Frenologia, czyli mózg kawałek po kawałku

Historię ludzkich zmagań z poznaniem mózgu rozpatrywać można w kilku aspektach, które podciągnąć można pod dwie dziedziny: anatomię (jak mózg jest zbudowany?) oraz funkcjonowanie (jak mózg działa i do czego to prowadzi?). Już w III w. p.n.e. medycy aleksandryjscy, tacy jak Herofilos z Chalcedonu, rozpoczęli studia nad anatomią mózgu w skali makro. Wykonując badania post mortem interesowali się oni dużymi strukturami – oponami i komorami, a także móżdżkiem. Odkrycie anatomii mózgu w skali mikro czekać musiało aż do 1837 roku, kiedy to czeski fizjolog Jan Evangelista Purkyně zaobserwował i opisał komórkę nerwową. Charakteryzowała się ona tym, że z jednej strony jej ciała wyrastały rozgałęziające wypustki (dziś nazywamy je dendrytami), z drugiej zaś wychodziło długie włókno (znane nam jako akson). Odkrycie Purkyněgo spotkało się z niedowierzaniem, bowiem w owym czasie dominował pogląd, że mózg jest w istocie jednolitą substancją. Jego tezę, że mózg skonstruowany jest jednak z samodzielnych „cegiełek” potwierdził w 1888 r. hiszpański histolog Santiago Ramón y Cajal, który zaobserwował, że poszczególne neurony nie są ze sobą zrośnięte, ale dzieli je 20-40 nm szczelina synaptyczna. Choć od dawna przypuszczano, że komunikacja w mózgu zachodzi na drodze elektrycznej – już w 1780 roku włoski lekarz i fizyk Luigi Galvani odkrył, że mięśnie martwych żab drgają pod wpływem porażenia prądem – musiało upłynąć jeszcze półtora stulecia, by poznany został szkic mechanizmu tej komunikacji.

Od pierwszej ćwierci XX wieku wiemy, że na poziomie pojedynczych neuronów komunikacja przebiega na drodze elektryczno-chemicznej. Nieco upraszczając, potencjał czynnościowy (polegający na odwróceniu polaryzacji elektrycznej błony komórkowej neuronu) powstaje w początkowej części aksonu, wędruje wzdłuż niego, następnie informacja elektryczna zamieniana jest na chemiczną – w neuronie presynaptycznym uwalniane są cząsteczki neurotransmitera, które wychwytywane są przez receptory neuronu postsynaptycznego. Od dawna naukowców i filozofów interesowało jednak pytanie jak cała ta maszyneria „wprawia w ruch” nasze życie umysłowe. Śmiałą próbą połączenia psychologii – która jeszcze nie zdążyła wydostać się spod skrzydeł filozofii – z rozwijającą się dopiero wiedzą o mózgu była rodząca się pod koniec XVII w. frenologia. Jednym z jej głównych akuszerów był Franz Joseph Gall.

Organy umysłu

Gall urodził się w 1758 roku w niemieckim Tiefenbronn. W 1785 r. ukończył studia medyczne we Wiedniu, gdzie praktykował do 1802 r., kiedy to przeprowadził się do Paryża. Już w trakcie studiów zaobserwował, że jego koledzy cechujący się doskonałą pamięcią mają wyłupiaste oczy. Cechy tej pozbawieni byli natomiast – jego zdaniem – studenci o gorszej pamięci. Na podstawie tej obserwacji Gall wyciągnął dwa wnioski: po pierwsze, pamięć rezyduje w przedniej części kory powyżej oczu; po drugie zaś im większa u danej osoby ta struktura, tym lepszą odznacza się ona pamięcią. Jeszcze podczas praktyki we Wiedniu, w 1796 roku zaczął głosić – jak sam określał – nową naukową teorię mózgowych podstaw ludzkiej psychiki i emocji, nazywaną frenologią.

Tezy na temat mózgowej lokalizacji funkcji umysłowych Gall wyprowadzał na podstawie przeróżnych obserwacji. Uznał, że specyficznie ludzkie cechy umysłu zlokalizowane są w płatach czołowych, gdyż zaobserwował, że u innych zwierząt są one znacznie słabiej rozwinięte. Regularnie odwiedzał wiedeńskie placówki medyczne, gdzie bacznie przyglądał się osobom chorym psychicznie, szukając anatomicznych oznak towarzyszących symptomom. Czytał liczne biografie słynnych osób, oglądając ich pośmiertne maski. W ten sposób poszukiwał wystających elementów głowy, które korelował z charakterystycznymi dla obdarzonych nimi osób cech psychicznych, wierząc, że odpowiadają za nie rezydujące pod czaszką szczególnie rozwinięte struktury mózgowe. Wreszcie obmacywał przy różnych okazjach głowy niezliczonych, napotkanych przy najróżniejszych okazjach osób. Metoda polegająca na „obmacywaniu” z czasem zyskała na popularności. Uwieczniona została nawet w rozmowie dozorcy szpitala psychiatrycznego z doktorem w „Kordianie” Juliusza Słowackiego:

DOZORCA: Pan zapewne w medycynie ćwiczysz się nauce?
DOKTOR: Tak
DOZORCA: Jakież systemata pan doktor zachwala?
DOKTOR: Macanie głów…
DOZORCA: Rozumiem, to systemat Galla.

W ten sposób Gall zlokalizował, opisał i ponumerował 27 cech psychicznych powiązanych z odpowiednimi obszarami kory mózgowej. Zbiór ten był mocno eklektyczny, gdyż jego elementami były prócz zdolności pamięciowych m.in.: mowa, religijność, odwaga do obrony własnej osoby, preferencja w jedzeniu mięsa, skłonność do kradzieży, przyjaźń, miłość, uzdolnienia matematyczne, muzyczne, poetyckie i aktorskie, wytrwałość czy zmysł przestrzenny. Wykłady i spotkania dyskusyjne z Gallem zyskiwały na coraz większej popularności. Uczestniczyły w nich nawet takie tuzy ówczesnego świata jak późniejszy kanclerz CK monarchii Klemens von Metternich czy poeta Johann Wolfgang Goethe. Materialistyczne tezy Galla nie spodobały się jednak cesarzowi Franciszkowi II, który zabronił mu wystąpień publicznych. Dlatego też u szczytu popularności we Wiedniu przeprowadził się on do Paryża. Tam popularność Galla i jego frenologii zyskała tylko na sile, rozlewając się na inne kraje europejskie. Co ciekawe, frenologia, będąca w zamyśle jej twórcy teorią naukową, zaczęła roztaczać coraz szersze kręgi, stając się wręcz namiastką religii. Do końca życia sławny, Gall zmarł w 1828 r. w Montrouge pod Paryżem.

Pro i contra

Historycy nauki oceniają frenologię różnie. Jedyni widzą w niej protoplastkę współczesnej neuronauki funkcjonalnej i inspirację dla plejady wybitnych naukowców zaineresowanych badaniem mózgu człowieka. Słynny szkocki lekarz i fizjolog Sir David Ferrier twierdził, że główną, a może jedyną, zasługą Galla było zainspirowanie paryskiego anatoma i zoologa Pierre’a Gratioleta do studiów nad korą mózgową, w wyniku których podzielił ją na pięć płatów: czołowy, skroniowy, ciemieniowy, potyliczny i wyspę. Inni zwracają uwagę na pseudonaukowe metody Galla, który potoczne obserwacje traktował nieraz jako rozstrzygające dowody, a jego motywacją było nie tyle poznanie prawdy, co zdobywanie coraz to większej popularności. Nie należy sądzić jednak, że prawda nie leży gdzieś po środku.

Choć medycy od stuleci dokumentowali rozmaite związki między uszkodzeniami poszczególnych struktur mózgowych oraz deficytami poznawczymi, dopiero w drugiej połowie XIX nauka była w stanie zmierzyć się tezami Galla. O ile istnienie większości organów, o których pisał i mówił Gall (np. ośrodek samoobrony czy preferencji żywieniowych) uznane zostało za przejaw jego fantazji, za sprawą francuskiego chirurga i antropologa Paula Brocki oraz niemieckiego psychiatry i neurologa Carla Wernickego pojawiły się solidne dane na temat lokalizacji funkcji językowych. Uważany za ojca neuropsychologii i psycholingwistyki Brocka zaobserwował bowiem związek lezji okolicy czołowej z zaburzeniami mowy. Zlokalizowana przez niego struktura, nazywana do dziś jego nazwiskiem, usytuowana jest w części wieczkowej i trójkątnej dolnego zakrętu czołowego. Carl Wernicke opisał natomiast korelację zaburzeń rozumienia mowy z lezją lewego górnego zakrętu skroniowego. Wysunięta przez Galla na podstawie porównań międzygatunkowych teza, że siedliskiem typowo ludzkich cech psychicznych są płaty czołowe, również została usankcjonowana – dziś wiemy, że struktura ta, a w szczególności kora przedczołowa, jest rzeczywiście lepiej rozwinięta u człowieka niż innych ssaków, a jej uszkodzenia prowadzić mogą do zaburzeń w podejmowaniu decyzji, planowaniu i sprawowaniu kontroli nad własnych zachowaniem.

Dziedzictwo Galla

Dziś ponad wszelką wątpliwość wiemy, że podział kory mózgowej na 27 niezależnych od siebie organów jest nieuzasadniony. Podobnie jak wspomnianym ośrodkom językowym można by się przyglądać dokładnie wszystkim wskazanym przez Galla strukturom, wskazując dane naukowe, które potwierdzają lub obalają jego przypuszczenia. Znacznie ważniejsze – a zarazem prowadzące do wielu nieporozumień nawet wśród naukowców – jest samo założenie o mózgowej lokalizacji funkcji poznawczych i emocji. Niemal na każdym kroku w literaturze popularnonaukowej spotkać można opinie autorów, że naukowcom przy pomocy nowoczesnych metod obrazowania aktywności mózgu udało się odkryć mózgowe siedlisko jakiejś funkcji umysłowej. Gall zapewne byłby niezwykle szczęśliwy, gdyby prócz „obmacywania głów” dysponował techniką funkcjonalnego obrazowania mózgu rezonansem magnetycznym (fMRI). Myślenie, że każda cecha naszego umysłu musi mieć w mózgu swoje dobrze określone miejsce (które nauka albo już odkryła, jak np. ośrodki mowy, albo dopiero odkryje) przychodzi nam wręcz naturalnie. Współcześnie zamiast o mózgowych organach mówi się najczęściej o modułach. Ale to tylko kwestia nazwy. Czy główne założenie Galla jest jednak prawdziwe?

Odpowiedź jest w przeważającej mierze negatywna. Chociaż dobierając odpowiednie kontrasty naukowcy co dzień za pomocą fMRI i innych metod obserwują szczególne zaangażowanie pewnych struktur mózgowych w określone funkcje umysłowe, nauka porzuciła tezę o możliwości przyporządkowania jeden-do-jeden miejsca tkanki mózgowej i funkcji. Aktywność mózgowa analizowana jest dziś raczej nie w kategoriach aktywacji poszczególnych lokalizacji, ale raczej całych sieci. Stąd o działaniu mózgu, a co za tym idzie o podstawach naszego życia psychicznego, lepiej myśleć w kategoriach występujących czasem razem, a czasem jedna po drugiej aktywacji wielu struktur. Co więcej, dana struktura może przejawiać aktywność w bardzo różnych okolicznościach.

Jak pamiętamy, Gratiolet opisał samodzielną anatomicznie korę wyspy. Jak pokazują badania neuroobrazowe, struktura ta zdaje się być zaangażowana zarówno w przetwarzanie emocjonalne, jak i poznawcze – jej aktywność obserwuje się podczas przeżywania emocji wstrętu (obrzydzenia) albo obserwacji takiej emocji u innej osoby, ale również podczas wolicjonalnego kontrolowania własnych procesów poznawczych. Wynik ten zapewne nie spodobałby się Gallowi. Na frenologię powinniśmy patrzeć jako na bardzo ciekawy i ważny epizod w historii nauki, który wpłynął na jej dalszy rozwój, ale w obliczu coraz lepszej wiedzy o działaniu mózgu, co umożliwił rozwój technik i metod analizy statystycznej, nie powinniśmy traktować założeń Galla jako obowiązującej teorii naukowej.

Korzystałem z:

Finger, S. (2000). Minds behind brain: A history of the pioneers and their discoveries. Oxford: Oxford University Press.
Thorwald, J. (2016). Kruchy dom duszy. Kraków: Wydawnictwo Literackie.
Wickens, A. (2015). A History of the brain: From Stone Age surgery to modern neuroscience. New York: Psychology Press.