је са колегама Атииа Хакеем и Виргиние Гоуберт коначно стигао до ФИ на левој хемисфери Симбе. Три дана касније, микроскопска претрага криза мозга открила је да је испрекидана карактеристичним ћелијама у облику вретена. То је потврдило њихово претходно виђење сличних неурона у ФИ десне хемисфере Симбе. Ћелије слонова су веће од људских и примата, величине су китова неурона, али величина и облик су недвојбено од Ецономо неурона.
Према пребројавању ћелија вон Ецономо на 16 слајдова - посао за застакљивање очију - Хакеем и Аллман процењују да их је отприлике 10 000 у ФИ величине поштанских марака на десној страни слонова мозга, односно око 0, 8 процената ФИ има 1, 3 милиона неурона. Вон Ецономо неурони су обилнији у људској ФИ, у просеку око 193.000 ћелија и чине око 1, 25 процената свих неурона тамо. У апсолутном броју, људски мозак има отприлике пола милиона вон Ецономо неурона, далеко више од мозгова слонова, китова или великих мајмуна. Аллман и његове колеге нису пронашли ниједног најближег слона: мравињак, армадило и стена хирак. Одсуство ћелија у тим врстама подржава Аллманову теорију да су неурони одлика великих мозгова.
Аллман нагађа да се такве ћелије лако развијају из малог низа неурона у изолацијском кортексу који се налазе у свих сисара и регулишу апетит. Сматра да су се, иако су се вон Ецономове ћелије вероватно развиле да би убрзале информације око великог мозга, кооптиране захтевима друштвених интеракција. Ако је у праву, паметне, друштвене животиње попут китова и слонова можда имају исто специјализовано ожичење за емпатију и социјалну интелигенцију као и људска бића.
Китови и слонови попут људи и великих мајмуна имају велики мозак и дугу стадију за малољетнике током којих уче од својих старијих. Они се међусобно препознају и развијају доживотне кооперативне односе. Китови убице лове у групама и штите озлијеђене подстанаре. Друштво слонова усидрено је од стране матријархата који своје стадо усмјеравају у рупе за наводњавање које познају из претходних посјета. (А можда постоји нека истина у уверењу да слонови никад не заборављају: када су Аллман, Хоф и Хакеем направили прву 3-Д слику слона мозга високе резолуције, 2005. године пронашли су огроман хипокампус, регију мозга у којој се сећају формирају се.) Осетљиве звери се међусобно идентификују својим звецкањем и трубљењем, прилазе једна другој у помоћ и чини се да оплакују своје мртве.
Аллман воли да покаже клип из документарца о групи афричких слонова који су усвојили сироче теле. Кад бебин слон падне у рупу за воду, матријарх се брзо маршира, а слиједе га и остали. Заједно, она и друга женка користе кљове, трупе и ноге како би ослободили теле из патке. Још једна животиња креће ногом на стрмој обали, градећи рампу коју младић користи да би се попео на сигурно. "То је заиста изванредно", каже Аллман о томе како су слонови брзо надјачали кризу и заједно радили на спашавању бебе. "То је веома висока врста функционисања која је у стању да уради врло мало животиња. А", додаје са смекшањем, „људи то могу радити само у добрим данима." Спас, каже он, "обухвата суштину заиста сложеног, координираног друштвеног понашања."
Идеја о централној неурони у социјалној интелигенцији постаје све јача. Иеркесов приматолог Франс де Ваал каже да је Аллманово "изузетно узбудљиво" истраживање повезано са неким сопственим истраживањима интелигенције о пацхидерми. Пре две године, де Ваал и двојица сарадника известили су да би слон Бронк Зоо зван Хаппи могао да се препозна у огледалу. Неки научници теоретизирају да способност препознавања сопствене рефлексије указује на способност самосвестивања, па чак и емпатије, корисних вештина код високо друштвених врста. Де Ваал истиче да само животиње које имају вон Ецономо неуроне могу то учинити.
Ипак де Ваал такође упозорава да „све док неко не успостави тачну функцију тих ћелија, у основи остаје прича“.
Аллманове мисли о вон Ецономо ћелијама још увек се развијају. Како стижу нови подаци, он одбацује почетне концепте и интегрише друге. За разлику од стереотипног опрезног научника, он се не устручава да изнесе храбре хипотезе засноване на неколико запажања. Теорија да вон Ецономо неурони стоји у основи друштвене когниције је смела. И примамљиво је искористити ћелије као просто објашњење на основу сложене друштвене природе наше врсте. Али Аллман зна да је то потезање.
Његова теорија има своје скепсе. Антрополог Терренце Деацон, са Калифорнијског Универзитета у Берклију, поставља питање да ли су неурони заиста другачија врста можданих ћелија или су то само варијација која настаје у великом мозгу. Каже да су разлике у нашем мозгу које нас чине људима вероватније да су настале од промена великих размера него од суптилних промена у облику неурона. "Мислим да то није баш велики део приче", каже он о Аллмановој идеји. Ипак, додаје он, кад је реч о разумевању људског мозга, „све док препознамо да имамо тако мало да наставимо, под тим околностима све хипотезе треба да се забаве“.
Схватио. Али тешко је не завести Аллманову теорију када неки од најверљивијих доказа не долазе из лабораторија за патологију животиња, већ са медицинске клинике.
Виллиам Сеелеи, неуролог са Универзитета у Калифорнији у Сан Франциску, проучава слабо разумљиву неуродегенеративну болест звану фронтотемпорална деменција. Пацијенти трпе прекид свог карактера, губе социјалну милост и емпатију, претварајући се у неосјетљиве, непристојне и неодговорне. Брак и каријера имплодирају. Чини се да многим пацијентима недостаје физичка самосвест: када им се дијагностицирају друге болести, поричу да имају било какве проблеме. Студије снимања мозга пацијената са деменцијом откриле су оштећења на предњим деловима мозга.
Године 2004. Сеелеи је чуо Аллманово предавање о вон Ецономо неуронима. Док је Аллман кликао кроз слајдове ПоверПоинт-а, Сеелеи је видео да су ћелије сједињене у истим регионима мозга на које је циљала деменција, АЦЦ и ФИ. "Било је то некако попут, Еурека", сећа се Сеелеи. Мислио је да ћелије могу помоћи истраживачима да схвате зашто су та подручја рањива на уништење. "Такође, помислио сам, који је занимљив начин да се научи нешто о људској природи. Можда би дефицит који пацијенти развију могао бити у стварима које су јединствено људске. Дакле, дошло је до великог налета идеја."
Након тога, током каве, Сеелеи и Аллман су се договорили да се удруже како би открили да ли су вон Ецономо неурони оштећени код људи са фронтотемпоралном деменцијом. Анализирајући мозак умрлих пацијената, научници су открили да је у ствари око 70 процената вон Ецономо неурона у АЦЦ-у уништено, док суседне ћелије мозга углавном нису погођене. "Јасно је да су оригинална мета болести ове ћелије, а када уништите ове ћелије, доћи ћете до целог слоја друштвеног функционисања", каже Аллман. "То је заиста запањујући резултат који говори о функцији ћелија колико год јасно може."
Чини се да овај необични неуронски систем стоји у основи много онога што нас чини људима. Али чињеница да слонови и китови дијеле исти неуронски хардвер отвара ум у перспективи: наши мозгови су можда сличнији онима других паметних, друштвених животиња него што смо мислили.
Ингфеи Цхен живи у Санта Црузу у Калифорнији.
Фотограф Аарон Хуеи живи у Сеаттлу.
Пронађен 1881. године, а 1926. године га је описао Константин фон Ецономо, велика ћелија мозга у облику вретена (десно) има мање гране од типичног неурона (лево). (КК Ватсон, ТК Јонес & ЈМ Аллман / уз дозволу Елсевиера (2)) 
Јохн Аллман (са колегиницом Атииа Хакеем из Цалтецх-а која испитује узорке мозга слонова) тражи један од биолошких кључева људског понашања. (Аарон Хуеи) 
Познато је да се неурони Цонстантин вон Ецономо појављују у деловима људског мозга који процесуирају осећаје и друштвене емоције. (Илустрација Гуилберт Гатес) 
Константин фон Ецономо прецизно је описао неуроне у људском мозгу 1926. (Окфорд Университи Пресс) 
Проучавање других врста даје увид у "оно што је у вези с нашим мозгом који нас чини људима", каже Тодд Преусс. (Јацк Кеарсе / Универзитет Емори) 
Паметни, друштвени и да, обдарени одличним памћењем, слонови (Симба у зоолошком врту Цлевеланд Метропаркс, где је умрла 1995.) су међу неколико животиња са вон Ецономо неуронима. (Метропаркс зоолошки врт у Кливленду) 
Јохн Аллман проучава делове Симбиног мозга. (Аарон Хуеи) 
Патрицк Хоф истражује када и где су се вон Ецономо неурони развили у породичном стаблу примата. (Мицхаел Балтер) 
Јохн Аллман користећи мозак за резање мозга. (Ингфеи Цхен) 
Јохн Аллман је исклесао папирне танке делове сачуваног мозга који треба проучавати. (Ингфеи Цхен) 
Узорци кришке мозга у лабораторији Јохна Аллмана. (Аарон Хуеи) 
Планинске гориле су међу животињама за које се зна да живе у сложеним групама. (иСтоцкпхото) 
Грбави китови су друга врста за коју се зна да живи у сложеним групама. (Блаине Харрингтон ИИИ / Цорбис) 
За афричке слонове се зна да живе и у сложеним групама. Зашто су тако добри у дружењу? Један од разлога, тврди Аллман, су специјализовани вон Ецономо неурони који врше импулс кроз необично велики мозак међу центрима који су укључени у комуникацију и сарадњу. (иСтоцкпхото)
