Lidský mozek je neuvěřitelně složitý orgán. Mít mysl a vědomí nám umožňuje jeho hustá buněčná síť obsahující kolem 86 miliard neuronů (nervových buněk) s vícenásobným připojením ve všech směrech.

Není divu, že dodnes beze zbytku nechápeme, jak tahle síť funguje. Proto si některé vlastnosti mozku domýšlíme, prostě je předpokládáme.

Upozorňují na to v obsáhlém článku publikovaném v odborném časopise eLife neurovědci Tamara Makinová z Univerzity v Cambridge a John Krakauer z Univerzity Johnse Hopkinse. Tvrdí v něm, že na rozdíl od všeobecně rozšířeného názoru nemá mozek schopnost sám se přepojovat, aby vynahradil zranění či zdravotní postižení – například ztrátu zraku, amputaci nebo mrtvici.

Our brains have an amazing ability to 'rewire' themselves after loss of sight, amputation or stroke... right?

Wrong, say Tamar Makin @plasticity_lab and John Krakauer @blamlab. The brain is merely using already existing – but latent – abilities.https://t.co/aCb9tx1DBU

— Cambridge University (@Cambridge_Uni) November 21, 2023

„Tolikrát byla schopnost mozku přepojovat se popsána jako ‚zázračná‘, ale my jsme vědci, nevěříme na kouzla,“ cituje magazín Cambridgeské univerzity profesorku Makinovou.

Představa, že mozek se v reakci na zranění nebo nějakou zdravotní újmu dokáže reorganizovat a přestavět určité oblasti pro nové funkce, je od základu chybná, přestože se běžně popisuje ve vědeckých učebnicích, upozorňuje tandem expertů. Makinová a Krakauer tvrdí, že mozek je v takovém případě trénován, aby používal existující, ale nevyužívané schopnosti.

Příběhy, které fascinují

Jedním z nejčastěji uváděných příkladů přepojování mozku je situace, kdy člověk ztratí zrak, nebo se narodí slepý. Předpokládá se, že v takovém případě je zraková kůra, která se dříve specializovala na zpracování zraku, přepojena na zpracování zvuků, což člověku umožňuje používat určitou formu „echolokace“ k orientaci v nepřehledné místnosti.

Dalším běžným příkladem jsou lidé po mrtvici, kteří zpočátku nemohou hýbat končetinami a díky tomu se jim podaří znovu ovládat jiné oblasti mozku.

Profesor Krakauer k tomu říká: „Myšlenka, že náš mozek má úžasnou schopnost se znovu zapojit a reorganizovat, je lákavá. Dává nám naději a fascinuje nás, zvláště když slyšíme mimořádné příběhy o slepcích, kteří si vypěstovali téměř nadlidské echolokační schopnosti, nebo o lidech po mrtvici, kteří zázračně získali zpět motorické schopnosti, o nichž si mysleli, že je ztratili.“

Makinová a Krakauer podotýkají, že některá vysvětlení takových jevů překračují hranice prosté adaptace nebo plasticity. Měla by nastávat rozsáhlá změna funkcí mozkových oblastí. Vysvětlení toho, co se děje, je však podle nich špatné.

Neurovědci se ve svém článku zabývají deseti zásadními studiemi, které upozorňují na schopnost mozku reorganizovat se. Přitom tvrdí, že ačkoli tyto studie skutečně ukazují schopnost mozku přizpůsobovat se změnám, nedokazují, že se vytvářejí nové funkce v dříve nesouvisejících oblastech. Místo toho mozek používá dosud nevyužívané, utlumené schopnosti, kterými je člověk obdařen od narození.

Jedna ze studií, na kterou vědci upozorňují – výzkum provedený v osmdesátých letech minulého století profesorem Michaelem Merzenichem na Kalifornské univerzitě v San Francisku – se například zabýval tím, co se stane, když člověk přijde o prst na ruce. Ruka má v mozku zvláštní oblast, přičemž pro každý prst je v ní určeno specifické místo.

Když ukazováček odstraníte, oblast mozku, která byla dříve přidělena tomuto prstu, se přesune na zpracování signálů ze sousedních prstů, tvrdí Merzenich. Jinými slovy, mozek se v reakci na změny smyslových vstupů přepojí.

Podle Makinové a Krakauera to tak není.

Vše vysvětlují hluché kočky

Makinová provedla vlastní výzkum, při kterém u testovaných jedinců dočasně zablokovala oblast mozku řídící ukazováček, aby napodobila účinek jeho amputace.

Ještě před tím si povšimla, že i v této oblasti se objevovaly také signály jiných prstů. Znamená to, že i když jedna oblast může ve větší míře řídit určitý prst, také sousední oblasti signály tohoto prstu zpracovávají. Když byla oblast zablokována, dříve existující signály v sousedních oblastech se staly silnějšími.

„Oblasti mozku nezačnou interpretovat nový typ informace jen proto, že byla poškozena jiná oblast, která se těmito signály primárně zabývala. Stejná informace je dostupná v různých částech mozku, ale vědci jí nevěnovali pozornost, protože tyto signály byly mnohem slabší než jiné,“ vysvětluje spoluautorka studie Tamar Makinová.

Dalším důkazem proti reorganizaci mozku je studie vrozeně hluchých koček, jejichž sluchová kůra – oblast mozku, která zpracovává zvuk – je předurčena také ke zpracování zraku. Když byl kočkám voperován kochleární implantát, což je zařízení nahrazující sluch, tato oblast mozku začala okamžitě zpracovávat zvuk, což naznačuje, že se mozek u hluchých koček nepřepojil.

Při zkoumání dalších studií Makinová a Krakauer nenalezli žádný přesvědčivý důkaz, že by se ve zrakové kůře jedinců, kteří se narodili slepí, nebo v nepoškozené kůře jedinců, co přežili mrtvici, někdy vyvinula nová funkční schopnost, která by jinak neexistovala.

Makinová a Krakauer v článku nezavrhují příběhy o tom, že nevidomí lidé jsou schopni se orientovat čistě na základě sluchu nebo že jedinci, kteří prodělali mrtvici, znovu získají motorické funkce. Tvrdí však, že mozek spíš, než aby zcela přeurčil oblasti pro nové úkoly, vylepšuje svou existující architekturu opakováním a učením.

Dvojice neurovědců tvrdí, že pochopení skutečné povahy a hranic plasticity mozku je zásadní jak pro stanovení realistických očekávání pacientů, tak pro postup lékařů.