Vědci zjistili, že lidský mozek je ‚naprogramován‘ k pochopení světa
Studie provedená výzkumníky z Kalifornské univerzity v Santa Cruz, již publikovaná v odborném časopise, naznačuje, že lidský mozek má předem dané pokyny, které pomáhají jedinci chápat a interagovat s okolním světem. Tyto pokyny se formují v rámci ‚primárního operačního systému‘, který vzniká mnohem dříve, než naše smysly začnou přenášet jakékoli vjemy z vnějšího světa.
Časové rámce vývoje mozku
Jak brzy v životě začíná náš mozek tvořit myšlenky? V lůně matky? Po narození jako reakce na naše smyslové zkušenosti? Nebo snad rodíme s ‚předkonfigurovaným‘ mozkem, kde je myšlení již ‚z výroby‘ součástí? Na tyto otázky se filozofové snaží odpovědět po staletí. Nový výzkum se k odpovědím přiblížil více než kdy jindy.
Studium mozkových organoidů
Výzkumníci použili malé modely lidského mozkového tkáně nazývané ‚organoidy‘ k tomu, aby zkoumali, jak se v mozku vytváří elektrická aktivita. Vznikla překvapení, že první ‚záblesky‘ aktivity probíhají ve strukturovaných vzorcích, které nejsou závislé na vnějších zkušenostech. To naznačuje, že lidský mozek má od začátku konkrétní instrukce, jak se orientovat a interagovat se světem.
Biomolekulární perspektivy
„Tyto buňky interagují jasně navzájem a vytvářejí obvody, které se auto-uskutečňují i dříve, než můžeme zažít něco z vnějšího světa,“ říká biomolekulární inženýr Tal Sharf, hlavní autor studie. „Existuje zde preexistující ‚operační systém‘, který se objevuje ve svém primárním stavu.“ V laboratoři byly pěstovány mozkové organoidy k tomu, aby se pozorovala tato primární verze mozkového operačního systému a zkoumalo, jak se mozek sám staví před tím, než je formován vnějšími smyslovými zkušenostmi.
Nové metody a přístupy
Experti vyvinuli nové metody pro kultivaci organoidů a následné měření jejich aktivity ke získání poznatků o vývoji a poruchách mozku. Tato organoidní modely, vytvářené z lidských kmenových buněk, nabízejí příležitosti ke zkoumání bez nutnosti přímo zasahovat do orgánů jako je játra, plíce, ledviny nebo mozek.
Pochopení autocirkulace
V rámci studie byli výzkumníci schopni stimulovat tvorbu mozkové tkáně a měřit její elektrickou aktivaci pomocí specializovaných mikročipů. „Systém organoidů, který je intrinsicky odpojen od jakéhokoli smyslového vstupu, je otevřeným oknem k tomu, co se děje s tímto procesem autocirkulace, což je velmi obtížné s tradičními 2D buněčnými kulturami,“ vysvětluje Sharf.
Předdefinovaný režim mozku
Výzkum neurovědy ukázal, že neurony se aktivují podle vzorců, které nejsou pouze náhodné. Místo toho má mozek ‚výchozí režim‘, základní strukturu pro aktivaci neuronů, která se stává specifickou, když mozek zpracovává jedinečné signály, jako je vůně nebo chuť. I bez smyslového vstupu se tyto počáteční vzory podobají předdefinovanému stavu mozku, což naznačuje existenci ‚plánu‘ geneticky zakódovaného v neuronální architektuře živého mozku.
Potenciál pro budoucí výzkum
Tato zjištění naznačují, že organoidy reprodukují základní strukturu mozku, což otevírá řadu možností pro lepší pochopení lidského neurovývoje, nemocí a vlivů toxinů na mozek. „Dáváme najevo, že existuje základ pro zachycení komplexní dynamiky, která by mohla být znamením patologických začátků, které bychom mohli zkoumat v lidské tkáni,“ uzavírá Sharf.
