Физически аномалии показват удивителните възможности на мозъка
Изследване на хора с шест пръста разкрива възможностите на нашето тяло и на главния ни мозък. Двама американски невробиолози, Райън Далтон (Rayan P. Dalton) и Том Роузбъри (Tom Roseberry) , разказват в своя статия, публикувана в списанието Scientific American, за удивителните възможности на мозъка. Главният мозък в процеса на своето развитие демонстрира впечатляваща пластичност, напълно достатъчна да научи и да управлява всякакво тяло, даже ако то е по-сложно , отколкото „типичното”. Те разказват за изследване, проведено с майка и син, имащи по шест пръстта на ръцете. Резултатите от това изследване, освен разкриването възможностите на главния мозък, дават нова перспектива в развитието на връзката мозък-машина.
В старата къща на Ърнест Хемингуей в градчето Кий-Уест, щата Флорида, могат да се видят красиви бромелиеви растения, дървени яхти ръчна изработка, а също така малък басейн, който е бил единствения в близките 100 километра, когато била построена къщата. Но това, което е особено интересно да се види, са около 50 котки и котараци, повечето от които имат по шест пръстта на предните си крачета вместо пет. Съгласно легендата, една вечер, когато Хемингуей седял както обикновено в местния бар и си пиел питието, към него се приближил капитан на някакъв кораб и му подарил прародителката на сегашните обитатели на имението, известна с името Белоснежка ( Snow White), която също имала шест пръста. По това време в открито море много се ценели тези, така наречени, многопръстови котки, заради изключителното си чувство за равновесие и невероятната способност да ловят мишки. Белоснежка и такива като нея са доказателство за една изключително важна концепция в невробиологията – развиващият се главен мозък притежава изключителна пластичност, позволяваща изграждането на собствена структура с всяко свързано с него тяло, даже ако то е по-сложно от „типичното”.
Подобна впечатляваща пластичност на главния мозък обезпечава необикновеното разнообразие сред животните от гледна точка на големината на тялото им, тяхната структура и форма. Без това животните нямаше да могат да реализират адаптивните си преимущества в естествената си среда на обитаване. Например, древните жирафи с по-дълги шии са имали преимущество , тъй като са можели да се хранят с по-високо растящите листа, и това си свое качество те предавали на своите потомци. Но такава шия би била безполезна, ако главният мозък не е можел да се адаптира и да започне да я контролира. Същото може да се каже и за Майкъл Фелпс. Ако той не можеше да използва огромния си размах на ръцете и краката, той никога нямаше да спечели 23 златни олимпийски медала.
Но има ли граници пластичността на главния мозък? Отговорът до голяма степен зависи от това за кой момент вие питате. Така например, някои варианти на поведение и способности, в това число на определени аспекти на езика и бинокулярното зрение, е нужно да бъдат усвоени в критично важен период, а именно в ранното детство. С възрастта става все по-сложно за съществуващите неврони да образуват нови връзки и човек до голяма степен става „твърдо фиксиран” (hardwired).
Но подобни факти нищо не ни говорят за това колко пластичен може да бъде главният мозък, а също така за това колко голямо и сложно тяло може да контролира той. В крайна сметка, даже бронтозаврите, чиято дължина е била 22 метра, а теглото им няколко тона, са имали един единствен главен мозък. За да могат учените да разберат границите на възможности на главния мозък, много от най-сложните проекти в невробиологията , от възстановяването на способността за движение след травма на гръбначния стълб до управлението на роботизирани крайници с помощта на главния мозък, са фокусирани в изучаването на неговата пластичност. Но можем ли да разберем съществуващите ограничения? Оказва се, че специалистите по улавяне на мишки от градчето Кий-Уест могат да ни подскажат някои идеи.
Наскоро излезе много интересна публикация в списанието Nature Comunications, в която нейните автори разказват за изследване, изучаващо способностите на хора с допълнителни пръсти. Това явление , известно под името полидактилия (polydactyly) се среща средно при две от хиляда новородени. Но поради разпространеното мнение, че допълнителните пръсти няма да функционират, и възможно заради предубежденията към подобни физически отклонения, обикновено те се отстраняват. Но това не винаги се случва и някои хора с полидактилия решават да ги оставят. В основата на новото изследване са били жена и нейния син, които взели решение да оставят своя шести пръст. В резултат учените направили цял ред открития относно функционирането на допълнителните пръсти. Резултатите свидетелстват за учудващата пластичност на главния мозък и тялото.
Първото откритие било в областта на анатомията. Шестият пръст не ползвал биологичните механизми, осигуряващи функционирането на неговите съседи. Както при майката, така и при сина, той имал собствени мускули, нерви и сухожилия. Шестият пръст притежавал съпоставима сила и независимост в движението по отношение на останалите пръсти.
Но как шестият пръст започва да функционира? За това може да се вземе пример от представителната демокрация. Новите окръзи се появяват с увеличаване числеността на населението, но тези окръзи получават право на глас в Конгреса само в случай, че имат представител във Вашингтон, окръг Колумбия. Същото може да се каже и за човека. С увеличаването и развитието на мозъка, в него се създава своеобразна „карта” на вашето тяло. Човек може да чувства части от тялото си или да ги движи само в случай, че те са отразени на тази карта. Фактът, че споменатите майка и син са способни да движат своите шест пръста , накарало учените да се заемат с въпроса по какъв начин тези пръсти са представени в техния главен мозък.
Учените открили, че шестите пръсти са представени в определени участъци на двигателната област на кората на главния мозък. Тези участъци съдържат сведения за това къде в пространството се намират тези допълнителни пръсти и това се случва даже ако тези хора не виждат своите ръце. Освен това, чрез хитроумен начин в разработена видеоигра, учените доказали, че участниците в експеримента могат с една ръка да изпълняват такава работа, за която на повечето обикновени хора са им необходими и двете ръце. Това позволява да се направи извода, че главният мозък не е твърдо фиксиран за работа с пет пръста , а вероятно е способен да управлява такова количество пръсти, каквото може да се появи при човек. Интересен факт за любителите на статистиката е, че рекордът за количество пръсти принадлежи на един индийски дърводелец, който на ръцете си имал 14 пръста и същото количество на краката. Съдейки по горепосочените факти, той явно е имал доста интересно развит главен мозък и способности на крайниците.
Въпреки че обекти на изследването са били само двама човека, изводите направени от него могат да имат много сериозни последствия. Много усилия са били вложени в разбирането природата на синдрома на фантомните крайници и това изследване изглежда е само първото от тези, които могат да изяснят различни по своята същност феномени. В определен смисъл става въпрос за основополагащо изследване, което може да помогне на учените , работещи над създаването на интерфейси между главния мозък и машините. Убедителното доказателство, че шестият пръст може да промени и да разшири функциите на ръката, се явява мощен аргумент в подкрепа на мнението за способностите на човешкия главен мозък да осъществява контрол над по-сложни от човешкото тяло машини и роботизирани механизми.
Изследването на полидактическата ръка и контролиращия я мозък е прецедент, демонстриращ преимуществата на изследванията на необичайни явления. В много случай изследванията на учените са стандартизирани, например при изпробването на ефективността на дадено лекарство с помощта на лабораторни мишки. Но изучаването на екзотични и анормални явления – змии, способни да откриват топлинно излъчване, октоподи, адаптиращи се към студ или както в дадения случай, допълнителни пръсти, може да ни разкрие неочаквани преимущества при необичайните неща и явления. И ако се вярва на легендата, то играта на котки и мишки в открито море не е завършила в полза на мишките, а в полза на котките, притежаващи допълнителни пръсти.
