Anima et Machina

Analogicky molekulovému prostrediu pre organický život je mozog prostredím pre život mémbiontov. Pre pochopenie toho ako je vôbec možmé, že sú mémbionty živé, je potrebné sa pozrieť na mozog z iného pohľadu, ako býva zvykom, pričom sa nesmie opustiť pôda vedeckej evidencie behaviorálnych a neurovedných disciplín. Výsledky ich výskumov zhrniem do niekoľkých princípov, ktoré sú dôležité pre živosť mémbiontov.

Princíp reaktivity

Mozog je reaktívny. Účelom mozgu je vybrať na podnet z prostredia takú reakciu, ktorá plní evolúciou daný význam pre organizmus. Námietkou k tomuto tvrdeniu zvyčajne býva, že mozog pracuje aj vnútri seba bez reakcie na vonkajší podnet. Tzv. defaultna sieť, ktorá sa v mozgu vytvorí vždy, keď rozmýšľame. Lenže aj v tomto prípade mozog pracuje reaktívne, iba podnety nepochádzajú z vonkajšieho prostredia, ale z nahromadenej skúsenosti.

Význam princípu reaktivity je v tom, že vylučuje antropocentrický koncept kreativity mozgu. Mozog v sebe skutočnosť nevytvára, iba ju darwinisticky v malých evolučných krokoch transformuje. Mozog vždy iba reaguje na podnety z prostredia. Úspešné reakcie si zapamätá. Zo zapamätaných reakcií vytvára komplexnejšie reakcie a tie (ak sú úspešné) si rovnako zapamätá. Atď v narastajúcej komplexnosti reakcií.

Pre mémológiu má tento princíp význam vysvetlenia, ako vôbec môže prebiehať mémový metabolizmus. Ide vždy o reťaz reakcií, ktoré premieňajú štruktúru mémov.

Princíp excitácie a inhibície

Neurónov je veľa typov, ale z hľadiska celkovej funkčnosti ich možno zaradiť do dvoch typov:

• Excitačné, vysielajú do synapsií také neurotranmitery, ktoré zosilňujú reakciu postsynaptického neurónu.
• Inhibičné naopak vysielajú do postsynaptického neurónu neurotransmitery, ktoré oslabujú jeho reakciu
  

Princíp neurálneho darwinizmu

Keď sa vytvára akýkoľvek orgán tela, prvým krokom je namnoženie populácií buniek z kmeňových buniek.. V druhom kroku bunky vzájomnou komunikáciu zistia svoju polohu voči ostatným v populácii, premiestňujú a špecializujú sa. Podobne je to aj s neurónmi. Základnou organizačnou jednotkou mozgu sú populácie neurónov. Z týchto populácií sú potom tvorené ohraničené skupiny v kortexe, alebo jadierka v starších mozgových štruktúrach. 

Obyčajne tie populácie, ktoré vzájomne spolu susedia riešie tie isté úlohy, len každá trocha inak. Napríklad každé receptívne pole v sietnici rovnako inervuje viacero populácií neurónov v primárnom vizuálnom kortexe. Podľa toho aké kontrastné pole z receptívneho poľa v sietnici najintenzívnejšie zo všetkyých dotknutých populácií odpovedá jedna. Môže ísť o časť kontúry v obraze so sklonom 35%. Ostatné odpovedajú tiež ale výrazne slabšie, pretože tie sú nastavené na iný sklon.

Podľa autora koncepcie neurálneho darwinizmu [1] Gerarda Edelmana sa po namnožení populácií neurónov tieto medzi sebou náhodne prepoja. Následne v reakciách na podnety z prostredia sa zistí, ktoré populácie niečo riešia a ktoré sú zbytočné. Zbytočné sa odstránia. Po narodení máme v mozgu asi o 15% viac neurónov ako v treťom roku života. Výsledná funkcia skupiny susediacich populácií je preto dôsledkom tlaku prírodného výberu (reakcie na prostredie). Preto neurálny darwinizmus.

Tento koncept vysvetľuje prečo nie sú reakčné dráhy (mémy) jednoznačné. Ak mém v sebe zahŕňa celú skupinu populácií neurónov, tak môže rôzne metabolizovať tie isté reakčné dráhy podľa celkového kontextu. Veľmi to pripomína polyfunkčnosť mnohých proteínov v molekulovom živote.

Ovšem neurálny darwinizmus má aj ďalšie formy v činnosti mozgu. V princípe sa dá povedat, že v každej oblasti mozgu súčasne súťažia všetky metabolické reťazce, čo sa na snímkach fMRI prejavuje rôznou intenzitou zobrazenia v každej oblasti mozgu. Výsledná intenzita závisí od celej siete metabolických reakcií. Z pohľadu prebiehajúcich reakcií vzájomne súťažia mnohé a na výslednej reakcii sa zúčastnia tie, ktoré najlepšie spracúvajú svoje vstupy. 

Neurálny darwinizmus je základom darwinizmu mémového. Mémbionty v mozgu musia súťažiť o zdroje, teda o mémy. Tie, ktoré dokážu využiť zdroje rýchlejšie, či efektívnejšie vytlačia z mozgu tie menej úspešné.

Princíp globálnej konektivity

Mozog je prepojený:

• na mikroúrovni vnútri jednotlivých populácií neurónov,
• na mezoúrovni vnútri špecializovaných oblastí a
• na makroúrovni medzi špecializovanými oblasťami.

Princíp mozgu zloženého z mozgov

Obyčajne máme za to, že máme jeden mozog, ktorý má viacero anatomických vzájomne previazaných celkov. To je anatomicko-neurologický pohľad na mozog. Je však možný aj funkčný pohľad. Počas evolúcie od najstarších čias po dnes mozog postupne získaval ďalšie a ďalšie funkcie. Samozrejme darwinisticky, mutáciu za mutáciou, transformáciou toho, čo bolo nejako funkčné do novej funkcionality, pričom sa väčšinou zachovala aj pôvodná.

Ako to prebiehalo? Neuróny sú bunky a tie neviedia urobiť inak telesnú zmenu, ako že sa namnožia. Mutácia spôsobí, že v nejakom mieste mozgu sa namnoží určitá populácia neurónov viac, Vznikne viac populácií atď. Dotknutý jedinec niečo dokáže robiť lepšie, napríklad dokáže viac zvukov opakovane modifikovať (základ reči), čo mu pomôže v párení, alebo počas lovu. Ďalší spôsob ako sa mozog transformuje je ako sa jednotlivé oblasti prepoja. Počas ontogenézy mozgu sa nielen namnožia populácie neurónov, ale aj pomocných buniek, astrocytov a glyónov. Tie vytvárajú niečo ako lešenie, po ktorom sa populácie neurónov sťahujú na svoje cieľové miesta. Cez toto lešenie si súčasne hľadajú cestu axóny neurónov na diaľku ku cieľovým populáciám neurónov, ktoré to riadia pomocou signálnych molekúl. Cez mutácie tohoto procesu sa potom objavuje nová funkcionalita. Axóny sa vedia vetviť, preto môže byť zachovalá stará funkcia a súčasne sa objaviť nová.

Počas vývoja mozgu sa takto postupne na seba vrstvili rôzne funkcionality rozmiestnené v rôznych populáciách neurónov, ktoré prinášali svojím hostiteľom nejakú selekčnú výhodu, pričom sa väčšinou zachovala aj funkcionalita pôvodná.

Základnou funkciou je reflexný oblúk. Podnet vyvolá svalovú reakciu. Tento princíp stelesnený  rebríčkovej nervovej sústave červov nájdeme na mnohých miestach nášho tela, najmä však v mieche. Inervovania svalov do nervových ganglií realizujú základne koordinačné svalové funkcie. Miecha pokračuje až do mozgového kmeňa, ktorý je vlastne prvým uceleným mozgom, ktorý rieši nejaké komplexné úlohy tela, ako je dýchanie, srdcový tep, peristaltika a rôzne základné nepodmienené reflexy. Jedinci, ktorí sa narodia iba s mozgovým kmeňom (anencefália) dokážu žiť pár hodín, dní, veľmi zriedkavo pár rokov. V princípe sú iba regulovaným telom bez zmyslových vstupov, spomienok, myslenia. Mozgový kmeň spolu s mozočkom koordinujúcim zložitú svalovú činnosť tvoria základný, nazvime ho fyziologický mozog.

Za ďalší mozog by sa dali považovať bazálne gangliá, talamus, zmyslové centrá, motorické oblasti kortexu plus asociačné oblasti kortexu a hippocampus. Hovorím to s rizikom, že so mnou nebudú súhlasiť neurovedci. Tento mozog, nazvime ho základný mozog, integruje zmyslové skúsenosti s motorickými reakciami. K nim priraďuje hodnotu spokojnosti, alebo nespokojnosti, založenú na regulovaní dopamínom, tzv reward system. 

Základný mozog spája prostredie s telom hromadením reakcií vo forme integrovaných skúseností. Pomáha nám v základnej orientácii vo svete. Spracovanie zmyslových podnetov, výber vhodnej reakcie v podobe svalovej koordinácie. Spojenie zmyslovej skúsenosti s hlavne telesným významom pre organizmus.

Ďalší mozog je tvorený viacerými kortikálnymi, subkortikálnymi a diencafalickými oblasťami. Často sa nazýva limbický systém, hoci sú spory, čo do neho patrí a čo nie. Podstatné však je, že hlavnou funkciou tohoto mozgu je priraďovať hodnotu prebiehajúcim reakciám vo fyziologickom a základnom mozgu. Pod hodnotou rozumiem intencionálny význam prebiehajúcej štruktúry reakcie v mozgu. V behaviorálnej a neurovednej interpretácii sa hovorí o emočnej oblasti. 

Pre potreby mémológie budem používať pojem motivačný mozog. Motivácia je to, čomu sa často nesprávne hovorí psychická energia. Je to vôľa konať. Motivácia je zdedená intencionalita po predkoch. Je motorom nášho správania. Každá aktivita potrebuje najprv svoju motiváciu: Súčasťou intencionality mémbiontov je samozrejme potreba aby ich mozog udržiaval pri živote a rozmnožoval. Mémy motivačného mozgu sú preto nevyhnutnou súčasťou každého mémbionta.

Ďalší mozog je tvorený hlavne štruktúrami v prefrontálnom kortexe (PFC). Prefrontálny kortex je akoby najvyššie umiestnený v hierarchii všetkých ostatných oblastí mozgu. Preto sa mu zvyčajne prisudzuje úloha navyšších plánovacích a kognitívnych funkcií. PFC je bohato prepojená so všetkými mozgami. Napríklad inhibuje prehnané reakcie motivačného mozgu, alebo reguluje inštinktívne reakcie základného mozgu.

1. Edelman, G. M. (1987). Neural Darwinism: Theory of neuronal group selection. Basic Books.