Meer dan 2000 jaar geleden bracht de semi-mythische vader van de geneeskunde, Hippocrates van Kos, de denkers van zijn tijd in verwarring met een gewaagde uitspraak over de aard van het menselijk bewustzijn. In antwoord op bovennatuurlijke verklaringen van de manifestaties van de psyche, hield Hippocrates vol dat "uit het niets, behalve uit de hersenen, vreugde, genoegens, gelach en rivaliteit, verdriet, moedeloosheid, verdriet en klaagzangen komen". In de moderne tijd had Hippocrates zijn gedachten kunnen uitdrukken in een enkele tweet: "We are our brains." En deze boodschap resoneert perfect met de laatste trends om de hersenen de schuld van alles te geven, mentale afwijkingen opnieuw te definiëren als hersenziekten en, al in een futuristisch licht, ons voor te stellen ons leven te verbeteren of te behouden door de hersenen te behouden. Van creativiteit tot drugsverslaving, er is nauwelijks één aspect van menselijk gedrag te vindenniet gerelateerd aan het werk van de hersenen. Het brein kan de moderne vervanging voor de ziel worden genoemd.
Maar ergens in deze romantische perceptie ligt de belangrijkste en meest fundamentele les die de neurowetenschap moet leren: onze hersenen zijn puur fysieke entiteiten, conceptueel en causaal ingebed in de natuurlijke wereld. Hoewel de hersenen essentieel zijn voor bijna alles wat we doen, werken ze nooit alleen. Zijn functie is onlosmakelijk verbonden met het lichaam en zijn omgeving. De onderlinge afhankelijkheid van deze factoren gaat schuil onder een cultureel fenomeen dat Alan Yasanoff, hoogleraar bio-engineering aan het Massachusetts Institute of Technology, 'cerebrale mystiek' noemt - een alles doordringende idealisering van de hersenen en het extreme belang ervan, dat traditionele ideeën beschermt over de verschillen tussen de hersenen en het lichaam, de vrije wil en de aard van het denken zelf. …
Deze mystiek komt in verschillende vormen tot uiting, van de alomtegenwoordige afbeeldingen van bovennatuurlijke en supercomplexe hersenen in science fiction en populaire cultuur tot meer gebalanceerde en wetenschappelijk onderbouwde concepten van cognitieve functies die anorganische eigenschappen verklaren of denkprocessen in neurale structuren insluiten. "Alle ideeën worden in de hersenen geboren." "Gedachte vormt de werkelijkheid." 'De maan bestaat pas als je ernaar kijkt.' Deze idealisering wordt heel gemakkelijk aan zowel gewone stervelingen als wetenschappers gegeven, past perfect in het standpunt van materialisten en biechtvaders. Cerebrale mystiek wakkert interesse in neurowetenschappen aan - en dat is een goede zaak - maar beperkt ook ons vermogen om menselijk gedrag te analyseren en belangrijke problemen in de samenleving op te lossen.
Zijn de hersenen een computer?
We zeggen dat de hersenen tot op zekere hoogte een computer zijn. Of de computer is het brein. De wijdverbreide analogie tussen het brein en de computer levert een krachtige bijdrage aan de cerebrale mystiek, alsof het de hersenen scheidt van de rest van de biologie. Het opvallende verschil tussen het machinale brein en de zachte, chaotische massa ("vlees") die in de rest van ons lichaam bestaat, trekt de scheidslijn tussen de hersenen en het lichaam, zoals opgemerkt door René Descartes. Door zijn eeuwige 'Ik denk, dus ik ben' te verkondigen, plaatste Descartes het bewustzijn in zijn eigen universum, gescheiden van de materiële wereld.
En hoewel het brein ons aan een machine herinnert, kunnen we ons gemakkelijk voorstellen dat het gescheiden is van het hoofd, in eeuwigheid wordt bewaard, wordt gekloond of de ruimte in wordt gestuurd. Het digitale brein lijkt net zo natuurlijk als de afstandelijke Cartesiaanse geest. Het is misschien geen toeval dat de meest invloedrijke anorganische analogieën voor de hersenen zijn gepresenteerd door natuurkundigen die op hun oude dag in bewustzijnsproblemen stortten op dezelfde manier als oudere mensen naar religie gaan. Dit was John von Neumann; hij schreef Computer and the Brain (1958) kort voor zijn dood (1957) en onthulde deze sterke analogie aan de wereld aan het begin van het digitale tijdperk.
De hersenen lijken zeker enigszins op een computer - computers zijn tenslotte ontworpen om hersenfuncties uit te voeren - maar de hersenen zijn veel meer dan de verstrengeling van neuronen en elektrische impulsen die er doorheen gaan. De functie van elk neuro-elektrisch signaal is om kleine hoeveelheden chemicaliën vrij te maken die hersencellen stimuleren of onderdrukken, op dezelfde manier als chemicaliën functies activeren en onderdrukken zoals glucoseproductie door levercellen of immuunresponsen door witte bloedcellen. Zelfs de elektrische signalen van de hersenen zelf zijn producten van chemicaliën, ionen, die cellen binnenkomen en verlaten, en kleine rimpelingen veroorzaken die onafhankelijk door neuronen reizen.
Promotie video:
Het is ook gemakkelijk om relatief passieve hersencellen te onderscheiden van neuronen, die glia worden genoemd. Ze zijn ongeveer gelijk aan het aantal neuronen, maar ze geleiden elektrische signalen niet op dezelfde manier. Recente experimenten met muizen hebben aangetoond dat het manipuleren van deze saaie cellen ingrijpende effecten op het gedrag kan hebben. In één experiment toonde een groep wetenschappers uit Japan aan dat gerichte stimulatie van glia in het cerebellaire gebied kan leiden tot een reactie die vergelijkbaar is met de veranderingen die optreden tijdens stimulatie van neuronen. Een andere opmerkelijke studie toonde aan dat het transplanteren van menselijke gliacellen in de hersenen van muizen het leervermogen van dieren verbeterde, wat op zijn beurt het belang van glia bij het veranderen van de hersenfunctie aantoont. Chemische stoffen en glia zijn onlosmakelijk verbonden met de hersenfunctie, zoals draden en elektriciteit. En wanneer we ons bewust worden van deze zachte elementen, worden de hersenen meer een organisch deel van het lichaam dan een geïdealiseerde centrale verwerkingseenheid, die onder glas in onze schedel wordt opgeslagen.
Stereotypen over hersencomplexiteit dragen ook bij aan de mystiek van de hersenen en de scheiding ervan van het lichaam. Het beroemde cliché noemt de hersenen "het meest complexe ding in het bekende universum", en als "onze hersenen zo eenvoudig waren dat we het konden begrijpen, zouden we het niet kunnen begrijpen". Deze mening is voornamelijk te wijten aan het feit dat het menselijk brein ongeveer 100.000.000.000 neuronen bevat, die elk ongeveer 10.000 verbindingen (synapsen) vormen met andere neuronen. De duizelingwekkende aard van dergelijke aantallen doet mensen twijfelen of neurowetenschappers ooit in staat zullen zijn om het mysterie van het bewustzijn op te lossen, laat staan de aard van de vrije wil die in een van deze miljarden neuronen schuilgaat.
Maar het enorme aantal cellen in het menselijk brein verklaart waarschijnlijk niet zijn buitengewone vermogens. De menselijke lever heeft ongeveer hetzelfde aantal cellen als de hersenen, maar de resultaten zijn totaal verschillend. De hersenen zelf zijn er in veel verschillende maten, en het aantal cellen daarin verandert ook, ergens meer, ergens minder. Het verwijderen van de helft van de hersenen kan soms epilepsie bij kinderen genezen. In een reactie op een cohort van 50 patiënten die de procedure ondergingen, schreef een team van artsen van Johns Hopkins in Baltimore dat ze "geschokt waren over het ogenschijnlijke behoud van geheugen na het verwijderen van zelfs maar de helft van de hersenen, en het behoud van een gevoel van persoonlijkheid en humor bij kinderen." Het is duidelijk dat niet alle hersencellen heilig zijn.
Als je naar de dierenwereld kijkt, heeft het grote aantal hersengroottes absoluut niets te maken met cognitie. Enkele van de meest sluwe dieren - kraaien, eksters en kauwen - hebben hersenen die minder dan 1% van de mens groot zijn, maar vertonen nog steeds veel geavanceerdere cognitieve vaardigheden bij sommige taken, zelfs in vergelijking met chimpansees en gorilla's. Gedragsstudies hebben aangetoond dat deze vogels gereedschappen kunnen maken en gebruiken, mensen op straat kunnen herkennen - iets wat zelfs veel primaten niet kunnen. En dieren met vergelijkbare kenmerken verschillen ook in hersengrootte. Onder knaagdieren kan men bijvoorbeeld 80 gram capibara hersenen vinden met 1,6 miljard neuronen en 0,3 gram pygmee muis hersenen met minder dan 60 miljoen neuronen. Ondanks dergelijke verschillen in hersengrootte,deze dieren leven in vergelijkbare omstandigheden, vertonen vergelijkbare sociale gewoonten en vertonen geen duidelijke verschillen in intelligentie. Hoewel neurowetenschappers net beginnen met het tasten van hersenfuncties, zelfs bij kleine dieren, toont dit duidelijk de populaire hersen-hoax aan vanwege de overvloed aan componenten.
Praten over de machinekwaliteiten van de hersenen of de ongelooflijke complexiteit ervan, verwijdert het van de rest van de biologische wereld in termen van zijn samenstelling. De scheiding van de hersenen en het lichaam overdrijft de afstand tussen de hersenen en het lichaam in termen van autonomie. Cerebrale mystiek onderstreept de reputatie van de hersenen als een controlecentrum dat verbonden is met het lichaam, maar nog steeds afstandelijk.
Natuurlijk niet. Onze hersenen worden constant gebombardeerd met sensorische inputs. De omgeving stuurt elke seconde vele megabytes aan sensorische gegevens naar de hersenen. De hersenen hebben geen firewall tegen deze aanval. Hersenbeeldvormingsstudies tonen aan dat zelfs subtiele sensorische stimuli gebieden van de hersenen beïnvloeden, van sensorische gebieden op laag niveau tot delen van de frontale kwab, een hersengebied op hoog niveau dat bij mensen groter is dan bij andere primaten.
De hersenen zijn afhankelijk van zenuwprikkels
Veel van deze irriterende stoffen hebben directe controle over ons. Als we bijvoorbeeld naar afbeeldingen kijken, trekken visuele details vaak onze aandacht en laten we naar bepaalde patronen kijken. Als we naar een gezicht kijken, gaat onze aandacht automatisch naar de ogen, neus en mond, waardoor deze onbewust de belangrijkste details zijn. Wanneer we over straat lopen, wordt onze aandacht geleid door prikkels uit de omgeving - het geluid van een claxon, flitsen van neonlichten, de geur van pizza - die allemaal onze gedachten en acties sturen, zelfs als we ons er niet van bewust zijn.
Nog lager onder de radar van onze waarneming zijn omgevingsfactoren die langzaam onze stemming beïnvloeden. Seizoensperioden met weinig licht worden geassocieerd met depressie. Dit fenomeen werd voor het eerst beschreven door de Zuid-Afrikaanse arts Norman Rosenthal, kort nadat hij in de jaren zeventig van het zonnige Johannesburg naar de grijze, naar het noorden ruikende Verenigde Staten was verhuisd. Ook de kleuren van de omgeving hebben invloed op ons. Ondanks veel hoaxes over dit onderwerp, is het bewezen dat blauwe en groene kleuren een positieve emotionele reactie veroorzaken, en rood - een negatieve. In één voorbeeld toonden onderzoekers aan dat deelnemers slechter presteerden op IQ-tests met rode markeringen dan met groene of grijze; een andere studie wees uit dat creativiteitstests beter presteerden met een blauwe achtergrond dan met een rode achtergrond.
Lichaamssignalen kunnen het gedrag net zo sterk beïnvloeden als de omgeving, waardoor opnieuw geïdealiseerde concepten van hersensuperioriteit in twijfel worden getrokken.
Een verrassende vondst van de afgelopen jaren is het feit dat microben die in onze interne organen leven ook een rol spelen bij het bepalen van onze emoties. Het veranderen van de microbiële populatie in de darmen door het eten van voedsel dat rijk is aan bacteriën of een zogenaamde fecale transplantatie kan angst en agressie zijn.
Dit toont aan dat wat er met de hersenen gebeurt, grotendeels verweven is met wat er met het lichaam en de omgeving gebeurt. Er is geen causale of conceptuele grens tussen de hersenen en zijn omgeving. Aspecten van cerebrale mystiek - de geïdealiseerde voorstelling van de hersenen als anorganisch, supercomplex, zelfvoorzienend en autonoom - vallen uit elkaar als we nauwkeurig bestuderen hoe de hersenen werken en waarvan ze zijn gemaakt. De geïntegreerde betrokkenheid van de hersenen, het lichaam en de omgeving is wat het biologische bewustzijn scheidt van de mystieke 'ziel', en de implicaties van dit onderscheid zijn diepgaand.
Het belangrijkste is dat cerebrale mystiek bijdraagt aan de misvatting dat de hersenen de belangrijkste motor zijn van onze gedachten en acties. Terwijl we ernaar streven menselijk gedrag te begrijpen, moedigt mystiek ons aan om eerst na te denken over de redenen die verband houden met de hersenen, en pas daarna - buiten het hoofd. Dit dwingt ons om de rol van de hersenen te overschatten en de rol van contexten te onderschatten.
Op het gebied van de strafrechtspleging zijn sommige schrijvers bijvoorbeeld van mening dat misdrijven de schuld moeten krijgen van het brein van de dader. Vaak wordt verwezen naar de zaak van Charles Whitman, die in 1966 een van de eerste massaschietpartijen in de Verenigde Staten uitvoerde aan de Universiteit van Texas. Whitman sprak over psychisch leed dat zich enkele maanden voor de misdaad manifesteerde, en autopsie onthulde later dat er een grote tumor was gegroeid nabij de amygdala in zijn hersenen die van invloed was op stress en emotiebeheer. Maar hoewel hersenbeschuldigers misschien beweren dat de tumor van Whitman de schuld zou moeten krijgen van een misdaad, is de realiteit dat Whitman's acties werden gedreven door andere afstotende factoren: hij groeide op met een mishandelende vader, overleefde de scheiding van zijn ouders en werd vaak afgewezen van werk en van hem. er was toegang tot wapens als militair. Zelfs de hoge temperatuur op de dag van de misdaad (37 graden Celsius) kan het agressieve gedrag van Whitman beïnvloeden.
Door crimineel gedrag de schuld te geven aan de hersenen, worden achterhaalde principes van moraliteit en vergelding vermeden, maar toch wordt het brede netwerk van invloeden buiten beschouwing gelaten die aan elke situatie kunnen bijdragen. In het huidige debat over gewelddadige incidenten in de Verenigde Staten is het erg belangrijk geworden om een brede kijk te behouden op de vele factoren die voor het individu aan het werk zijn: psychische problemen, toegang tot wapens, media en maatschappelijke invloeden dragen allemaal bij. In andere contexten is verslaving aan drugs of kindertrauma ook het overwegen waard. In ieder geval zou een geïdealiseerde kijk op de hersenen die de schuld zou hebben van alles, kortzichtig zijn. Een combinatie van hersenen, lichaam en omgeving werkt.
Cerebrale mystiek is van bijzonder belang voor hoe onze samenleving probeert om te gaan met het probleem van psychische stoornissen. Omdat er een brede consensus bestaat dat psychische stoornissen worden gedefinieerd als hersenaandoeningen. Voorstanders van deze theorie beweren dat dit psychologische problemen in dezelfde categorie plaatst als koorts of kanker, ziekten die niet de sociale reacties uitlokken die gewoonlijk worden geassocieerd met psychiatrische ziekten. Er is zelfs een mening dat de definitie van dergelijke ziekten als "hersenaandoeningen" de barrière verlaagt waarbinnen gezonde patiënten behandeling zullen zoeken, en dit is belangrijk.
In andere opzichten kan het echter problematisch zijn om mentale problemen opnieuw te classificeren als hersenaandoeningen. Patiënten die mentale problemen associëren met interne neurologische defecten, worden zelf al gestigmatiseerd. De gedachte dat hun hersenen onvolmaakt en beschadigd zijn, kan verwoestend zijn. Biologische gebreken zijn moeilijker op te lossen dan morele, en mensen met psychische stoornissen worden vaak als gevaarlijk of zelfs inferieur beschouwd. De houding ten opzichte van schizofrenen en paranoïden verbetert niet van jaar tot jaar, ondanks de groei van methoden om het verloop van hun mentale toestand te verzachten.
Ongeacht de sociale gevolgen, kan het in veel gevallen wetenschappelijk onjuist zijn om de hersenen de schuld te geven voor het veroorzaken van een psychische aandoening. Hoewel alle psychische problemen betrekking hebben op de hersenen, kunnen de onderliggende factoren bij hun optreden overal zijn. In de 19e eeuw waren seksueel overdraagbare syfilis en pelagra veroorzaakt door vitamine B-tekort de belangrijkste redenen voor de groei van ziekenhuispatiënten in Europa en de Verenigde Staten. Uit een recente studie is gebleken dat 20% van de psychiatrische patiënten lichamelijke handicaps heeft die de geestelijke gezondheid kunnen veroorzaken of verslechteren; onder hen zijn problemen met het hart, de longen en het endocriene systeem. Epidemiologische studies hebben een significant verband aangetoond tussen de manifestatie van psychische problemen en factoren zoals de status van etnische minderheden, geboorte in steden en geboorten in bepaalde periodes van het jaar. Hoewel deze relaties niet eenvoudig te verklaren zijn, benadrukken ze de rol van omgevingsfactoren. We moeten naar deze factoren luisteren als we psychische stoornissen effectief willen behandelen en voorkomen.
Op een nog dieper niveau zijn het vooral culturele conventies die het concept van psychische aandoeningen beperken. Slechts 50 jaar lang wordt homoseksualiteit geclassificeerd als een pathologie, een afwijking, in de gezaghebbende verzameling psychische stoornissen van de American Psychiatric Association. In de Sovjet-Unie werden politieke dissidenten soms gedefinieerd op basis van psychiatrische diagnoses die de meeste moderne waarnemers bang zouden maken. Desalniettemin zijn seksuele voorkeur of het onvermogen om voor gezag te buigen in een rechtschapen zoektocht psychologische eigenschappen waarvoor we wellicht biologische correlaties vinden. Dit betekent niet dat homoseksualiteit en politieke dissidentie hoofdproblemen zijn. Dit betekent dat de samenleving, en niet de neurowetenschappen, de grenzen van normaliteit definieert die de categorieën van geestelijke gezondheid bepalen.
Cerebrale mystiek overdrijft de bijdrage van de hersenen aan het menselijk gedrag en maakt in sommige gevallen ook de weg vrij voor de grote rol van de hersenen in de toekomst van de mensheid zelf. Technofiele kringen hebben het steeds vaker over het 'hacken van de hersenen' om de cognitieve vaardigheden van de mens te verbeteren. Er is onmiddellijk een associatie met het hacken van een smartphone of een overheidsserver, maar in werkelijkheid lijkt het meer op een hack met een hoofdsleutel. Vroege voorbeelden van hersenhacking waren onder meer de vernietiging van delen van de hersenen, zoals in de nu ter ziele gegane procedures die Ken Kesey inspireerden om One Flew Over the Cuckoo's Nest (1962) te creëren. De meest geavanceerde hacks in het moderne brein omvatten de chirurgische implantatie van elektroden om hersenweefsel direct te stimuleren of te lezen. Deze interventies kunnen de basisfunctie herstellen bij patiënten met ernstige bewegingsproblemen of verlamming - een verbazingwekkende prestatie die anderhalve kilometer verwijderd is van verbeteringen in het normale vermogen. Dit weerhoudt ondernemers als Elon Musk of DARPA er echter niet van om te investeren in hersenkrakertechnologieën in de hoop ooit een bovenmenselijk brein te creëren en dit aan een machine te koppelen.
Is het mogelijk om de hersenen van het lichaam te scheiden?
Veel van deze discrepantie is het product van een kunstmatige scheiding tussen wat er in de hersenen gebeurt en daarbuiten. Filosoof Nick Bostrom van het Institute for the Future of Humanity merkt op dat "de beste voordelen die je kunt krijgen van hersenimplantaten dezelfde apparaten buiten de hersenen zijn die je kunt gebruiken in plaats van natuurlijke interfaces zoals die ogen om 100 miljoen bits te projecteren per seconde rechtstreeks naar de hersenen. " In feite zijn deze "hersenversterkers" al in onze zakken en op ons bureau gepropt, waardoor we toegang hebben tot verbeterde cognitieve functies zoals een krachtige rekenmachine en extra geheugen zonder neuronen aan te raken. Wat een directe verbinding van dergelijke apparaten met de hersenen ons, naast irritatie, zal toevoegen, is een andere vraag.
In de medische wereld verschoven vroege pogingen om het gezichtsvermogen bij blinden te herstellen door het gebruik van hersenimplantaten snel naar minder invasieve benaderingen, waaronder retinale protheses. Cochleaire implantaten, die het gehoor bij dove patiënten herstellen, steunen op een vergelijkbare strategie van interactie met de gehoorzenuw in plaats van met de hersenen zelf. En als u geen zeer beperkte patiënten in beweging neemt, werken prothesen die beweging herstellen of verbeteren ook als interfaces. Om de geamputeerde controle te geven over een gemechaniseerd kunstledemaat, wordt een "gerichte spierreinnervatie" -techniek gebruikt, waarmee artsen de perifere zenuwen van het ontbrekende lidmaat kunnen verbinden met nieuwe spiergroepen die met het apparaat communiceren. Exoskeletten worden gebruikt om de motoriek bij gezonde mensen te verbeteren,die communiceren met de hersenen via indirecte, maar ontwikkelde kanalen. In elk van deze gevallen helpen de natuurlijke interacties van de hersenen met het menselijk lichaam mensen prothesen te gebruiken en vormen ze een directe verbinding tussen de hersenen en het lichaam.
De meest extreme trend in futuristische hersentechnologie is het nastreven van onsterfelijkheid door het postume bewaren van het menselijk brein. Twee bedrijven stellen al voor om de hersenen van stervende "klanten" die niet in vrede willen rusten te extraheren en te behouden. De organen worden opgeslagen in vloeibare stikstof totdat de technologie geavanceerd genoeg wordt om de hersenen te regenereren of het bewustzijn naar een computer te "downloaden". Dit streven brengt de cerebrale mystiek tot zijn logische conclusie, waarbij de logische fout volledig en volledig wordt verwelkomd dat het menselijk leven is teruggebracht tot de functie van de hersenen en dat de hersenen slechts de fysieke belichaming van de ziel zijn, vrij van vlees.
Hoewel het nastreven van onsterfelijkheid door het bewaren van de hersenen weinig schade toebrengt aan iets anders dan de bankrekeningen van een paar mensen, benadrukt deze vervolging ook waarom het ontraadselen van de hersenen zo belangrijk is. Hoe meer we het gevoel hebben dat onze hersenen onze essentie als individu bevatten, hoe meer we geloven dat gedachten en handelingen simpelweg voortkomen uit een stuk vlees in ons hoofd, hoe minder gevoelig we worden voor de rol van de samenleving en het milieu, en hoe minder we ons zorgen maken. cultuur en zijn bronnen.
Het brein is speciaal, niet omdat het de essentie van ons, mensen, belichaamt, maar omdat het ons verenigt met onze omgeving op een manier die geen ziel zou kunnen. Als we onze eigen ervaringen, ervaringen en indrukken waarderen, moeten we de vele factoren die ons leven verrijken, zowel binnen als buiten, beschermen en versterken. We zijn veel meer dan alleen hersenen.
Ilya Khel
