Mózg nie służy do myślenia. Lisa Feldman-Barrett

Te prastare stworzenia, zwane też szparoskrzelcami lancetowatymi, wciąż istnieją. Nasze ewolucyjne pokrewieństwo z lancetnikami wygląda następująco: ludzie są kręgowcami, co oznacza, że mamy szkielet osiowy (który nazywamy kręgosłupem) oraz cewkę nerwową (którą nazywamy rdzeniem kręgowym). Lancetniki nie należą do kręgowców, ale mają cewkowaty układ nerwowy biegnący wzdłuż całego ich ciała. Mają też strunę grzbietową – coś w rodzaju kręgosłupa – złożoną jednak nie z kości, lecz z tkanki łącznej i mięśni. Zarówno lancetniki, jak i kręgowce zaliczają się do większej grupy zwierząt znanych jako strunowce (typ Chordata) i mają wspólnego przodka (więcej o nim za chwilę).

Lancetnikom brakuje wszystkich cech, które odróżniają kręgowce od bezkręgowców. Nie mają serca, wątroby, trzustki, nerek ani żadnych wewnętrznych układów, które zarządzałyby tymi narządami. Niektóre ich komórki regulują za to rytm dobowy: odpowiadają za cykl snu i czuwania.

Zwierzęta te nie mają wyodrębnionej głowy ani żadnych widocznych narządów zmysłów, jakie można znaleźć na głowie kręgowców, takich jak oczy, uszy, nos itd. Z jednej strony w przedniej części ciała lancetnika znajduje się zgrupowanie światłoczułych komórek zwane oczkiem Hessego. Dzięki nim jest on w stanie wykryć znaczące zmiany w jasności otoczenia – jeśli padnie na niego cień, odsunie się. W fotoreceptorach tych znaleziono pewne geny występujące również w siatkówce kręgowców, ale lancetniki nie mają oczu i nie widzą.

Nie czują także smaku i zapachu. Pewne komórki w ich skórze są w stanie identyfikować substancje chemiczne unoszące się w wodzie: komórki te zawierają geny podobne do tych znajdujących się w opuszce węchowej, ale nie jest jasne, czy działają one w ten sam sposób. Mają również zgrupowania komórek z włoskami umożliwiającymi im orientowanie się i zachowywanie równowagi w wodzie (oraz być może wyczuwanie przyspieszenia, kiedy płyną), ale nie dysponują uchem wewnętrznym z komórkami rzęsatymi, dzięki którym kręgowce słyszą.

Lancetniki nie potrafią także lokalizować jedzenia i podpływać do niego: żywią się każdym małym stworzonkiem, które akurat przyniesie prąd oceanu. Mają za to komórki wykrywające brak pożywienia i skłaniające je do poruszania się w losowym kierunku w nadziei natrafienia na posiłek (w gruncie rzeczy komórki te sygnalizują: „Wszędzie jest lepiej niż tu”). Zob. 7half.info/amphioxus.

Naukowcy wciąż spierają się, czy lancetniki mają mózgi. Wszystko sprowadza się do tego, jak wytyczy się linię oddzielającą „mózg” od „niemózgu”. Biolog ewolucyjny Henry Gee dobrze podsumowuje całą sytuację: „Ani u osłonic, ani u lancetników nie ma nic, co przypominałoby mózg kręgowców, choć jeśli dobrze poszukać (…) widać już zarys jego ogólnego planu”.

Badacze są w zasadzie zgodni, że w przedniej części struny grzbietowej lancetnika odnaleźć można szkic genetycznych konturów mózgu kręgowców oraz że szkic ten liczy sobie co najmniej 550 milionów lat. Nie musi to wcale oznaczać, że geny zidentyfikowane w tej części jego ciała funkcjonują w ten sam sposób lub wpływają na wykształcenie się tych samych struktur co w mózgu kręgowców (więcej o tym, co znaczy, że dwa gatunki mają podobne geny, zob. przypis 8 do lekcji pierwszej). To właśnie tu zaczyna się dyskusja. U lancetników dostrzec można niektóre z wzorców molekularnych, które służą do wyodrębnienia najważniejszych segmentów organizacyjnych mózgu kręgowców, natomiast kwestią sporną pozostaje, które z nich rzeczywiście są zarysowane, a których planu brakuje. Naukowcy polemizują także, czy u samych lancetników widoczne są już któreś z tych części. To podobnie jak z głową: choć lancetniki nie mają głowy per se, dysponują rudymentarnym zasobem genów potrzebnym do jej wykształcenia.

Bardziej szczegółowe omówienie lancetnika znajdziecie w Across the Bridge: Understanding the Origin of the Vertebrates (Przez most: O pochodzeniu kręgowców) Henry’ego Gee oraz w książce Brains Through Time: A Natural History of Vertebrates (Mózgi przez czas: Historia naturalna kręgowców) autorstwa neuronaukowców ewolucyjnych Georga Striedtera i Glenna Northcutta. Zob. 7half.info/amphioxus-brain.

Naukowcy uważają, że nasz wspólny przodek był bardzo zbliżony do dzisiejszych lancetników, ponieważ środowisko życia tych zwierząt (ich nisza) przez ostatnie 550 milionów lat niemal się nie zmieniło, a w związku z tym nie musiały się one adaptować do nowych warunków. W przeciwieństwie do nich kręgowce – a także inne strunowce, na przykład żachwy – przechodziły kolosalne zmiany ewolucyjne. Z tego powodu zakłada się, że badając współcześnie żyjące lancetniki, możemy dowiedzieć się czegoś o wspólnym przodku wszystkich strunowców.

Niektórzy badacze podważają jednak te założenia – jest mało prawdopodobne, by lancetniki nie zmieniały się wcale od pół miliarda lat! Dla przykładu ich struna grzbietowa (ich układ nerwowy) rozciąga się wzdłuż całego ciała, od jednego końca po drugi, podczas gdy u kręgowców rdzeń kręgowy kończy się tam, gdzie zaczyna mózg. Naukowcy spierają się, czy nasz wspólny przodek miał lancetnikokształtną strunę grzbietową, która wraz z rozwojem mózgu kręgowców uległa skróceniu, czy też jego krótsza struna wydłużyła się w trakcie procesu ewolucji. Podobne dyskusje toczą się na przykład wokół wykształcenia się węchu.

Bardziej szczegółowe omówienie naszego lancetnikokształtnego praprzodka znajdziecie w Across the Bridge Henry’ego Gee. Zob. 7half.info/ancestor.

Zdania typu: „Mózg służy do tego” lub „Mózg wyewoluował po to” są sformułowaniami teleologicznymi, od greckiego telos, oznaczającego cel W nauce i filozofii pojawia się kilka rodzajów stwierdzeń teleologicznych. Najczęściej spotykane są te – ogólnie raczej niechętnie widziane przez naukowców i filozofów – sugerujące, że coś zostało celowo zaprojektowane, by dotrzeć do z góry określonego punktu dojścia. Przykładem takiego rodzaju myślenia jest pogląd, że mózg wyewoluował w drodze jakiegoś procesu stałego rozwoju – powiedzmy od instynktu do racjonalnej myśli czy od niższych do wyższych form życia. To nie taką teleologią posługuję się w tej lekcji.

Stosuję tu teleologię innego rodzaju – stwierdzenia, że coś jest celowym procesem bez określonego punktu dojścia. Mówiąc, że mózg służy nie do myślenia, ale do kontrolowania ciała w określonej niszy, nie sugeruję, że prowadzenie budżetu ciała – allostaza – ma jakiś ostateczny stan końcowy. Allostaza jest procesem, który przewiduje ciągle zmieniające się sygnały płynące ze środowiska i sobie z nimi radzi. Wszystkie mózgi zajmują się allostazą. Nie istnieje żadne uporządkowane przejście od gorszego do lepszego sposobu jej prowadzenia.

Psychologowie Bethany Ojalehto, Sandra R. Waxman i Douglas L. Medin badali, jak ludzie pochodzący z różnych kultur rozumieją świat przyrody. Wyniki ich analiz wskazują, że stwierdzenia teleologiczne tego drugiego typu (takie, jak te zamieszczone w tej lekcji) odzwierciedlają szacunek do więzi łączącej istoty żyjące z ich środowiskiem. Nazywają je „kontekstualnym, relacyjnym poznaniem”. Sformułowania typu: „Mózg nie służy do myślenia” są relacyjne z natury (odnoszą się do związku między mózgiem, różnymi układami ciała a środowiskiem) i nie prowadzą do konstatacji, że mózg został specjalnie zaprojektowany, by osiągnąć konkretny stan docelowy.

Pamiętać trzeba również, że sformułowania, których używam (na przykład: „Mózg nie służy do myślenia”), pojawiają się w pewnym określonym kontekście – swobodnym, nietechnicznym eseju opisującym pewne aspekty funkcjonowania mózgu – i tylko w jego ramach ich znaczenie może wybrzmieć w pełni. Kiedy je z niego wyrwiemy, łatwo pomylić je z pierwszym, problematycznym typem teleologii. Allostaza nie jest oczywiście jedyną przyczyną, dla której mózg wyewoluował, nie kierowała też jego ewolucją w żaden uporządkowany sposób. Siłą napędową rozwoju mózgu był w dużej mierze dobór naturalny, z samej swojej istoty chaotyczny i oportunistyczny. Jak pokazuję w lekcji siódmej, mogła mieć na niego wpływ również ewolucja kulturowa. Zob. 7half.info/teleology.