Dr. Maja Bresjanac: »V družbi, v kateri je od učinkovitega delovanja človeških možganov odvisno več kot kadarkoli prej, ravno možgani postajajo naša šibka točka«

Ne vem, zakaj je treba umetni inteligenci vedno pripisati zlobo. Zakaj pa ne bi bila njena motivacija pozitivna?

Možgani so daleč najpomembnejši človeški organ, hkrati pa tudi organ, o katerem vemo daleč najmanj. Že o zdravih možganih, kaj šele o bolnih. Dr. Maja Bresjanac je profesorica na Inštitutu za patološko fiziologijo Medicinske fakultete Univerze v Ljubljani in vodja tamkajšnjega Laboratorija za regeneracijo in plastičnost živčevja. Je ena od ustanoviteljic Sinapse, slovenskega društva za nevroznanost. Ker je strokovnjakinja za degenerativne bolezni in motnje delovanja živčevja, jo, tako kot njene kolege, skrbi vedno večje breme, ki ga te bolezni pomenijo za družbo.

V času dopusta naj bi možgane dali na pašo. Je to sploh mogoče?

Če je izraz paša enakovreden temu, da možgane napojimo z nekimi drugimi prilivi informacij, drugačnimi vtisi od navadnega delovnega dne, potem je to vsekakor mogoče. Ker pa dandanes s seboj na dopust povečini vzamemo telefon in računalnik, nam ravno ne uspeva. Sprememba okolja, kontekstov, ki smo jim izpostavljeni, drugačni izzivi, s katerimi imamo opraviti, prispevajo k počitku in hkrati k stimulaciji možganov. Aktivirajo se drugačna nevronska omrežja in velja pravilo, da tisto, kar uporabljamo, tudi krepimo. V tem smislu je tudi možgane mogoče trenirati.

Katere so najboljše metode za treniranje možganov?

To priljubljeno vprašanje izhaja iz sodobne usmerjenosti k hitrim rešitvam, doseganju ciljev na čim preprostejši način. Preprostega odgovora na to vprašanje pa ni. Zamisel, da bi urili možgane s kratkimi kognitivnimi preizkušnjami prek računalnika, se ni izkazala za pretirano učinkovito. Kot je pokazala znana akcija BBC-ja in britanskih raziskovalcev iz Cambridgea, so ljudje z izvajanjem takšnih preizkušenj postajali vse boljši v njih, ni pa to izboljšalo sposobnosti na drugih področjih, ki niso bila predmet urjenja in so terjala druge spretnosti. Za vsako dejavnost, ki jo želimo izpopolniti, je trening treba usmeriti vanjo. Lastnosti, potrebne za to, da dobro klekljamo ali dobro kuhamo, je treba razvijati s klekljanjem in kuhanjem.

Torej ni bližnjic?

Ni bližnjic, hkrati pa tudi ni spretnosti in znanj, ki ne bi bili koristni.

Pa možgani kdaj zares počivajo?

Če mislite, ali neaktivno mirujejo, ne. Vzorci njihove aktivnosti se spremenijo. Krilatica, da uporabljamo samo deset odstotkov možganov, je strahotna poenostavitev in ne drži. Uporabljamo vse, vendar ne vseh hkrati in ne na enak način za vsako aktivnost. O številnih fizioloških procesih nam ni treba zavestno razmišljati, vseeno pa te procese živčevje uravnava prek delovanja nevralnih omrežij, ki so odgovorna za bolj ali manj avtomatizirane procese, ki smo jih sposobni.

Možgani so torej odgovorni za tako rekoč vse procese v našem telesu?

Ne bi rekla, da so za vse odgovorni. Udeleženi pa so v mnogih procesih neposredno in na številne druge lahko vplivajo posredno.

Kdo pa je odgovoren?

To pa je večno vprašanje – kdo je »šef«? Kako je z našo avtonomijo?

… ali obstaja svobodna volja?

Temu vprašanju se posvečajo teoretični filozofi in empirični raziskovalci z različnimi metodami. Pa odgovora, ki bi vse zadovoljil, ni. Izkustveno vsi poznamo prijetne in obremenjujoče plati odločanja in izbire. Smo avtonomne enote, vendar to sposobnost pridobimo. Rodimo se kot polizdelek s plastičnimi možgani, na podlagi vseh informacij, ki nas oblikujejo, pa se oblikujejo tudi naše sposobnosti za to, da sami sebe ne doživljamo le tukaj in zdaj in se ne odzivamo le na trenutne dražljaje, temveč jih interpretiramo v širšem kontekstu in v kontinuiteti časa. Razmišljamo, kdo smo, kaj želimo in kako bomo dosegli svoje cilje. Bomo segli po vsem, kar nam je všeč, ali premislili, kakšne so posledice? Sama menim, da obstaja izbira in s seboj nosi breme odgovornosti …

Ne gledamo samo na takojšnje zadovoljevanje svojih bioloških potreb.

Razvili smo se naprej od zgolj refleksnega odzivanja na dražljaje iz okolja. Stvari so postale kompleksne, razpolagamo s sposobnostjo samorefleksije, odloženega nagrajevanja, načrtovanja … Res pa eni bolj in drugi manj dosledno izrabljamo te sposobnosti.

Krilatica, da uporabljamo samo deset odstotkov možganov, je strahotna poenostavitev, in ne drži. Uporabljamo vse, vendar ne vseh hkrati in ne na enak način za vsako aktivnost.

Zakaj smo po pravilu zasvojeni s stvarmi, ki nam škodujejo? Zakaj ne moremo biti zasvojeni s koristnimi rečmi, na primer s korenjem?

Zato, ker bistvo problema ni v škodljivosti same snovi ali aktivnosti, s katero smo zasvojeni, temveč v vedenjski motnji, v samouničevalni naravnanosti. Spomnili ste me na to, kako se je zdravljenja alkoholikov loteval Rugelj. Esenca substitucijske terapije, ki je danes prevladujoča metoda pri zdravljenju zasvojenosti, je v tem, da eno zasvojenost zamenjamo z drugo. Pri heroinu je to na primer metadon, pri Ruglju pa namesto alkohola – tek. Biti odvisen od teka verjetno ni tako slabo, je pa najbrž lahko tudi to muka, če je življenje podrejeno lovu za novim »odmerkom«. Zanimivo je, da je veliko ljudi v življenju poskusilo tudi trde droge, pa niso postali odvisniki. Odstotek ljudi, pri katerih se sistem nagrajevanja izpahne iz ravnovesja, je razmeroma majhen.

Zakaj?

Pogosta razlaga gradi na genetskih predispozicijah, ki pri nekaterih naredijo sistem za nagrajevanje dovzetnejši za učinke močnejših dražljajev. Med nami so razlike v gostoti receptorjev in s tem v odzivnosti na dopamin, ki ima osrednjo vlogo v sistemu nagrajevanja. A to nikakor ne pojasni vseh razlik v vedenju. Znotraj družin odvisnikov so ljudje, ki imajo podobne biološke značilnosti kot zasvojenci, pa se niso na enak način odzvali na »skušnjavo«. To pomeni, da so okoljski dejavniki zelo pomembni pri izražanju teh predispozicij. Razvoj možganov, njihova zgradba in delovanje niso determinirani z genskim zapisom, temveč so odvisni od vplivov okolja, biološkega in tudi socialnega, ter od povratnih učinkov možganov/uma samih nase. Tako smo znova pri svobodni volji.

Zakaj ni dopamin, katerega učinki povzročajo ugodje, ki ga občutimo ob priljubljenih aktivnostih, največkrat predpisano zdravilo ali pa vsaj najbolj priljubljena droga? Zakaj je treba spodbujati nastanek dopamina, ne moremo pa ga neposredno aplicirati?

Dopamina ne moremo uporabiti kot zdravilo, ker ne gre skozi krvno-možgansko pregrado, ki možgane ločuje od preostalega telesa. Namesto dopamina uporabljamo snov, iz katere nevroni proizvajajo dopamin (l-dopa) ali take snovi, ki oponašajo učinke dopamina po vezavi na njegove receptorje. Sicer pa pri ugodju ne gre samo za učinke dopamina in tudi dopaminski učinki niso povezani le z ugodjem. Predvsem pa – podobno kot v življenju nasploh – tudi pri dopaminu ne velja preprosto »več je bolje«, temveč je ključnega pomena ravnovesje njegovih učinkov. Obstajajo bolezni, pri katerih je dopaminskih učinkov v nekaterih nevralnih povezavah preveč, na primer pri shizofreniji. V teh primerih uporabljamo zdravila, ki zmanjšujejo vplive dopamina. Pri Parkinsonovi bolezni pa je prav pomanjkanje dopaminergičnih učinkov v drugih povezavah podlaga ključnih znakov bolezni. Ravnovesja ni preprosto doseči. Zaužito l-dopo iz krvi privzamejo vsi nevroni, ki imajo prenašalec zanjo, in učinkuje na vse dopaminergične povezave v možganih, kar je približno tako, kot bi hoteli nežno marjetico zaliti z vrtno cevjo – grobo in neselektivno. Enako velja v obratni smeri – ko dajemo zdravila, ki zmanjšujejo dopaminergične učinke, pri pacientu lahko sprožimo motnje gibanja, tako imenovani parkinsonski sindrom.

Bi rekli, da je to cena, ki jo plačujemo za to, da so naši možgani tako učinkovito zaščiteni pred okoljem?

Predvsem bi rekla, da je to cena, ki jo plačujemo za svoje pomanjkljivo znanje in trenutno nesposobnost učinkovitega tarčnega usmerjanja terapevtskih učinkov.

Zakaj še vedno tako malo vemo o možganih?

Ker so zapleten sistem, ki izkazuje nove, svojstvene lastnosti na vsaki stopnji organizacije svojih funkcijskih enot. Eric Kandel, Nobelov nagrajenec za raziskave na področju učenja in spomina, je želel raziskati spomin pri človeku. A je zelo kmalu ugotovil, da to ne bo šlo, in je raje presedlal na morskega polža. Dobil je Nobelovo nagrado za mehanizme, ki jih je pri morskem polžu – na zelo preprostem modelu – prepoznal kot temeljna načela sinaptičnega dogajanja med učenjem, ki pa so se kasneje pokazali za prav tako relevantne za nevrone drugih živali, tudi človeka. Človeški možgani so tako kompleksni, da jih ni mogoče preučevati na enak način kot morskega polža. Vseeno pa so na pohodu pristopi, ki z inovativno kombinacijo metod odpirajo nove poglede na možganske procese, ki so podlaga našemu vedenju, doživljanju ...

Ali ni zanimiv paradoks, da naši možgani niso dovolj pametni, da bi razumeli naše možgane?

Z vprašanjem, ali je res tako, se poigrava znanstvena in laična javnost. Znani južnoafriški biolog Lyall Watson je dejal, da če bi bili možgani tako preprosti, da bi jih lahko razumeli, bi bili mi sami tako preprosti, da nam to ne bi uspelo.

Je pa to tudi resen izziv današnji družbi, v kateri je – zaradi narave delovnega procesa in načina življenja – od učinkovitega delovanja človeških možganov odvisno več kot kadarkoli prej. Ravno možgani pa postajajo naša šibka točka. Ne samo za posameznika, temveč za družbo, ki se mora spoprijeti z žgočim problemom motenj v delovanju živčevja. Primer: med ameriškimi mladostniki, ki jih je nekoč najbolj pestila astma, je najpogostejši vzrok za slabo kakovost življenja leta 2010 postala depresija. Hkrati imamo opraviti s staranjem populacije z dramatično povečanim deležem tistih, ki so prizadeti zaradi nevrodegenerativnih bolezni. Te so dolgotrajne, močno okvarjajo kakovost življenja bolnika in okolice in veliko stanejo. Čudoviti uspehi medicine na drugih področjih, ki zmanjšujejo umrljivost, problem bolezni živčevja le še bolj razgaljajo. Prihodnja družba z na glavo obrnjeno starostno piramido bo imela precej težav z vzdrževanjem zdravja. Nočem pa biti pretirano črnogleda, saj se težave zavedamo in vedno več moči usmerjamo v napredek na tem področju – tudi v Sloveniji.

Je mogoče, da nam možgani ne dovolijo, da bi izvedeli več o njih?

Če to predstavite tako, se sliši kot neka znanstvenofantastična zarota.

Vem.

Ne bi rekla, da je kaj na tem. Prej bi rekla, da nasploh laže opazujemo in preučujemo druge. Sami sebe sila težko vzamemo pod drobnogled. In morda bi lahko potegnili vzporednico z raziskovanjem možganov. Ne vidim absolutnih spoznavnih omejitev. Manjka pa nam vizije, manjka teorija, ki bi povezala izjemno količino doslej pridobljenega znanja o delovanju možganov.

Dejansko je v času vsesplošnega varčevanja preučevanje možganov dobilo dve veliki finančni injekciji, od EU za razvoj računalniške simulacije celotnih možganov in od ZDA za izdelavo »zemljevida« aktivnosti vseh nevronov v človeških možganih. Verjetno boste rekli, da upravičeno?

Tudi če ne bomo prišli do končnega odgovora na vprašanje, kako delujejo možgani od molekularne do sistemske ravni, znotraj časa, ki so si ga ti projekti zastavili, si lahko obetamo pomembne preskoke v razumevanju zgradbe in delovanja možganov na račun sočasnega razvoja tehnologije in uporabe pridobljenega znanja za modeliranje procesov in preverjanje biološke relevantnosti teh modelov. Sta pa ta projekta koristna že zato, da se širša družba zave nujnosti investicij v to vejo znanosti, saj imajo te lahko učinke tudi na napredek na drugih področjih.

Je simuliranje človeških možganov, kar je načrt projekta, ki ga bo financirala EU, lahko nevarno v smislu razvoja umetne inteligence?

Tega se nekateri res bojijo in posebej poudarjajo. A marsikaj je nevarno. Nevarno je spiti deset litrov vode naenkrat, se voziti z avtom. To je že stara zgodba, ki se vedno pojavi pri velikopoteznih projektih. Možnosti za zlorabo so povsod. Filmi in knjige, ki popularizirajo teorije zarote in zlorab, pa burijo našo domišljijo.

Pa je za tak črni scenarij potreben niz neverjetnih naključij ali je zgolj vprašanje časa?

Ne vem, zakaj je treba umetni inteligenci vedno pripisati zlobo. Zakaj pa ne bi bila njena motivacija pozitivna?

Gre samo za to, da tak sistem izkorišča vire, ki so mu na voljo, v svojo korist, na račun drugih. Kot to počnemo ljudje.

Tudi to ne velja za vsakega človeka.

Za sistem pa …

Po mojem smo predaleč od tega, da bi bil katerikoli sistem sposoben take samostojnosti. Da bi lahko z molekularno ločljivostjo zvesto posnemali delovanje nevronov in hkrati s tako opredeljenim modelom oponašali delovanje uma (čustva, zavest ...), so ta trenutek le sanje. Brez tega pa ostajamo zgolj pri primitivnih približkih, kot je na primer Applova Siri.

Med človekom in strojem, ki naj bi ga oponašal, ostaja gromozanska vrzel. Vzemiva za primer bolečino, izjemno subjektivno izkušnjo, ki je odvisna od izkušenj in trenutnega stanja posameznika, ki doživlja bolečinski dražljaj. Zato, da vemo, da nekoga boli in kako močno, nam mora sporočiti, kaj in kako čuti. A živimo v obdobju z izsledki podprte medicine, ki temelji na objektivizaciji diagnostičnih postopkov in učinkovitosti zdravljenja. Lani je bila objavljena raziskava, v kateri so pri zdravih preiskovancih opazovali možganski odziv na vroč dražljaj, ko je bil zgolj vroč in ko je bil tako vroč, da je bil že boleč. Ko so te podatke vnesli v računalnik, je ta stroj v možganskih odzivih nove skupine preiskovancev z veliko verjetnostjo prepoznaval, ali človek izkuša le vroč ali že boleče vroč dražljaj. Čeprav obetaven pripomoček, tak sistem ne bo mogel nadomestiti osebnega odnosa, pogleda zdravnika na izraz na obrazu bolnika, ko stopi v njegovo ordinacijo, in tudi ne vpliva, ki ga ima zdravnikova drža na bolnika.

Kjer je nenadomestljiv tudi učinek placeba ob pogledu na belo haljo …?

Tako je. Nedavno je bil v eni najuglednejših medicinskih revij New England Journal of Medicine objavljen sklop člankov o zgrešenosti sedanje selekcije bodočih zdravnikov. Zaradi uveljavitve načela stroge objektivnosti, ko fakultete sprejemajo študente zgolj na podlagi doseženih rezultatov pri preskusih znanja, je med zdravniki vse manj ljudi, ki ob vstopu v bolniško sobo pacienta pogledajo v oči, ki so sposobni vzpostaviti pristen človeški stik, kontekst terapevtskega odnosa, v katerem je učinek placeba tako močan. Ker smo tako rekoč sistematično zanemarili ta vidik zdravljenja, vlogo neposrednega človeškega stika, se medicina danes spoprijema z množico težav.

Zakaj so moški možgani v povprečju večji od ženskih, tudi če upoštevamo razliko v povprečni telesni velikosti?

Ne vemo. Na razvoj možganov vpliva množica biološki, okoljskih in socialnih dejavnikov, ki smo jim izpostavljeni. A verjetno ne sprašujete po neposrednem vzroku velikostne razlike, temveč po njeni evolucijski utemeljitvi, o kateri lahko zgolj špekulirava. Narava ne dela po nekem smiselnem načrtu. Zakaj so moški v povprečju večji od žensk? Te razlike ne vidimo pri vseh vrstah, pri nekaterih pa se je doslej evolucijsko izkazala za sprejemljivo. A tudi pri možganih velikost ni vse in večja masa ne pomeni učinkovitejših nevralnih omrežij. Lahko bi se vprašali, zakaj moški potrebujejo več možganovine za enake sposobnosti in delo, kot ga opravljajo ženske. Izmerjena učinkovitost in ekonomičnost nevralnih procesov pri ženskah je pri nekaterih analiziranih aktivnostih večja kot pri moških. Zgodba o pomenu velikosti možganov tako nekako zbledi.

Lastnosti, ki so potrebne za to, da dobro klekljamo ali dobro kuhamo, je treba razvijati s klekljanjem in kuhanjem. Bližnjic ni.

Ali obstaja med nevroznanstveniki zaveza, češ če prezgodaj umrem, lahko moje možgane uporabite v znanstvene namene?

Zaveza ne obstaja. A sama skušam že nekaj časa kolege prepričati v smiselnost ustanovitve možganske zakladnice v Sloveniji, kamor bi svoje možgane lahko darovali bolni in zdravi posamezniki, ki bi hoteli tako prispevati k razvoju nevroznanosti. Do tega je sicer precej odpora, češ da je zamisel morbidna, da ljudje ne bodo imeli razumevanja, da bodo velik problem verska prepričanja. Mislim, da ti ugovori ne držijo. O možnosti, da zapustijo možgane v znanstvene namene, me najpogosteje sprašujejo prav bolniki sami. V zvezi s tem poznam zanimivo anekdoto. Ena izmed znanih možganskih bank v Chicagu je bila ustanovljena, potem ko je neki duhovnik prišel k zdravniku s prvimi simptomi Alzheimerjeve bolezni. In ker mu zdravniki niso znali pomagati, se je odločil, da svoje možgane daruje za raziskave. Od takrat pripadniki njegovega reda prispevajo svoje možgane v možgansko banko. In iz analiz možganov v tej in podobnih zakladnicah smo se v zadnjih nekaj desetletjih veliko naučili.

Možgane katerega znanega Slovenca bi najraje imeli v laboratoriju?

Po smrti so možgani le še lupina. Vsebine ni več. V laboratoriju bi veliko raje imela priložnost za pogovor iz oči v oči.

Zakaj ni mogoče po smrti pridobiti podatkov, ki so bili shranjeni v možganih?

Ker je prav možganska aktivnost tista, ki udejanja to, kar smo, in vzdržuje naše spomine. Za prenos, skladiščenje informacij in njihovo izrabo je ključna sinaptična aktivnost, komunikacija med nevroni in usklajeno delovanje njihovih omrežij. Brez tega ni ničesar. Je le mastno, želatini podobno tkivo.

Kako daleč smo od možganske transplantacije?

Transplantacijo možganov skupaj z glavo so v ZDA na primatih opravili že v šestdesetih letih prejšnjega stoletja.

Kaj pa pri ljudeh? Je tak poseg sploh smiseln?

Nevrotransplantacija pri ljudeh je omejena na presajanje celic z namenom popravljanja okvar in bolezni živčevja. Od osemdesetih let prejšnjega stoletja je bilo po vsem svetu izpeljanih več tisoč dokumentiranih presaditev pri bolnikih z različnimi okvarami, na primer s Parkinsonovo boleznijo, prekinitvijo hrbtenjače, v nekaterih primerih z izjemnimi uspehi. Ne znam pa si predstavljati situacije, v kateri bi obstajali medicinski razlogi za presaditev celotnih človeških možganov v drugo telo. Če se omejimo le na praktični vidik, je prekinitev hrbtenjače, ki bi bila nujna za tak poseg, povezana z nepopravljivo okvaro delovanja živčevja pod ravnijo prekinitve. Lahko dobite drugo glavo, ki pa ne bo sposobna nadzorovati novega telesa. A ovir in ugovorov za kaj takega je še precej več.

Če banaliziram, torej Stephen Hawking ne bi mogel dobiti novega telesa za svoje izjemne možgane?

Lahko bi morda celo dobil novo telo, a bi bil tetraplegik in zato ne v boljšem položaju, kot je sedaj. Če že iščeva rešitve v smeri znanstvene fantastike, potem se mi zdi obetavneje možgane povezati z nekim avatarjem. Pravzaprav glede na napredek na področju krmiljenja računalnikov z možgansko aktivnostjo to niti ni tako zelo nepredstavljivo. Manj od uspešne presaditve denimo vaše glave na moje telo.