Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →
KAROLINA GŁOWACKA: Pani mózg jest towarzyski?
EWELINA KNAPSKA: Oczywiście! Mózgi większości z nas są towarzyskie. Niektórzy są bardziej towarzyscy, inni mniej, ale póki nie mówimy o zaburzeniach, to potrzebujemy kontaktu z innymi ludźmi, żeby dobrze funkcjonować. Świadczą o tym np. negatywne efekty izolacji społecznej. Odrzucenie przez naszą grupę społeczną ma bardzo poważne konsekwencje.
Pamiętam takie sytuacje ze swojego dzieciństwa. Wystarczyło, że Pani o tym wspomniała, a się wzdrygnęłam.
Prawda? Budowanie relacji społecznych rozwija nasze umiejętności. Kiedy jesteśmy dziećmi, dążymy do wchodzenia w interakcje i jednocześnie uczymy się, jak to robić. Jeśli jesteśmy dobrze zsocjalizowani i mamy pozytywne interakcje, to one nam przynoszą wiele radości, doprowadzają nas do celu, czyli do poczucia akceptacji.
Natomiast jeżeli coś przebiega źle, np. z jakiegoś powodu mamy obniżoną motywację, żeby w ogóle rozpoczynać interakcje społeczne, albo nie dajemy sobie rady z odczytywaniem, czego druga osoba by chciała, jakie ma emocje, to nie reagujemy właściwie, a interakcje społeczne przestają być przyjemne. To jest w dużej mierze problem w autyzmie.
Zostańmy jeszcze chwilę w ramach „normy”. Wydaje się ona szalenie szeroka. Chyba każdy zna osoby hipertowarzyskie i takie, którym wystarczy czasem pogadać z jedną osobą.
W dzisiejszym świecie jest bardzo duży nacisk na to, żeby być towarzyskim. Oczekuje się, że dzieci będą towarzyskie. Tymczasem zróżnicowanie jest naturalne. Jeśli dana osoba reguluje sobie poziom socjalności na skromnym poziomie, ale jest przy tym szczęśliwa, to jest jak najbardziej OK. Problem zaczyna się wtedy, kiedy dana osoba chciałaby mieć interakcje społeczne, ale z różnych powodów nie jest w stanie ich utrzymywać.
A druga skrajność? Można być przesadnie towarzyskim?
Można i może to wynikać z choroby genetycznej. Przykładem takiej choroby jest zespół Williamsa. Takie osoby są nadmiernie towarzyskie, również w stosunku do obcych. Narzucają się, nie respektują przyjętych norm społecznych, takich jak różnicowanie zachowania w zależności od stopnia znajomości danej osoby. To bywa źle odbierane przez partnerów interakcji.
W którym miejscu naszego mózgu mieszka towarzyskość?
Nie ma wydzielonego jednego obszaru. Mamy zestaw struktur, które są istotne w interakcjach. To będzie np. kora zakrętu obręczy, kora wyspowa, ciało migdałowate czy skrzyżowanie ciemieniowo-skroniowe. Wiemy, że te struktury są ważne, dlatego że badaliśmy ludzi, którzy leżeli w skanerze, i mogliśmy obrazować aktywność ich mózgu w reakcji na bodźce społeczne, np. filmiki, które przedstawiały sytuacje społeczne. Struktury się aktywowały, ale sama aktywacja wszystkiego nie wyjaśnia. W badaniach na ludziach nie mamy wystarczająco dobrej rozdzielczości, żeby zrozumieć, jak mózg kontroluje zachowanie. Dlatego próbujemy modelować takie zachowania u myszy. Staramy się chociażby dowiedzieć, co dzieje się w obrębie struktur tworzących tzw. układ nagrody. Aktywują się w czasie przyjemności, u myszy to zwykle zjedzenie czegoś słodkiego.
Nie wiedziałam, że myszy lubią słodycze.
Tak, bardzo! Woda z cukrem, dziesięcioprocentowy roztwór, to coś, czemu nie mogą się oprzeć.
Powiedziała Pani, że nie mamy wystarczającej rozdzielczości w przypadku ludzi. Co to znaczy?
Ludzki mózg badamy, korzystając np. z funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI). To nam pozwala na obserwacje aktywności całych struktur w mózgu. Nie widzimy natomiast, jak to działa poziom niżej: w obwodach czy grupach neuronalnych. Ta rozdzielność się oczywiście poprawia, również w przypadku badań na ludziach. Np. ciało migdałowate, moją ulubioną strukturę, jeszcze parę lat temu mogliśmy oglądać tylko jako całość. Obecnie dzielimy ją na dwie zasadnicze części, które się u zwierząt mocno różnią funkcjonalnie. Możemy to już zobaczyć również u ludzi, co pozwala nam przypuszczać, że u ludzi struktury te pełnią podobną funkcję jak u innych zwierząt. Natomiast u myszy jesteśmy w stanie nimi dość precyzyjnie manipulować. U ludzi nie zdecydujemy się na takie badania ze względów etycznych.
Ale co nam da zbadanie mysiego mózgu, skoro chodzi nam ostatecznie o mózg ludzki?
Bo podstawowe obwody związane z nagrodą są – jak to mówimy – konserwowane ewolucyjnie, tzn. są podobne u zwierząt i ludzi.
Czyli tak samo się cieszymy z lodów, jak mysz z tej wody z cukrem?
Tak, wygląda na to, że w przypadku podstawowych nagród to są te same struktury i te same mechanizmy.
Ale dlaczego u myszy może Pani uzyskać lepszą rozdzielczość? Przecież mysz jest mniejsza.
Tak, ale u myszy możemy wprowadzić konstrukty genetyczne do określonych komórek i precyzyjnie monitorować ich aktywność. Mysz sobie żyje, ma się dobrze, a my jesteśmy w stanie włożyć jej do głowy sondę albo mały mikroskop, który obrazuje nam komórki aktywne w danym momencie, pokazuje, jaką ten proces ma dynamikę. Szczególnie chcemy zobaczyć, jak wygląda dynamika wydzielania się dopaminy, kluczowego neuroprzekaźnika w układzie nagrody, w kontekście towarzyskości.
Tych maleńkich mikroskopów nie można użyć w ludzkim mózgu?
To dosyć inwazyjne. Trzeba zrobić dziurkę w czaszce, a potem w mózgu, żeby dojść do interesującej nas struktury. Taki zminiaturyzowany miniskop, bo tak nazywamy te urządzenia, jest co prawda mały i cienki, ale jednak trzeba go włożyć do głowy, niszcząc okoliczne komórki.
A już się miałam zgłaszać…
Wracając do myszy – wprowadzamy do komórek konstrukt genetyczny, który kodując białko światłoczułe pozwala nam kontrolować ich aktywność. Ta technologia nazywa się optogenetyką. Potem wprowadzamy tam światłowód. Światłem możemy neuron albo pobudzić, albo zahamować na wybrany przez nas okres. Do jakiegoś stopnia jesteśmy w stanie naśladować naturalne działanie komórek nerwowych, chociaż to nie jest jeszcze idealne.
Czyli możecie przy pomocy światła sterować zachowaniem?
Właśnie tak. Kiedy pobudzimy albo zahamujemy jakąś grupę neuronów, to obserwujemy – albo nie – zmiany w zachowaniu. Jesteśmy w stanie powiedzieć, czy te neurony, które się aktywowały i które widzieliśmy w miniskopie, sprawiły, że mysz zachowała się mniej lub bardziej towarzysko.
Myszy potrzebują obecności innych myszy?
Tak, mają wyraźne potrzeby społeczne. Odizolowanie myszy od innych zwierząt i trzymanie jej samodzielnie w klatce powoduje u niej stany depresyjne i silny stres. Zalecenia dla osób prowadzących badania na zwierzętach są takie, że zasadniczo nie wolno ich izolować, chyba że ma to bardzo ważne uzasadnienie. Kiedy wnioskujemy do komisji etycznej o zgodę na badania, to jest jedna z rzeczy, którą musimy przedstawić: jak mysz będzie mieszkała.
W HAJNÓWCE KOLEKCJONUJĄ EKSTRAKTY Z GRZYBÓW. TAJEMNIC NIE BRAKUJE
Myszy się zwykle obwąchują, z przodu albo w okolicach ogona. My jesteśmy wzrokowcami, myszy to zapachowce, w okolicach głowy i ogona mają gruczoły wydzielające substancje zapachowe, które są dla nich interesujące. Przejawiają też szereg zachowań dominacyjnych, np. jedna przyciska drugą do podłoża.
Jak reaguje mysz prześladowana?
Mysz stojąca niżej w hierarchii zwykle się po prostu oddala. Większość interakcji społecznych nie wiąże się z agresją. Kiedy myszy się nie znają i muszą ustalić, kto jest kim w grupie, może pojawiać się agresja. Kiedy jednak ustalą już hierarchię, zachowują się pokojowo. Hierarchia to sposób na minimalizowanie zachowań agresywnych w grupie.
Jak Wasze badanie wygląda w praktyce?
Myszy przebywają w systemie Eco-HAB złożonym z czterech klatek połączonych korytarzami. To zautomatyzowany system, dzięki temu ich nie dotykamy, nie stresujemy, bo człowiek to dla nich drapieżnik. Dajemy im całkiem spore terytorium, więc mogą sobie wybierać, z kim spędzają czas: same czy z jakąś podgrupą innych myszy. Zwykle mamy od dziesięciu do piętnastu osobników w grupie. Myszy mogą się przemieszczać pomiędzy klatkami. Każde przemieszczenie jest rejestrowane. Analizując te dane, możemy sprawdzać, jak często wybierają klatki, w których są inne myszy. Patrzymy też, czy chodzą za sobą w tych korytarzach. To zachowanie, które pokazuje dominację. Myszy dominujące często ścigają inne. Liczba takich zachowań jest dobrą miarą dominacji, pozwala ustalić, które zwierzę jest wyżej, a które niżej w hierarchii.
Po jakimś czasie, kiedy już wiemy, kto jest kim, możemy się przyjrzeć, co dzieje się z dopaminą w układzie nagrody. Czy poziom aktywacji tego układu jest związany z poziomem towarzyskości. Na razie przeprowadziliśmy pierwsze badania, nie zebraliśmy jeszcze wystarczająco dużo wyników, żeby odpowiedzieć na to pytanie.
Badania w klatce wystarczają?
Zaczęliśmy robić też doświadczenia półterenowe. Wpuszczamy myszy do zewnętrznej woliery i sprawdzamy, jak one się zachowują, czy mają terytoria, bo w laboratorium rzeczywiście trudno badać zachowania terytorialne. Trzymamy je w nieco bardziej wymagających warunkach, które sprawiają, że myszy mają motywację do budowania swojego terytorium. To się nie dzieje np. w spichlerzach, gdzie jedzenia jest pod dostatkiem.
I teraz: myszy dominujące kontrolują określone terytorium, a reszta submisywnych, czyli niżej w hierarchii, zwykle siedzi w podgrupach. Ale są też myszy zupełnie z dołu hierarchii, które siedzą w kącie, tacy outsiderzy. Wydaje się, że na podstawie tego, co widzimy w naszej automatycznej klatce, da się przewidzieć, kto jak się będzie zachowywał w terenie; można więc tu mówić o cechach konkretnych myszy. Nasze badania mają także na celu dowiedzenie się, czy myszy dominujące są też bardziej towarzyskie, częściej wchodzą w interakcje społeczne z innymi, tak jak to jest np. u naczelnych.
TRZMIELE CZUJĄ BÓL, SĄ GOTOWE RYZYKOWAĆ. POLSKI NAUKOWIEC ODKRYŁ ZŁOŻONOŚĆ MÓZGU OWADÓW
Interesujące są też myszy będące modelem autyzmu, tzn. unikające kontaktów z innymi osobnikami. To szczep BTBR, został wyhodowany na potrzeby badań fizjologicznych, a okazało się, że wykazują cechy autystyczne. Są duże, półtorej wielkości typowej myszy, i trochę przypominają jamniki, mają podobnie podpalane brzuszki. Duża, solidna mysz. To istotne, dlatego że zwykle większe myszy mogą być bardziej dominujące. Nie w przypadku BTBR. W ramach doświadczeń połączyliśmy taką autystyczną mysz z typową czarną laboratoryjną myszą. Okazało się, że te myszy, mimo że większe, w ogóle nie chciały wchodzić w interakcję. Siedziały w kącie klatki odwrócone głową do jej rogu, a zwykłe myszy je gryzły, chociaż zwykle nie przejawiają agresji. One, owszem, mogą walczyć, mogą próbować ustawić sobie jakąś hierarchię na początku. Ale nie jest tak, że jedna mysz usiłuje zagryźć drugą. A tutaj gryzły je tak, że musieliśmy przerwać eksperyment. Nie spodziewaliśmy się takich wyników. Prawdopodobnie coś w zachowaniu myszy autystycznej, może w jej zapachu, powodowało tę agresję.
Na ile mysie modele możemy przekładać na sytuację człowieka? Mówi Pani o autystycznych myszach czy o depresji, zaznaczając równocześnie cudzysłów i podkreślając, że nie da się tego jednoznacznie interpretować.
Staramy się być bardzo ostrożni. Mysz niewątpliwie potrzebuje kontaktów społecznych, podobnie jak my. Natomiast samo zachowanie społeczne jest inne niż nasze – my się nie obwąchujemy. Szeregu innych rzeczy, które myszy robią, też nie robimy w ten sam sposób.
Podobnie z zachowaniami autystycznymi. To podobieństwo jest takie, że autyzm polega na problemach we wchodzeniu, utrzymywaniu i rozumieniu interakcji społecznych. Ale sama interakcja wygląda zupełnie inaczej; na poziomie zachowania nie możemy tego odnieść jeden do jednego.
Nie wiemy też, co mysz myśli, więc nie możemy tego odnieść również subiektywnie. Natomiast to, co wydaje się wspólne, to fakt, że motywacja do tego, żeby coś zrobić, żeby wejść w interakcję społeczną, angażuje podobne struktury. Prawdopodobnie układ nagrody, który badamy i który jest bardzo stary ewolucyjnie, angażuje do podobnych działań i myszy, i ludzi. To sprawia, że mysi model jest użyteczny.
Potrafimy już oddziaływać na plastyczność neuronalną w określonych strukturach ludzkiego mózgu. Możemy je stymulować – nie tak precyzyjnie jak u zwierząt, ale możemy to robić. Natomiast nie można tego robić w ciemno, a badania na myszach dają nam wiele odpowiedzi: rozumiemy, gdzie i jak coś się dzieje. Potem sprawdzamy, czy u człowieka w podobnych sytuacjach – np. rozpoczynania interakcji społecznej – aktywuje się konkretna struktura. W następnym kroku możemy się zastanowić, jak zaprojektować terapię, która by celowała w tę strukturę i pobudzała jej aktywność, np. podczas jakiegoś treningu. Dzięki badaniom, znów na myszach, wiemy, że da się tę plastyczność podnieść.
Jak się tego dowiedzieliście?
Sprawdzaliśmy to u myszy będących modelem łamliwego chromosomu X. Chodzi o specyficzne zaburzenie, powodowane mutacją w jednym konkretnym genie. Mutacja ta, zarówno u ludzi, jak i u myszy skutkuje m.in. problemami z uczeniem się. Stwierdziliśmy, że u takich myszy zaburzona jest plastyczność w określonym obwodzie neuronalnym w ciele migdałowatym. W efekcie myszy miały problem ze znajdowaniem nagrody w środowisku. Kiedy znormalizowaliśmy im plastyczność i dostarczyliśmy możliwość trenowania tej umiejętności, to zaczęły się uczyć tak jak zdrowe myszy. Jak widać, oddziaływanie na specyficzną część mózgu może być bardzo efektywne.
Jak wygląda takie naprawianie mózgu?
Wstrzyknęliśmy substancję stopniowo uwalniającą związek, który powodował, że plastyczność wracała do normy. Substancja nazywa się TIMP1 i powoduje zahamowanie aktywności białka MMP9, którego w tym zaburzeniu jest za dużo. Kiedy przywróciliśmy jego właściwy poziom, myszy zaczęły dobrze funkcjonować.
W przypadku ludzi też myśli się, na razie teoretycznie, o zastosowaniu takiej dość precyzyjnej metody. Szeroko na neuroplastyczność wpływamy już teraz np. lekami antydepresyjnymi.
Taką ingerencję w pracę mózgu wyobrażałam sobie raczej jako podpięcie kabelków.
Są i takie metody. Jest np. TMS, nieinwazyjna, przezczaszkowa stymulacja mózgu. Można powodować albo pobudzanie, albo hamowanie określonych obszarów mózgu. Tyle że TMS dociera niezbyt głęboko, możemy nią działać tylko w zewnętrznej warstwie mózgu – korze mózgowej. W badaniach naukowych używa się też ultradźwięków. One sięgają do struktur podkorowych i pozwalają na dość precyzyjne działanie. Jeszcze nie do końca wiemy, jak to działa, ale działa. W przyszłości mogą z tego wyłonić się metody terapeutyczne.
W jakich chorobach czy zaburzeniach widziałaby Pani zastosowanie terapii wykorzystujących neuroplastyczność mózgu, stymulujących jego konkretne obszary?
Na pewno interesującym kierunkiem byłaby depresja, gdzie występują zaburzenia motywacji, ale też różne przypadki zaburzeń interakcji społecznych. Przy czym samo pobudzenie plastyczności przez stymulację mózgu nie wystarczy, natomiast połączone np. z treningiem umiejętności społecznych prawdopodobnie poprawiłoby jego skuteczność. Każda psychoterapia jest oparta na pewnej plastyczności, na przebudowie mózgu, więc to się wydaje interesującym kierunkiem.
Myślę o autyzmie. Osoby w spektrum autyzmu często ostro krytykują próby naprawiania ich mózgów, próbę dostosowania ich na siłę do ogółu. Wyobrażam sobie, że gdyby pojawiła się metoda stymulowania mózgu tak, że zwiększa się potrzeby społeczne, ale nie pójdą za tym umiejętności, to zamiast pomóc, można zrobić mu większą krzywdę.
Jeszcze długa droga przed nami, żeby robić to bezpiecznie. Poruszyła pani ważny temat – gdzie jest granica między chorobą, zaburzeniem a cechą osobowości. Wolałabym, żeby ludzi, którzy się czują dobrze ze sobą i nie stanowią problemu społecznego, np. z powodu agresji czy nieprzystosowania, traktować jako mieszczących się w normie. Jesteśmy różnorodni, powinniśmy tacy być i nie ma tu czego naprawiać.
Ale spektrum autyzmu to złożony problem i są osoby, które wymagają pomocy, wykazują np. zachowania autoagresywne. Obecnie jesteśmy im w stanie zaoferować tylko terapię behawioralną, która nie wszystkim pomoże.
Zajmuje się Pani mózgiem już tyle lat. Gdzie w nim jest nasze „ja”?
To trudne, filozoficzne pytanie. Ja przyjmuję pogląd, że mózg to umysł, że jesteśmy w mózgu.
Ja się czuję tą szarą mazią, nie jakąś chmurą ponad tym.
Niestety ryzyko jest takie, że jeśli pogrzebiemy w tym szarym organie, to przestajemy być sobą. To z jednej strony piękne, z drugiej groźne. Warto zdać sobie sprawę, że wciąż mało wiemy. Mózg jest naprawdę niezwykle złożony. W badaniach schodzimy coraz głębiej i głębiej, próbując zrozumieć mechanizmy na poziomie neuronów, synaps, białek czy innych czynników molekularnych, genów. Ale pozostaje pytanie: jak to działa jako całość? Brakuje nam wiedzy integrującej dane.
Nie wiadomo, czy mózgiem można zrozumieć mózg.
To prawda.
Może by Pani zapytała sztuczną inteligencję? Czy już to Pani zrobiła?
Pytałam już ChatGPT o różne rzeczy, ale o to jeszcze nie. Zobaczymy, w którą stronę on pójdzie. Niestety nie sądzę, żeby poszedł w stronę rozumienia mózgu. ©
DR HAB. EWELINA KNAPSKA, prof. Instytutu Biologii Doświadczalnej im. Marcelego Nenckiego PAN, kierowniczka Pracowni Neurobiologii Emocji. Skończyła biologię, psychologię, doktoryzowała się z neurobiologii. W 2016 r. otrzymała prestiżowy grant ERC Starting na zbadanie roli ciała migdałowatego w kontroli pozytywnych i negatywnych emocji przekazywanych społecznie. Obecnie realizuje grant MAESTRO NCN „Mechanizmy towarzyskości: neuronalne podstawy różnic w zachowaniach społecznych”. Wcześniej badała również mechanizmy kierujące strachem.
