TD 2000/1

MOZKOVÉ ZÁKULISÍ

11. Přenos informací a mezibuněčný prostor

Dnes se pokusíme nahlédnout do dalších neznámých oblastí mozkového zákulisí. Do spleti chodeb a zákoutí, jejichž prostupnost může mít význam ve chvíli, kdy se hlavní hrdina v poslední vteřině prodírá na jeviště. Pokud cestou naráží na postávající kulisáky, neuklizené rekvizity a jiné harampádí, stoupá riziko, že zmešká klíčovou repliku. Obdobně může zdánlivě nevýznamný prostor mezi mozkovými buňkami zásadně ovlivnit naše jednání.
Výzkumy posledních let ukazují, že jak procesy myšlení a učení, tak zejména změny nálady či chování jsou zprostředkovány nejen přímo nervovými dráhami (axony) a klasickými neurotransmitery na synapsích (přepojovacích knoflících), ale i nepřímo signalizačními molekulami, které pozvolna prostupují mezibuněčným prostorem a ovlivňují receptory kdekoliv v mozku. První forma "drátového" přenosu je rychlá, přesná a náročná na energii (spotřebu kyslíku a glukózy), druhá, "bezdrátová" je sice pomalejší, ale komplexnější a méně energeticky náročná.
Buněčná hmota mozku, složená z asi 50 miliard nervových buněk (neuronů) a cca 200 miliard gliových (podpůrných) buněk, tvoří zhruba tři čtvrtiny mozkového objemu. Zbývající čtvrtina je vyplněna tekutinou obsahující ionty, molekuly a bílkoviny, z nichž některé mohou v pórech mimobuněčného prostoru vytvářet přirozené překážky. Toto tekuté mikroprostředí mozku lze přirovnat k "polévce", jejíž hustota se neustále mění a významně ovlivňuje činnost našeho mozku. Někdy se mezibuněčná komunikace srovnává s dopravní situací ve velkoměstě, kde se vytvářejí zácpy - a hustým provozem se spíše než velká auta propletou malí poslíčkové na kolech. Tak i v mozku snáze a rychleji prostupují malé signalizační molekuly, které mohou receptory předpřipravit ("zcitlivět" či naopak "znecitlivět") na příchod molekul velkých a pomalých. Hustota "mozkové polévky" závisí na řadě faktorů celkovém zavodnění (hydrataci) organismu, teplotě, hormonálních vlivech a pochopitelně i na nejrůznějších onemocněních mozku. Mění se i s věkem - u kojenců a malých dětí je mimobuněčný prostor relativně větší a volnější. S nadsázkou lze říci, že proto u dětí se rychleji mění nálady a neobvyklé nápady mohou velkou rychlostí křižovat mozkové pláně.
S postupujícím věkem se "mezibuněčná polévka" zahušťuje, přibývá nejrůznějších překážek a k stáru zvolna "vysycháme", myšlenkový provoz je svízelnější.
Informace o mezibuněčné komunikaci jsou podloženy experimentálními výzkumy na laboratorních potkanech, jejichž mozek byl vyšetřen pod mikroskopem, a difúze molekul byla měřena pomocí speciálních technik.
Pro člověka mají tyto poznatky význam především pro pochopení procesů, které byly až dosud obtížně vysvětlitelné pouze na základě klasického synaptického přenosu. Pohyb mých ukazováčků po klávesnici řídí neurony v centrálních oblastech mozkové kůry - vyšlou příslušný signál po axonech pyramidové dráhy a tento signál se přepojí v krční míše na nervy jdoucí k drobným svalům ruky: "...hovoto!" Teď oči přehlédnou text a primární centra v týlní oblasti zaznamenají poslední slovo, které hipokampální oblasti porovnávají s paměťovými stopami, a prefrontální lalok se rozhoduje: Je to chyba, kterou je třeba opravit, nebo je to smysluplný naschvál? Kromě těchto po drátech a synapsich běžících informacích se současně pozvolna mění má nálada. Počáteční pocit uspokojení z toho, že se mi podařil první odstavec článku, zvolna odplouvá a nastupuje neurčitá úzkost - jsou poslední sebepozorovací věty srozumitelné? Není to samo účelné pohráváni, které není ničím podložené a které jen upevní názor čtenářky S. K., že Mozkové zákulisí jsou ničím nepodložené smyšlenky? Molekuly ovlivňující receptory "nejistoty" se zřejmě pohybovaly hustým a spletitým (nejsem nejmladší a mám žízeň) mimobuněčným prostorem svižněji než molekuly spokojenosti.
Výsledkem je obtížně definovatelný pocit nepohody, který nelze volním příkazem rychle zrušit a nahradit jinou naplánovanou náladou tak, jako mohu bleskurychle (drátovým přenosem) zaměnit zaťatou pěst za otevřenou dlaň.
Bezdrátová, "polévková" komunikace proměňuje naladění mozku podobně, jako závan větru zčeří hladinu a po chvíli možná poslední vlnka rozechvěje stéblo na kraji rybníka.
Experimenty prokázaly, že signalizační molekuly postupují mezibuněčným prostorem rychlostí kolem 3 milimetrů za hodinu. Zkuste si spočítat, za jak dlouho se posmutnělá nálada pravé, nonverbální hemisféry odrazí na textu generovaném levou polovinou mozku. Zdá se vám to nepravděpodobně pomalé?
Máte pravdu. V mozku se bezdrátový a drátový přenos propojují. Relativně nepatrné změny mikroprostředí mohou ovlivnit signalizaci na synaptické úrovni a vyslat tak po drátech rychlý signál do druhé hemisféry. Milimetrový pohyb stébla spojí kontakt a na druhém konci světa zazvoní.
V tomto kontextu je třeba připomenout teorii chaosu - nepatrná změna původních podmínek může vyvolat dalekosáhlé změny celého systému, přesunutí do údolí jiného podivného atraktoru. Vzpomeňte si, jak závan vůně mladé ženy změnil život tří lidí v Kurosawově filmu.
A jak mohou výše uvedené úvahy souviset s prožitkovým učením či s dramatickou výchovou? Předpokládá se, že výše zmíněná kombinace klasického přenosu informací s emotivně navozenými difúzními změnami mezibuněčného prostředí prohlubuje paměťové stopy a zvýší šance na jejich vybavování např. pouhým navozením obdobné nálady. Otázkou je, zda emotivně podmíněné nastavování mozku na "provozni teplotu" opravdu usnadní mezibuněčný přenos. Geniální autisté s Aspergerovým syndromem, kteří jsou schopní uchovat v paměti ohromná kvanta informací bez jakékoliv emoce, tuto hypotézu vyvracejí. Je však třeba rozlišovat úzce specializovanou inteligenci, např. matematickou u autistů, od komplexně pojímaného chápání inteligence člověka, zahrnující i komunikační schopnosti, předvídavost, empatii či humor. Konec konců humor je tekutina (a suchý humor contradictio in adiecto) a měli bychom usilovat, aby naším mozkovým zákulisím protékala přiměřeně hustá a nejen "smysluplná", ale i "cituplná" polévka.

Doc. MUDr. VLADIMÍR KOMÁREK
Klinika dětské neurologie 2. LF UK, Praha