Când vine vorba de creier, nimic nu e simplu
Andrei C. Miu
Este profesor de neuroștiințe cognitive la Universitatea Babeș-Bolyai. Conduce Laboratorul de Neuroștiințe Cognitive, un grup de cercetare care studiază creierul și emoțiile.
E la modă să se vorbească despre ce se întâmplă în creier în timp ce facem un lucru sau altul. E adevărat, neuroștiințele au avansat și dispun de metode care permit investigarea pe viu și relativ ușor a structurii și funcțiilor creierului. Și e de înțeles de ce descoperirile despre funcționarea creierului suscită un interes atât de larg. În fond, înțelegerea acestui sistem biologic, care se dezvoltă și se adaptează prin interacțiuni foarte complicate între gene și mediu, ne va aduce răspuns la marile întrebări despre noi, ca indivizi și ca specie. Dar localizarea în creier pare să fi devenit explicația supremă pentru orice, de la de ce unii sunt buni lideri până la cum să menții vie iubirea în cuplu, iar argumentele par, câteodată, să fie cam prea simple și convenabile.
Tot mai mulți „traineri”, „speakeri” și „life coach” apelează la descoperiri din neuroștiințe ca să își lase audiența cu gura căscată. Denumiri ca amigdala și cortexul prefrontal au intrat deja în jargonul amatorilor de cursuri de dezvoltare personală și de coaching și provoacă reacții de tip „aha” ori de câte ori sunt menționate. Pentru „cunoscători”, e clar că amigdala se ocupă de frică, iar cortexul prefrontal este sediul suprem al abilităților noastre de decizie. Dar, oare, e chiar așa simplu? În speță, există câte o structură nervoasă pentru fiecare comportament? Sau ideile acestea sunt simplificări grosolane, care derivă dintr-o înțelegere greșită sau foarte limitată a funcționării creierului? Ca să încerc să răspund, voi prezenta mai întâi trei principii fundamentale ale organizării și funcționării creierului și le voi confrunta în final cu un exemplu de afirmație foarte vehiculată despre creier și emoții.
Principiul 1: Procesarea de informație este distribuită în circuite sau rețele
Încercarea de localizare a proceselor psihice în creier este asociată cu frenologia, o pseudoștiință foarte populară în secolul XIX. Medicul german Franz Joseph Gall, fondatorul frenologiei, susținea că, cu cât o abilitate este mai dezvoltată la cineva, cu atât partea din cortexul cerebral (structura nervoasă de la suprafața creierului) corespunzătoare ar fi mai mare și ar deforma craniul de deasupra. Studiind umflăturile de pe craniu, Gall și alți frenologi au realizat o hartă corticală a „facultăților mintale”, pe care au folosit-o cu imensă popularitate în epoca victoriană, ca să identifice talentele și slăbiciunile clienților. Ideile lui Gall s-au dovedit, însă, repede greșite: forma craniului nu este asociată cu grosimea locală a cortexului și, deci, harta frenologică, realizată pe baza metodei „cranioscopiei”, nu are temei. Însă localizaționismul sau ideea că diferite părți din creier sunt specializate pentru anumite funcții a persistat și a câștigat teren după ce medicul francez Paul Broca a descris, în 1861, un caz de pierdere a capacității de vorbire la un pacient cu leziuni în cortexul frontal stâng. Iată, s-a spus, s-a descoperit „centrul vorbirii”, ceea ce arată că procesele psihice vor putea fi localizate în regiuni specifice din creier. Câțiva ani mai târziu, medicul german Carl Wernicke a descris cazul unui alt pacient care putea vorbi, dar nu putea înțelege limbajul, și care prezenta o leziune în cortexul temporal stâng. Wernicke a mai făcut ceva, care a produs o schimbare fundamentală în perspectiva asupra relației dintre creier și comportament: a atras atenția că o comunicare verbală presupune atât vorbire, cât și înțelegere a acesteia și că, pe lângă regiunile corticale responsabile de aceste funcții, la fel de importante sunt și conexiunile care asigură fluxul de informație între acestea. Această observație a contribuit la perspectiva actuală asupra relației dintre creier și comportament, conform căreia procesarea de informație este distribuită în circuite nervoase sau rețele care includ structuri nervoase multiple, atât corticale, cât și subcorticale, și care sunt conectate prin tracturi. Cu alte cuvinte, procesele psihice nu sunt rezultatul activității în centri nervoși specializați, cum au susținut localizaționiștii, ci al interacțiunii dintre mai multe structuri nervoase.
Principiul 2: Relația dintre structurile nervoase și comportament nu e de 1:1
Până în anii 1990, studiile despre organizarea anatomică a creierului s-au bazat pe informații foarte limitate, obținute din disecțiile postmortem și extrapolarea observațiilor de la animale. În ultimele decenii, însă, metodele neuroimagistice și, mai ales, imagistica de rezonanță magnetică (IRM), au permis studierea neinvazivă a conexiunilor anatomice și a interacțiunilor funcționale dintre structurile nervoase. Punând un om într-un tomograf de IRM, se pot obține relativ rapid imagini anatomice detaliate ale structurilor sale nervoase și ale tracturilor care le conectează. De asemenea, cu varianta funcțională a IRM, se poate studia sincronizarea activității în structurile din creier sau conectivitatea funcțională. Aceasta poate fi studiată atât în repaus, cât și în timpul unor sarcini cognitive care includ aproape orice se poate prezenta pe un ecran și prin căști și nu implică mișcări ample din partea participantului. Sunt studii de IRM funcțional cu o varietate de sarcini cum ar fi privirea unor imagini sau filme, audiția unui pasaj muzical, simularea în imaginație a unui joc de tenis sau decizia de a alege una din mai multe alternative într-un joc economic sau o dilemă morală. Ce au arătat aceste studii este că, atât din punct de vedere anatomic (conectarea prin tracturi), cât și din punct de vedere funcțional (conectivitatea funcțională), regula e că structurile nervoase sunt interconectate și comunică masiv. Unele structuri nervoase, cum ar fi amigdala sau cortexul prefrontal, sunt adevărate noduri (engl., hubs), fiind legate prin zeci de tracturi de alte regiuni corticale și nuclei subcorticali și integrând foarte multă informație. Această organizare bazată pe interconectare structurală și interacțiune funcțională e incompatibilă cu o relație de 1:1 între structurile nervoase și comportament. Structurile nervoase nodale, care interacționează cu zeci de alte structuri din creier, participă la multiple funcții, așa cum vom vedea în exemplul de la final. Deci simpla înțelegere a multiplicității conexiunilor din creier ne poate apăra de afirmații localizaționiste univoce, cum ar fi că funcția cortexului prefrontal este decizia rațională. Și, dacă vă întrebați cum a rămas cu „centrul vorbirii” descoperit de Broca, s-a dovedit că sunt zeci de alte regiuni importante pentru vorbire, că aria Broca are mai multe funcții și că deficitele de vorbire care apar câteodată după leziunile acestei arii sunt justificate, mai degrabă, de leziunile fasciculului arcuat, tractul care leagă mai multe arii asociate limbajului. Revenind la principii, iată că am mai făcut un pas conceptual: faptul că structurile nervoase sunt interconectate masiv și majoritatea fac parte din multiple circuite cerebrale sugerează că fiecare participă la mai multe funcții.
Principiul 3: Creierul funcționează ca întreg și fără întrerupere
Cu atâtea situații în care auzim că s-a găsit locul din creier care se ocupă de una sau alta, e posibil să vă fi surprins afirmația de mai sus (deși, dacă ați rămas cu ideea de conectivitate foarte extinsă, poate nu ați fost, totuși, atât de surprinși). Dacă ne uităm, cu o metodă ca IRM funcțional, în creier, vom vedea activitate în tot creierul, în fiecare moment, indiferent în ce condiție punem participantul, chiar și în repaus. Și atunci, de unde vin mesajele despre localizarea fricii în amigdală, sau altele asemenea? O explicație e înțelegerea greșită a felului în care se fac aceste studii. Un aspect important al analizelor din studiile de IRM funcțional e că descriu schimbările de activitate specifice unei condiții (de ex., procesarea unor imagini activatoare emoțional), prin comparație cu o condiție de control (de ex., procesarea unor imagini neutre emoțional). Dacă am vedea activitatea cerebrală din oricare din aceste condiții, luate separat, am vedea că aceasta cuprinde tot creierul. Însă, făcând contrastul între două condiții cognitive care diferă, pe cât posibil, doar pe o dimensiune (de ex., caracterul activator emoțional), putem descrie ce se schimbă în tiparul de activitate. Rezultatul unui asemenea contrast (de ex., emoțional > neutru) arată nu că activitatea cerebrală din timpul unei condiții ar fi limitată sau localizată specific la nivelul anumitor structuri nervoase, ci că schimbarea tiparului de activitate, altfel extins în tot creierul, implică mai ales aceste structuri nervoase. Acele structuri nervoase interacționează cu multe altele (dar o fac în mod similar și în condiția cu care comparăm, motiv pentru care nu le vedem în analiza bazată pe contrast), așa că ele nu sunt nicidecum unicele responsabile de procesarea acelui tip de informație. În plus, nu putem să spunem nici că acele structuri sunt specializate pentru că e foarte probabil că alte studii, în care s-au făcut alte contraste, au sugerat că acestea sunt implicate și în alte tipuri de procesare de informație. Acest lucru e cu atât mai probabil cu cât structura nervoasă respectivă e conectată cu mai multe structuri nervoase, ca în cazul celor nodale, ca amigdala și cortexul prefrontal. Deci ce putem spune pe baza unui contrast de IRM funcțional e că structura X sau Y joacă un rol în procesarea unui anumit tip de informație, înțelegând însă că acea structură nu e nici unica, nici specializată pentru acel tip de procesare.
Amigdala e centrul fricii?
Mă leg de acest exemplu pentru că e foarte vehiculat. Amigdala e un complex de nuclei subcorticali și comunică cu alte structuri nervoase corticale și subcorticale prin zeci de tracturi. E o structură nodală, care primește o sumedenie de informații senzoriale despre stimuli dureroși, vizuali, auditivi, de exemplu, și care comunică cu structuri implicate în răspunsuri motorii, hormonale și viscerale. Interesul cercetătorilor pentru amigdală a crescut sub influența descoperirilor făcute de specialistul în neuroștiințe cognitive american Joseph E. LeDoux, din anii 1980 încoace. Studiile sale sistematice au arătat că amigdala joacă un rol esențial în condiționarea „fricii”, o formă de învățare implicită (non-conștientă și non-voluntară) care ne permite să prezentăm răspunsuri defensive sau de apărare (de ex., îngheț motor, tresărire, creșterea tensiunii arteriale, creșterea secreției și eliberării de adrenalină și cortizol) la stimulii neutri sau inofensivi (de ex., o figură geometrică prezentată pe un ecran) care prezic sistematic stimulii neplăcuți (de ex., stimul electric). Nu e surprinzător că, primind informații din circuitele senzoriale prin care sunt semnalizate ambele tipuri de stimuli (de ex., stimuli vizuali și durere) și trimițând informație către circuitele care controlează răspunsurile defensive, amigdala susține învățarea contingenței sau asocierii dintre acești stimuli. Putem spune, deci, că amigdala participă la învățarea automată a reacțiilor de apărare la stimuli care anunță pericole. Dar de aici până la a spune că amigdala e „centrul fricii” e cale lungă. LeDoux și alții atrag atenția de mulți ani că nu putem echivala răspunsurile de apărare ca tresărirea cu frica. Frica e o experiență conștientă, bazată pe evaluarea cognitivă sau interpretarea unui eveniment ca fiind o amenințare, și implică o rețea cerebrală mult mai extinsă, care include multiple regiuni corticale. Deci afirmațiile care susțin că amigdala e centrul fricii sunt greșite. Și mai e ceva: așa cum ne-am aștepta, o structură nodală ca amigdala participă la multe alte funcții, pe lângă condiționarea clasică a răspunsurilor de apărare. De exemplu, este implicată în procesarea expresiilor faciale și a stimulilor plăcuți, dar și în decizia socială, învățarea de recompense, procesarea contactului vizual, reprezentarea statutului social, atenția vizuală pentru stimuli sociali, producerea expresiilor faciale și altele. Deci, iată că, atunci când vine vorba de creier, lucrurile nu au cum să fie simple și cred că o minimă înțelegere a organizării și funcționării creierului ne poate educa așteptările în privința descoperirilor din neuroștiințe. Santiago Ramón y Cajal, unul din părinții neuroștiințelor, a spus-o cel mai bine în discursul de la primirea premiului Nobel pentru Fiziologie sau Medicină, în 1906: „Din păcate, natura nu pare să fie conștientă de nevoia noastră intelectuală de convenabil și unitar și se bucură deseori de complicație și diversitate.”
–––––––––––
Referințe recomandate
Gothard, K.M. (2020). Multidimensional processing in the amygdala. Nature Reviews Neuroscience, 21, 565–575. https://doi.org/10.1038/s41583-020-0350-y
LeDoux, J. (2015). Anxious: The modern mind in the age of anxiety. Penguin, New York.
Pessoa, L. (2008). On the relationship between emotion and cognition. Nature Reviews Neuroscience, 9, 148–158. https://doi.org/10.1038/nrn2317
Soares, J. M., Magalhães, R., Moreira, P. S., Sousa, A., Ganz, E., Sampaio, A., … & Sousa, N. (2016). A hitchhiker’s guide to functional magnetic resonance imaging. Frontiers in Neuroscience, 10, 515. https://doi.org/10.3389/fnins.2016.00515
Acest articol este preluat din ediția print a Revistei CARIERE nr. 273
Pentru abonare, click aici
