Dążenie do poznania i zrozumienia własnego umysłu to prawdopodobnie najważniejsze zadanie każdego człowieka. „Poznacie prawdę i prawda was wyzwoli” – głosi Ewangelia wg św Jana.
Filozofowie Wschodu i Zachodu oraz wybitni przedstawiciele wszystkich tradycji religijnych nawoływali do zrozumienia siebie, na długo przed tym kiedy nauka odkryła, gdzie mieści się to „siebie”. Przed okresem rozkwitu nauk biologicznych świadomość lokalizowano w najrozmaitszych narządach, na przykład starożytni Grecy sądzili, że dusza mieści się w wątrobie, zadaniem zaś mózgu jest ochładzanie krwi.
Dziś wiemy, że wszelkie zjawiska psychiczne, wyobrażenia o świecie i wszystko co dla nas istnieje, jest wynikiem reakcji naszego układu nerwowego, w szczególności mózgu, którego funkcją jawi się umysł. I chociaż w mózgu nie udało się znaleźć określonego miejsca, jakie można uznać za siedlisko umysłu, wiemy, że za wyższe czynności poznawcze, odróżniające człowieka od zwierząt, jest odpowiedzialna kora mózgowa, a na pytanie „czym jest świadomość” naukowiec, który nie chciałby się wdawać w filozoficzne dysputy, udzieli prostej odpowiedzi, że świadomość jest tym, co robi mózg.
„Ta trzyfuntowa masa komórek nerwowych i ich wypustek, kierująca naszymi działaniami, jest najwspanialszym, a zarazem najbardziej tajemniczym, produktem aktu stworzenia” – zwykli mawiać naukowcy. Mózg dorosłego człowieka waży około półtora kilograma i składa się z kilkunastu milionów komórek nerwowych połączonych z sobą licznymi wypustkami, które przekazują impulsy nerwowe na drodze elektrycznej i chemicznej. Całość mieści się w jamie czaszki zamkniętej szczelnie w kostnej przestrzeni, do której docierają zaopatrujące mózg naczynia krwionośne i nerwy. System ochrony mózgu przed uszkodzeniami mechanicznymi składa się również ze struktur zwanych oponami. Bezpośrednio pod kośćmi czaszki znajduje się opona twarda, pod nią delikatna opona pajęcza, zaś między nimi i przylegającą do mózgu oponą naczyniową znajduje się płyn mózgowo-rdzeniowy, którego rolą jest chronić mózg przed zmianami ciśnienia i wstrząsami.
Próba zrozumienia, jak działa mózg i – co za tym idzie – funkcjonowania umysłu, to największe wyzwanie, przed którym obecnie stoi nauka i chyba najbardziej fascynująca intelektualna przygoda ludzkości.
Historia badań naukowych nad mózgiem liczy sobie dopiero około 100 lat, czyli mniej więcej tyle ile rozwój nowoczesnej chirurgii, zapoczątkowany w momencie wprowadzenia narkozy i antyseptyki. Jeszcze niedługo przedtem, w 1873 roku, John Ericksen, brytyjski chirurg królewski, twierdził: „Żołądek, klatka piersiowa i mózg będą na zawsze zamknięte przed penetracją chirurga”.
Dzisiaj anatomia mózgu i budowa poszczególnych struktur centralnego układu nerwowego jest poznana bardzo szczegółowo, lecz niestety ten fakt tylko w niewielkim stopniu przybliża nas do zrozumienia, jak działa całość.
Czasy początków nowożytnej nauki, stulecia XVII i XVIII, to filozoficzne dyskusje, rozpoczynające się od Kartezjusza. Chociaż już wtedy niektórzy badacze, tacy jak angielski lekarz Hurtley, doszukiwali się przyczyn wrażeń umysłowych w „wibracji nerwów”, to brak możliwości prowadzenia eksperymentów nie pozwalał na rozstrzygnięcie żadnej kwestii dotyczącej działania umysłu. Jedna z pierwszych teorii popartych eksperymentami okazała się zresztą całkowicie błędna. Mowa o frenologii, której twórcami byli medycy Gall i Spurzheim. Poczyniwszy tysiące obserwacji, opracowali oni teorię, opierającą się na hipotezie łączącej cechy umysłu z kształtem czaszki. Gall wyróżnił nawet w mózgu obszary związane ze skłonnościami do stałości, ostrożności, duchowością, kochliwością, opiekuńczością, zdolnościami językowymi i wieloma innymi. Jednak pomimo swojej wiedzy anatomicznej nie dostrzegł, iż kształt czaszki niewiele ma wspólnego z kształtem mózgu!
Pierwsze laboratoria psychologiczne pojawiły się dopiero w połowie XIX wieku. Spowodowała to postawa większości badaczy uznających umysł za coś tak bardzo skomplikowanego, iż nie można tego badać naukowymi metodami. Koniec wieku XIX przyniósł odkrycie podświadomości i rozwój szkół psychoanalitycznych. Potem, w pierwszych dekadach wieku XX, zagadnienia związane ze świadomością, a nawet sama koncepcja istnienia świadomości stała się wysoce kontrowersyjna. Próby stworzenia teorii umysłu uznane zostały za nienaukowe, a badacze zajmowali się tylko obiektywnie mierzalnymi reakcjami na bodźce i opisami zewnętrznych zachowań, skutkiem czego głównym obiektem badań stał się szczur w labiryncie.
Przed II wojną światową badano przede wszystkim najprostsze odruchy. Do pionierów na tym polu należała radziecka szkoła Pawłowa. W Polsce nestorem fizjologów mózgu był uczony światowej sławy, Jerzy Konorski. Wśród Polaków, którzy wnieśli znaczący wkład w badania mózgu, był również Adolf Beck. W pracy doktorskiej z 1890 roku opisał jako pierwszy na świecie czynność elektryczną mózgu, znaną obecnie jako czynność EEG.
Lata po II wojnie światowej to okres dynamicznego rozwoju badań nad mózgiem, ale także idącej za tym specjalizacji i wyodrębnienia się różnych nauk szczegółowych, badających konkretne zagadnienia – np. neurofizjologia i neurobiologia. Neurofizjologia dąży do wyczerpującego poznania budowy i własności komórki nerwowej. Natomiast neurobiologia to nauka, która dąży do stworzenia modelu narządu i zgłębia jego działania globalnie. Z punktu widzenia neurobiologii na zjawiska umysłowe wpływ mają zarówno procesy zachodzące na poziomie pojedynczych molekuł (rozmiary rzędu 10-10 m) jak i całego układu nerwowego (1 m).
W ostatnich latach neurobiologia poczyniła ogromne postępy, więc coraz więcej wiemy o biochemicznej strukturze układu nerwowego, o roli czynników genetycznych w rozwoju mózgu i ich wpływie na choroby układu nerwowego. Wraz z intensywnym rozwojem farmacji postępy poczyniła również psychofarmakologia, czyli nauka o możliwościach wpływania na procesy zachodzące w mózgu za pomocą środków chemicznych, ale nadal nie potrafimy wpływać na specyficzne struktury mózgu, jedynie na jego większe podsystemy.
Nauka jest wciąż daleka od zrozumienia praw rządzących powstaniem inteligencji i myślenia abstrakcyjnego. Psycholodzy tworzą opisowe teorie ignorujące neurobiologię, a specjaliści od sztucznej inteligencji idą jeszcze dalej i budują modele umysłu oparte wyłącznie na przetwarzaniu informacji w postaci symboli i algorytmów matematycznych. Można powiedzieć, że neurofizjolodzy usiłują opisać nasz mózg na dość prymitywnym poziomie, psycholodzy na poziomie bardzo wysokim. A jakie obszary leżą pomiędzy tymi dwoma skrajnymi podejściami?
Z punku widzenia badań nad „materialną podstawą świadomości ” najbardziej interesującą częścią mózgu jest kora mózgowa. Próbuje się stworzyć dokładną mapę jej funkcji, odkryto bowiem, że poszczególne obszary kory odpowiadają za różne funkcje. Zlokalizowano np. ośrodek wzroku (w płacie potylicznym) i ośrodek słuchu (powyżej ucha). Obszar kory zwany bruzdą Rolanda kontroluje wrażenia skórne twarzy, rąk i nóg. Pola Broca związane są z formułowaniem zdań, a pole Wernickego związane z rozumieniem języka (uszkodzenie pola Wernickego skutkuje tym, że człowiek mówi bez sensu). Najważniejsze dla kory mózgu są jednak te obszary, które nie posiadają konkretnej funkcji, czyli tak zwane pola skojarzeniowe. To w nich upatruje się źródła zdolności do uczenia się, zapamiętywania oraz inteligencji.
Pytanie, w jaki sposób rodzą się emocje i gdzie ten proces zachodzi, pozostaje nadal otwarte. Dotychczasowe badania pozwoliły na odkrycie tzw. kręgu emocjonalnego, angażującego różne struktury mózgu (podwzgórze, ciała suteczkowate, hipokamp i zakręt obręczy).
Ciekawym przyczynkiem do zrozumienia działania mózgu są próby stworzenia sztucznej inteligencji w oparciu o coraz to doskonalsze systemy komputerowe. Chociaż udało się osiągnąć liczne interesujące rezultaty (np. w 1997 roku szachowy mistrz świata Gary Kasparow przegrał mecz z programem Deep Blue), to już w latach 70. zaczęto zdawać sobie sprawę, iż nie ma prostej drogi do sztucznej inteligencji, tak jak nie ma ogólnych reguł na myślenie. W programie, który ma przejawiać inteligentne zachowanie, potrzebna jest obszerna wiedza, pewna reprezentacja wewnętrzna świata. Podobnie jest np. ze stawianiem medycznej diagnozy: lekarz rzadko odwołuje się do teoretycznej wiedzy medycznej (bo np. mechanizmy działania leków są zbyt skomplikowane, by człowiek mógł je dokładnie prześledzić), ale raczej do własnego doświadczenia, przypominając sobie podobne przypadki i efekty zastosowania kuracji w przeszłości. Człowiek dysponuje niezmierzoną pamięcią, a zasób wiedzy potrzebnej nam do życia jest ogromny. Niektórzy oceniają, że ilość informacji w naszych mózgach przekracza kilkaset razy ilość informacji w Encyklopedii Britannica. Ostatnio w celu uchwycenia w programie komputerowym „elementów zdrowego rozsądku” rozpoczęto budowę systemu opartego na 100 milionach reguł, specyficznych dla różnych sytuacji! Okazało się bowiem, że ludzka wiedza tylko w niewielkim stopniu związana jest z ogólnymi zasadami rozumowania, a w znacznie większym stopniu oparta na wiadomościach i regułach specyficznych dla danej dziedziny czy problemu.
Przypuśćmy jednak, że uda się nam stworzyć bardzo szczegółowy model czyjegoś umysłu pozwalający wyjaśnić, czym jest świadomość, uczucia, przewidzieć wszystkie reakcje danego człowieka. Czy zniknie wówczas poczucie tajemnicy istnienia, zdumienie wynikające z refleksji nad bytem, czy wyjaśnione uczucia stracą swoją intensywność?
Większość badaczy jest zdania, że żaden model naukowy nie zastąpi rzeczywistości. Jest jednak pewnym do niej przybliżeniem.
Pod koniec XX wieku, w wyniku integracji różnych gałęzi nauki, pojawiła się nowa grupa nauk, dająca większą niż dotychczas perspektywę zrozumienia umysłu. Tą grupę nauk nazwano „naukami o poznawaniu” (cognitive sciences) lub naukami kognitywnymi, od łacińskiego słowa cognitio, czyli wiedza. Zadaniem tej grupy nauk jest tworzenie modelu umysłu zgodnego z wszystkimi gałęziami wiedzy, a więc wielka integracja wyników badań z wielu niezależnych dziedzin. Nauki kognitywne obejmują zarówno podstawy biologiczne, budowę układu nerwowego, zmysłów i mózgu, jak i modele matematyczne działania mózgu i procesów mentalnych, filozofię umysłu, psychologię poznawczą, niekonwencjonalne działy psychologii (takie jak psychoanaliza, różne formy psychoterapii czy psychologia transpersonalna), lingwistykę, antropologię, a nawet zagadnienia związane z introspekcją i życiem duchowym.
Mimo wszystko do dzisiaj wielu naukowców uważa, że kwestia umysłu jest tak złożona, iż nigdy nie da się jej zgłębić. Prof. Żernicki, neurofizjolog, napisał: „Czynności psychiczne, które niewątpliwie są związane z pracą mózgu, stanowią dla fizjologa całkowitą zagadkę. Nie potrafimy w tej chwili nawet wyobrazić sobie mechanizmu ich powstawania. [...] osiągnięcie celu ostatecznego jest mało prawdopodobne”.
Lek. med. Jacek Kaziński