nr 114.indd - Alma Mater

TYDZIEŃ MÓZGU
W
tym roku podczas wykładów i dyskusji w ramach Tygodnia
Mózgu będziemy się zajmować szczególnie wpływem środowiska oraz interakcjami pomiędzy czynnikami środowiskowymi
a czynnikami genetycznymi, które mają znaczenie dla prawidłowego
funkcjonowania mózgu – mówiła prof. Elżbieta Pyza podczas konferencji prasowej poprzedzającej cykl wykładów w ramach Tygodnia
Mózgu, które odbywały się od 15 do 21 marca w auli Auditorium
Maximum. – Na nasze zdrowie wpływają nie tylko czynniki naturalne,
takie jak pogoda, zmiany dobowe i sezonowe temperatury, wilgotności oraz światła, na które nie mamy wpływu, ale także dieta i styl
życia, które znajdują się pod naszą kontrolą, a mają istotny wpływ na
kondycję fizyczną i psychiczną przez całe życie – dodała prof. Pyza.
Ostatnie badania wykazały także, że czynniki takie, jak metale ciężkie
(zwłaszcza kadm i ołów), pestycydy stosowane w rolnictwie, substancje chemiczne stosowane w przemyśle oraz w gospodarstwach
domowych mają bezpośredni wpływ na funkcjonowanie mózgu.
Szczególnie u dzieci wywołują zmiany w rozwoju mózgu i wpływają
na jego plastyczność. Niestety, jak podkreśliła prof. Pyza, możliwości
regeneracji mózgu są niewielkie. – Również możliwość naprawy
uszkodzonego mózgu jest ograniczona, stąd też obecnie wiele badań
koncentruje się na poznaniu mechanizmów neurodegeneracyjnych
w mózgu, aby w przyszłości skutecznie „naprawiać” mózg.
Wykłady, jak co roku, odbywały się w auli Auditorium Maximum i przyciągnęły setki słuchaczy. Wystąpili: prof. Jerzy Vetulani,
dr hab. Stanisław Głażewski, prof. Lucyna Antkiewicz-Michaluk,
prof. Marta Dziedzicka-Wasylewska, prof. Elżbieta Pyza, prof.
Irena Nalepa oraz prof. Richard S.J. Frackowiak. Pełne wersje
wszystkich referatów dostępne są w ostatnim numerze czasopisma
„Wszechświat”.
AWoj
BADANIA NAD MÓZGIEM
W
A. Wojnar
szystko, czego dowiadujemy się o mózgu, daje nam poten- zaniku komórek dopaminergicznych – wyjaśnia prof. Lucyna
cjalny wgląd w naturę człowieczeństwa. To sprawia, że Antkiewicz-Michaluk. Bierze się tu pod uwagę różne czynniki:
neurobiologia jest postrzegana jako coś więcej niż filozoficzne uwarunkowania genetyczne, apoptozę (programowaną śmierć
ćwiczenia czy gra intelektualna, ponieważ może stanowić rodzaj komórki), stres oksydacyjny oraz udział egzo- i endogennych
gwarancji dla naszej przyszłości jako istot ludzkich – twierdzi toksyn. Prof. Antkiewicz-Michaluk wymienia tu szczególnie
prof. Irena Nalepa. We
pestycydy, ale także herbiwspółczesnej nauce jedną
cydy, które działając na orz najszybciej rozwijająganizm przez dłuższy czas,
cych się dziedzin jest właśmogą prowadzić właśnie do
nie nauka o mózgu, która
zmian neurodegeneracyjrównocześnie budzi coraz
nych typu parkinsonowskiewiększe zainteresowanie
go. Powyższa teza została
w społeczeństwie.
udowodniona na podstawie
Jednym z szeroko anabadań eksperymentalnych
lizowanych przez badaprzeprowadzonych na tak
czy mózgu problemów jest
zwanych modelach rotenowpływ genów i czynników
nowych. – Stwierdzono, że
środowiskowych zarówno
osoby zamieszkujące rejona rozwój mózgu, jak i na
ny wiejskie i korzystające
powstawanie coraz częstz wody studziennej oraz
szych, niestety, chorób neumające bezpośredni kontakt
rodegeneracyjnych, takich
z substancjami służącymi do
Wykłady odbywały się, jak co roku, w auli Auditorium Maximum
jak choroba Alzheimera
ochrony roślin (parakwat,
i Parkinsona.
rotenon) znacznie częściej
Choroba Parkinsona to poważne wyzwanie dla współczesnej zapadają na różnego rodzaju choroby neurodegeneracyjne,
medycyny. Szacuje się, że dotyka ona około 2 procent populacji w tym na chorobę Parkinsona. Wykazano także, że pacjenci
i najczęściej (70 proc. przypadków) rozpoczyna się między 55. cierpiący na chorobę Parkinsona mają bardziej przepuszczalną
a 70. rokiem życia. Jej przyczyną jest uszkodzenie neuronów barierę krew–mózg, stąd może wynikać podatność na toksyny
dopaminowych w szlaku czarnoprążkowiowym, wielu autorów środowiskowe. Ciekawostką jest, że wśród czynników obniżawskazuje także jako powód zwyrodnienie układu noradre- jących prawdopodobieństwo wystąpienia choroby Parkinsona
nergicznego. – Mimo dokładnego poznania biochemicznego wykazano potwierdzone korelacje z wieloletnią konsumpcją
podłoża choroby Parkinsona nie znamy pierwotnej przyczyny kawy i tytoniu.
ALMA MATER
81
A. Wojnar
Pamiętajmy jednocześnie, co podkreśla prof. Marta DzieMózg funkcjonuje przede wszystkim dzięki ciągłemu twodzicka-Wasylewska, że choroby mózgu rozwijają się powoli rzeniu nowych połączeń synaptycznych pomiędzy neuronami.
i trwają długo, często przez całe życie. Natomiast stopień skom- Liczba tych połączeń zmniejsza się w ciągu życia i zależy od
plikowania struktur nerwowych jest tak ogromny, że nawet po- bodźców zewnętrznych działających poprzez narządy zmyznanie mutacji wywołującej daną chorobę nie oznacza jeszcze słów na mózg. – Podobnie jak mięśnie, mózg również wymaga
znalezienia skutecznego leku. Jednak pomimo naszego geno- ciągłego treningu do zachowania swojej sprawności. Jego
typu, w którym może być niejako zapisane ryzyko wystąpienia sprawność można utrzymać, ciągle się ucząc i podejmując intepewnych chorób, swoim stylem życia możemy w dużej mierze lektualne wyzwania – twierdzi prof. Pyza. – Dopiero w ostatnich
wpływać na zmniejszenie tego ryzyka. Dlatego na działanie latach stwierdzono, że w dojrzałym mózgu zachodzą procenaszego mózgu wpływ
sy neurogenezy w pewnie do przecenienia ma
nych rejonach. Jednak
– jak podkreśla prof. Irenie przeważają one nad
na Nalepa – zdrowy tryb
procesami neurodegeneżycia. – Istnieje co najracyjnymi, a znaczenie
mniej kilka hipotez, które
nowo powstałych neurołączą niektóre schorzenia
nów w procesach napraneurologiczne i psychiczwy uszkodzonych funkcji
ne z wpływem środowimózgu, czyli tam, gdzie
ska, co nasuwa myślenie
doszło do procesów neuo zdrowym trybie życia
rodegeneracyjnych, jest
jako o najlepszej metodzie
nadal niejasne. Ostatnie
profilaktyki różnych schobadania wskazały jednak,
rzeń. I chociaż zdrowy
że nowo powstałe neurotryb życia nie zagwaranny mogą przechowywać
tuje nam w stu procentach
informacje, które dotarły
długich lat w zdrowiu, to
do mózgu w chwili ich
może jednak być wskanarodzin.
Wykład prof. Elżbiety Pyzy
Pozostaje więc pytazówką, jak przynajmniej
nie: czy można naprawić
zwiększyć sobie szanse na
takie życie – wyjaśnia profesor. Z jednej strony, trzeba więc po- mózg? Profesor Stanisław Głażewski podkreśla, że nie do końca
dejmować działania zwiększające naszą odporność (aktywność prawdziwe jest przekonanie, że neurony dorosłego mózgu nie
fizyczna, hartowanie ciała, właściwe odżywianie, wystarczająca posiadają zdolności odnawiania się. Udowodniono, że istnieją
ilość snu), z drugiej – nie doprowadzać do obciążania naszej dwa obszary, w których ma miejsce podział komórkowy wionaturalnej odporności na przykład poprzez palenie papierosów dący do wyróżnicowania się komórek neuronalnych. Pierwszy
czy picie alkoholu. Profesor Nalepa wskazuje także, że ważnym z nich to obszar podkomorowy, czyli jedna ze stref zarodkowych
czynnikiem jest ograniczenie używania leków jedynie do przy- mózgu, gdzie rodzą się komórki w czasie wzrostu mózgu. Tu
padków bezwzględnie koniecznych. Wszystko to wpływa na właśnie są komórki macierzyste, czyli takie, które mogą się
aktywność mózgu za pośrednictwem jednego z funkcjonalnych dzielić w nieskończoność i które w tym procesie różnicowania
obwodów mózgowych: osi podwzgórze – przysadka – nadner- się prowadzą do wielu linii komórkowych, niekoniecznie neucza, którego sprawne i niezakłócone działanie ma wpływ na ronalnych. Drugim aktywnym obszarem jest tak zwany zakręt
zachowanie homeostazy organizmu. Niebagatelną rolę ma tutaj zębaty formacji hipokampa, czyli struktury zaangażowanej
także długotrwały stres i nieumiejętność jego rozładowania, co w procesy uczenia się i zapamiętywania. – W obu tych obszadoprowadza do destrukcji naszego organizmu, rozregulowuje rach łącznie powstaje kilkadziesiąt tysięcy neuronów dziennie,
pracę mózgu i może doprowadzić nawet do zaburzeń psychicz- co trudno porównać z około 250 tysiącami neuronów generowanych, nie wspominając już o większej podatności na choroby, nych w ciągu każdej minuty w drugim trymestrze ciąży. Liczba
w tym nowotwory.
neuronów w ludzkim mózgu liczona jest przy tym w miliardach.
Tym, co jednak nieuniknione, jest proces starzenia się organi- Skala podziałów neuronalnych u dorosłych osobników jest więc
zmu, w tym mózgu. Wiele badań naukowych w tej dziedzinie, jak więcej niż niewystarczająca dla uzupełnienia jakichkolwiek
wyjaśnia prof. Elżbieta Pyza, koncentruje się na poznaniu genów ubytków w tkance nerwowej, nie mówiąc już o przywróceniu jej
mających znaczenie w tym procesie. – Wyniki dotychczasowych utraconych funkcji. Można jednak myśleć o sposobach przyspiebadań wskazują, że zarówno u zwierząt bezkręgowych, jak i kręgo- szenia podziałów komórkowych w strefach zarodkowych i takie
wych, a także u człowieka cechy genetyczne odpowiadają za około próby są już podejmowane – wyjaśnia prof. Głażewski. W celu
35-procentową różnicę w długości życia pomiędzy osobnikami, uzupełniania ubytków w układzie nerwowym stosowane są
podczas gdy czynniki środowiska za około 65 procent – informuje także przeszczepy, jednak ich skutki są wciąż niewystarczające.
prof. Pyza. Do genów, które mogą mieć wpływ na tempo starzenia Największe sukcesy obserwuje się w przypadku przeszczepów
się człowieka, należą geny, których homologi regulują długość embrionalnej tkanki nerwowej pochodzącej z określonego
życia u innych gatunków, geny odpowiedzialne za utrzymywanie miejsca do typograficznie porównywalnego obszaru mózgu
procesów życiowych i naprawczych w komórkach oraz te zwią- dorosłego osobnika. Takie zabiegi budzą jednak kontrowersje
zane z podatnością na choroby wieku podeszłego.
natury etycznej. – Na przykład w przypadku transplantacji
82
ALMA MATER
wykonywanych w celu uzupełnienia ubytków dopaminy, charakterystycznych dla choroby Parkinsona, potrzeba 4–6 ludzkich
embrionów na każdą połowę uszkodzonego mózgu – twierdzi
profesor. Istnieje już wprawdzie możliwość wyhodowania neuronów poza organizmem, ale okazuje się, że po transplantacji
nie spełniają jednak oczekiwanej roli.
Na koniec warto wspomnieć o innej dziedzinie badań nad
mózgiem – o neurobiologii sztuki. Jak wykazują badania,
sztuka, zarówno jej czynne uprawianie, jak i bierna recepcja,
aktywuje określone sieci neuronalne w korze mózgowej, pobudzając do pracy nasz mózg. – Tak więc odbiór obrazów będzie
aktywować korę potyliczną, odbiór muzyki – płat skroniowy,
oglądanie tańca – korę ruchową, odbiór poezji – sieci neuronalne w płatach czołowych – wyjaśnia prof. Jerzy Vetulani.
– Ponadto funkcją aktywowaną przez wszelkie aspekty sztuki
jest uwaga poznawcza, czyli zdolność wybiórczego skupienia
się na bodźcach intelektualnych przez czas wystarczający do
ich zakodowania i zapisania w pamięci roboczej. Ta uwaga
i zdolność poznawcza natomiast mają podstawowe znaczenie
dla wyższych zdolności umysłowych. Ponadto zainteresowanie
sztuką i jej uprawianie pomaga w osiąganiu lepszych wyników
w nauce, stąd system uczenia się przez sztukę znakomicie aktywuje uczniów, wciągając ich i zmuszając do myślenia. Profesor także uzupełnia, że połączone badania neuroobrazowania
mózgu i mapowania genetycznego pokazały, że istnieje kilka
genów-kandydatów, które mogą być zaangażowane w regulację
poznania estetycznego. Wynika stąd, że niektóre osoby mogą
być bardziej predestynowane do przeżywania wrażeń estetycznych, a inne mniej. Piękno poza tym dostarcza przyjemności,
co jest wynikiem aktywacji układu dopaminergicznego.
Ze sztuką bezpośrednio powiązana jest kreatywność. Dzięki
współczesnym badaniom fNMR udało się określić obszary mózgu, które wykazują większą aktywność u osób kreatywnych. Są
to, jak informuje prof. Vetulani, prawostronny zakręt przedsionkowy, zakręt czołowy prosty, czub móżdżka, lewostronny zakręt
czołowo-oczodołowy, zakręt czołowy środkowy oraz zakręt skroniowy dolny. Ciekawe są także badania twórczości chorych na
różne schorzenia psychiatryczne i neurologiczne. Na przykład,
jak twierdzi profesor, obrazy schizofreników charakteryzuje niekonwencjonalność wskazująca na kreatywność i wysoki poziom
inteligencji. W przypadku choroby Alzheimera prace plastyczne
nie spełniają kryteriów dzieła sztuki, chociaż czasem obrazy malowane spontanicznie farbami rozmazywanymi palcami sprawiają
estetyczne wrażenie. Natomiast w otępieniu skroniowo-czołowym
kreatywność pacjentów wzrasta, co najprawdopodobniej jest
związane z ogólnym osłabieniem zahamowań. Twórcy dotknięci
chorobą Parkinsona uprawiają sztukę poważną i smutną, nieco
mroczną i ponurą. Natomiast jeśli są leczeni środkami podnoszącymi poziom dopaminy, mogą przejawiać zachowania hedonistyczne, zmieniając tym kreatywność.
Na świecie znane są przypadki osób żyjących nawet
122 lata i zachowujących sprawność fizyczną i psychiczną, dlatego, podsumowując, pamiętajmy, że zdrowie jest naturalnym
stanem dla naszego organizmu i że w toku ewolucji zostaliśmy
wyposażeni w różnego typu mechanizmy obronne, które pomagają
w jego utrzymaniu – twierdzi prof. Irena Nalepa. – Wiele z tych
mechanizmów jest nierozerwalnie związanych ze stanem dobrego
samopoczucia, które łatwiej pielęgnować, gdy posiadamy podstawową wiedzę o funkcjonowaniu mózgu.
Anna Wojnar
JUBILEUSZ LABORATORIUM
Odległy kosmos i fizyka w domu, fascynacja światłem i dźwięk, konserwacja zabytków i wielki zderzacz hadronów – to tylko niektóre tematy Laboratorium XXI wieku.
Na 19 maja br. planowana jest emisja 500. wydania tego najstarszego polskiego
programu popularnonaukowego. Laboratorium, które z czasem przekształciło się
w Laboratorium XXI wieku, od 24 lat dostarcza widzom Programu 1 TVP ciekawych
informacji o pracy i osiągnięciach polskich uczonych. 500 wydań stawia program
w rzędzie rekordzistów w skali światowej.
Wiktor Niedzicki, twórca, reżyser i realizator programu, pokazuje, że nauka jest
wszędzie, że dzięki niej żyje się lepiej, dłużej i zdrowiej. Ekipy filmowe odwiedzają krajowe instytuty i ośrodki naukowe, by pokazać najciekawsze badania oraz
ich praktyczne zastosowania. Niektórzy dawni widzowie Laboratorium są
Dr Jerzy Zachorowski
dziś młodymi naukowcami, twórcami
wynalazków, które prezentowane są w kolejnych wydaniach. Program bowiem
jako jeden z nielicznych przedstawia sylwetki i pracę polskich uczonych. Swoje
osiągnięcia prezentowali w Laboratorium również fizycy i chemicy z Uniwersytetu
Jagiellońskiego.
Pięćsetny odcinek Laboratorium zaprezentuje urządzenia zbudowane przez
najmłodszych naukowców, a znane gwiazdy telewizyjne wezmą udział w serii
eksperymentów naukowych. Program „Laboratorium XXI wieku” emitowany jest
zazwyczaj w poniedziałki w 1 programie TVP. Można go też oglądać na stronie
www.laboratorium.tvp.pl.
Wiktor Niedzicki
Alicja Rafalska-Łasocha
ALMA MATER
83