Student World

***tento text je úryvkem z knihy:
Lauren Slaterová: Pandořina skříňka – největší psychologické experimenty 20. století

…
Kandel se chtěl původně stát psychoanalytikem; dosud rád vzpomíná na šťastné dny plné intelektuálního jiskření, ale nakonec ho uchvátila biologie mozku. Rozhodl se, že zjistí, jak skutečně pracuje paměť, a objasní její základní buněčné mechanismy.

…

Eric Kandel ani v nejmenším neskrývá, že je redukcionista; podle jeho názoru věda nespočívá ve studiu nedotčeného celku organismu, ale ve studiu řady jednotlivostí. Tajemství paměti podle něj tkví ve zkoumání nervových buněk a jejich komunikace se sousedkami.
…
S tím nejdůležitějším začal před více než čtyřiceti lety, v oné laboratoři v Bethesdě, kde ve snaze osvětlit biologický základ fungování paměti zkoumal nervové buňky hipokampu. S hipokampem je ovšem dost těžká práce. Obsahuje miliony neuronů a tisíce z nich by se vešly do tohoto malého „o“. Kandelovi by zabralo roky práce, než by porozuměl této nepatrné a přitom složité architektuře. Potřeboval jiný model. „V padesátých a šedesátých letech řada biologů a většina psychologů věřila, že učení je oborem biologie, ve kterém používání jednoduchých zvířecích modelů … povede jen k minimálním výsledkům. … Tyto pochybnosti ohledně využití jednoduchých experimentálních systémů pro výzkum učení jsem nesdílel. Pokud jsou základní formy učení společné všem zvířatům s rozvinutým nervovým systémem, pak musejí být na buněčné a molekulární úrovni zachovány základní struktury mechanismů učení, jež lze efektivně zkoumat i u jednoduchých bezobratlých živočichů.“
Kandel se s tímto přesvědčením pustil do rozsáhlého pátrání po vhodném experimentálním živočichovi, až narazil na plže, obzvláště na obří mořské plže druhu Aplysia. Aplysia má jen dvacet tisíc neuronů, z nichž mnohé jsou viditelné pouhým okem. Najednou byl tedy po ruce živočich, který nebyl pro zamýšlený výzkum tak složitý a který současně měl něco společného s člověkem, protože, jak podotýká Kandel, naše nervové systémy jsou stejné, jenom jsme jinde na potravním řetězci. „Potřeboval jsem radikálně redukcionistický přístup k problematice vědomí,“ vysvětluje. A tak se rozhodl pro tyto plže, zeje kalifornské, purpurově zbarvené, rosolovité živočichy, zanechávající na dlani sotva viditelnou, vlhkou stopu.

Co tedy Kandel udělal? Cvičil své zeje. Dotýkal se jejich měkkých těl elektřinou nabitou tyčkou a plži zatáhli svá tykadla. Společně s dalšími kolegy brzy zjistil, že tento jednoduchý reflex lze modifikovat třemi různými způsoby učení: habituací neboli přivykáním, senzibilizací neboli zcitlivěním a klasickým podmiňováním. Podobné věci samozřejmě objevili už Skinner a Pavlov, nicméně to, čemu se na začátku dvacátého století říkalo „teorie učení“, Kandel na jeho konci označoval termínem „paměť“. Stejný problém v různém balení. Jenomže balení je důležité; má vliv na to, jak vnímáme obsah a jak o něm přemýšlíme. Tím, že Kandel svůj výzkum zčásti formuloval jako otázku paměti, vydal se cestou vedoucí k rozsáhlým výzkumům toho, jak si zapamatováváme; ve světě po holocaustu byla právě tato otázka snad nejdůležitější ze všeho.
Kandel postoupil o rozhodující krok dál než Skinner … Pozoroval, co se opravdu děje s neurony mořských plžů, když se naučí – zapamatují si – nový úkol. Počínaje osmnáctým stoletím řada vědců vytvářela hypotézy o tom, co se děje s mozkovými buňkami, když se utváří vzpomínka, dlouho však neměl nikdo v ruce žádný důkaz. V roce 1894 přišel Santiago Ramón y Cajal s teorií, podle níž se paměť utváří a posléze uchovává v nově vznikajících spojeních mezi mozkovými buňkami. Alexander Forbes mínil, že vzpomínky jsou uchovány v řetězu neuronů, které se vlastním přičiněním opět probouzejí k životu. Později tuto teorii podpořil Donald Hebb, ale všechny tyto snahy přijít věci na kloub nebyly ničím víc než teoriemi. Před Kandelem nikdo nepodpořil své intuitivní představy skutečnými důkazy.
A tak Kandel cvičil mořské plže a pozoroval je. Prováděl měření. Podmiňoval je, aby zatahovali tykadla, jakmile se jich dotkl, a současně je pozoroval mikroskopem a zaznamenával, k jakým změnám dochází v živočichových neuronech. Zjistil, že spoje mezi neurony, zvané synapse, se zesilují, když jimi probíhá elektrochemický signál, který se týká jejich vztahu. Pozoroval dva neurony, jeden sensorický a jeden motorický, jak si začaly vzájemně posílat silnější signály, když si plži vštípili určité chování.
Přesvědčení, že co nepoužíváme, ztratíme, je tudíž správné.

…

Kandel jako jeden z prvních vytvořil molekulární model primitivní paměti. Nyní stál před dalším problémem. Ptal se, jak mozek proměňuje krátkodobou paměť v paměť dlouhodobou? Možná přitom myslel na H. M. Skutečnost, že H.M. si i bez hipokampu vybavil tvář své matky, vzbuzuje domněnku, že hipokampus je místem, kde se vzpomínky nejprve shromažďují, aby se posléze zabalené a převázané stužkou přemístily do skříňky dlouhodobé paměti, nacházející se někde v kortexu. Matčin obličej byl evidentně zpracován v hipokampu H.M. dlouho před operací a pak archivován na místě, kam nůž nedosáhl.
Kdybychom si měli zapamatovat všechny dojmy, zvuky, pocity a interakce, se kterými jsme každý den konfrontováni, ocitli bychom se v naprostém duševním chaosu. Místo toho si obvykle vybavujeme obecné dojmy z minulosti: pro mě je to dědečkův dům, provoněný cedrovým dřevem, bílá obloha tolika zim, že začíná být nejasné, zda si vybavuji tu oblohu, nebo svou vzpomínku na ni. Ale pak jsou ještě ty malé vzpomínky z minulosti, které jsou velmi specifické, byť třeba nepřesné. Vzpomínám si, jak jsem jednoho zimního rána šla přes pole, až jsem se dostala k hluboké díře v zemi, a když jsem pohlédla dolů, plaval tam na vodě klobouk nějakého muže. Vybavuji si okamžik, kdy jsem smíchala obsah dvou lahviček s různými chemikáliemi a docílila sice nevelké, přesto však impozantní exploze. Vzpomínám si, jak mi matka vyprávěla, že byl zastřelen dr. (Martin Luther) King, a jak jsem si myslela, že jde o mého pediatra, který se rovněž jmenoval King. Velmi dobře si pamatuji na naše sousedy, na sedm dětí, které uhořely při nočním požáru a na odporný zápach kouře, jímž na několik týdnů nasákl náš dům.
Otázka zní takto: Jaký proces v mém mozku umožnil těmto vzpomínkám, aby opustily krátkodobou paměť, aby se dostaly z hipokampu a potom se někde uložily tak, že je teď můžu popisovat? Kandel byl přesvědčen, že existuje mechanismus umožňující přechod z krátkodobé do dlouhodobé paměti, a tak se, jak je pro něj typické, jako správný sebevražedný redukcionista vrhl rovnýma nohama do výzkumu s tím, že tentokrát neužíval celé zeje kalifornské, ale jen jejich kousky. Stačily mu pouhé dva neurony, které izoloval a vložil do průtokové komůrky.
Pak manipuloval neurony tak, aby spolu „mluvily“ – neuron 1 navázal synoptické spojení s neuronem 2. To byl mechanismus paměti v té nejminimalističtější podobě. Potom Kandel ukázal, jak zablokováním nepatrné molekuly v nervové buňce 1, zvané cAMP, může přerušit konverzaci. Když byl CREB blokovaný, nenastaly procesy spojené s utvářením dlouhodobé paměti, totiž syntéza bílkovin a růst nových synapsí.
Co přesně je CREB? Je to molekula, která sídlí v jádru mozkové buňky, a jejím účelem je zapínat geny potřebné k produkci bílkovin, které způsobují trvalé spojení mezi buňkami. Tak zní jednoduchá vědecká odpověď. A metaforická odpověď? CREB je suchý zip užívaný mozkovými buňkami; pokud pracuje, pak hlas vaší matky a první hodina baletu uvíznou v oběhu buněk ve vašem mozku na dlouhá léta; pokud nepracuje, pak si sice můžete také zapamatovávat, ale jen krátce, takže třeba nové telefonní číslo se z paměti prostě vytratí. Také to můžeme zkusit vyjádřit jinak. Krátkodobé vzpomínky připomínají krátkodobé milostné poblouznění, jehož tajuplnost rychle pomine; dlouhodobé vzpomínky jsou spíš jako manželství, jsou to pevná spojení, která vás často dokonce drží v pasti, takže nemůžete získat novou perspektivu. CREB – takto fyziologicky zafixované a metaforicky vylíčené – je suchý zip, pojítko, energie, sex; CREB má lyrickou sílu a vědecký význam. Dává nám možnost stát se sebou samými.
Objev CREBu vyvolal v psychologii bouři. Byl to objev, který psychologům a dalším vědcům umožňoval poprvé letmo zahlédnout, jak vznikají trvalé vzpomínky. Rovněž poprvé vznikla možnost manipulovat na této specifické úrovni vědomím, což dříve bylo považováno za nemyslitelné. Tim Tully, tehdy dvaačtyřicetiletý badatel, se doslechl o Kandelovu CREBu a byl nadšen. Manipuloval s geny mušek octomilek tak, že přišly na svět vybaveny schopností uvádět v činnost obrovské množství CREBu; skutečně se mu tím podařilo vytvořit hmyzí génie, Drosophila s fotografickou pamětí. Muškám stačil jediný trénink a dokázaly se naučit přilétávat k ovoci, zatímco normální mušky potřebovaly deset lekcí, než si zapamatovaly nějaký manévr. Tully s Kandelem pak zahájili soutěž – Aplysia versus Drosophila, plž proti mušce – a za pár let Kandel stvořil zeje kalifornské se zvýšenou hladinou CREBu, které si dokázaly pamatovat. Jenomže co vlastně? Rychlé krouživé pohyby v sousedství mořských mušlí, barvy korálového útesu, anebo třeba něco mnohem prozaičtějšího jako vztahy v páru nebo potravu v rohu akvária… Ne, neumím si to představit.
Spolu s CREBem Kandel také objevil, jak CREB potlačit, totiž molekulu, která u myší vedla k tomu, že téměř okamžitě zapomněly všechny nové úkoly, které se naučily. V roce 1997 spolu s molekulárním biologem Walterem Gilbertem z Harvardu, s podnikatelem Jonathanem Flemingem a s neurologem Axelem Unterbeckem založil společnost s názvem Memory Pharmaceuticals, která dnes – když píši tyto řádky a pokouším se uchovat ve svém stárnoucím mozku všechny podrobnosti tohoto komplikovaného příběhu – pracuje na novém preparátu, slibujícím změnit naše představy o čase a stáří. Snad se jednou všichni změníme v malé Prousty a naše vzpomínky dokáže vyvolat prostá vůně skořice, čaje anebo třeba vůně z nedaleké pekárny.

…

V roce 2010 bude polovina populace starší než padesát let, a protože tito lidé – vy a já – žijí déle, stále větší procento obyvatelstva se bude nořit do mlhy demence, nebo rovnou do močálu Alzheimerovy choroby. Vylepšené screeningové metody vedou k tomu, že řada z nás žije s vědomím raného stadia Alzheimerovy choroby, takže budeme nuceni přihlížet tomu, jak náš mozek stále více chátrá.
Kandelova společnost, Memory Pharmaceuticals, to ví. Společnost sídlí v Garden State Parkway v Montvale, asi čtyřicet minut cesty autem od newyorského Státního psychiatrického institutu. V budově jsou křivolaké chodby, klece s krysami a kočkami, na provazech visí obnažené mozky, srpovité plátky zvířecích kortexů v živném roztoku, bedlivě pozorované Unterbeckovým týmem, sestávajícím z dvaceti farmaceutů. Cílem společnosti je objevit chemický preparát, který pomůže neuronům izolovaným v Petriho misce a později neuronům v lidském mozku – vytvářet silnější a trvalejší spojení. Kýženým cílem je farmakologicky posílit CREB, abychom se z mlhy stařecké ztráty paměti vynořili s nově zaostřenými smysly.
Kandel věří, že přípravek, který začala jeho společnost vyvíjet, se dostane na trh do deseti let. Tento preparát vlastně není určen pacientům s Alzheimerovou chorobou; je určen vám a mně, nám všem, kteří si nemůžeme vzpomenout, kam jsme si dali klíčky od auta, nebo jak zní to slovo, které máme na jazyku. Testovaný preparát se jmenuje Phosphodiesterase-4. Zatím lze říci, že přípravek vrhá šedivé myši zpět do mládí, takže osmdesátiletí hlodavci nacházejí v labyrintu bez námahy správnou cestu, jako jejich mladiství příbuzní.
„Malá červená pilulka.“ Tak říká přípravku Kandel.
Žádný z psychologických experimentů dvacátého století nepřinesl tak hmatatelný výsledek, který, pokud se vše vydaří, bude mít tak dalekosáhlý dopad.
I když přípravek dosud není na trhu, objevují se již etické problémy. Podle Kandela jde o lék určený pacientům, jejichž paměť je narušena v důsledku stáří. Podle některých vědců se však s věkem související poruchy paměti objevují již ve dvaceti. Měli bychom tedy ty červené pilulky podávat i našim studentům? Možná by je měli dostávat už gymnazisté před písemkami nebo jinými zkouškami. Začnou různé podniky vyžadovat, aby je brali zaměstnanci, nebo je zaměstnanci budou užívat sami, aby udrželi krok s mladšími kolegy? To všechno jsou etické otázky, které jsou zřejmé na první pohled. Některé jsou méně zřejmé: Co se stane, pokud nám tento přípravek pomůže stabilizovat a posléze osvěžit paměť, a současně nějak uvolní víko našeho archívu, takže nás zaplaví vlastní minulost, jako jakási nostalgická inkontinence, která přinese až příliš přesné vzpomínky, o nichž jste nikdy ani nevěděli – třeba na tetu cachtající se na pláži, zvlhčovač vzduchu doma v předsíni, se svítícím ciferníkem a zřetelnými čísly, vůni otcovy košile, klíč v rohu, prach na staré římse? Kdo ví? Pilulky, které mají posílit na cestě do budoucnosti, nás mohou uvěznit v tak podrobné a popisné minulosti, že přestaneme chápat, kde jsme.
Existuje obrovské množství potenciálních problémů spjatých s léky na posílení paměti. Bůh ví, zda se po aplikaci červené pilulky kromě vztahu k minulosti nezmění i náš vztah k přítomnosti. A když nás nezaplaví minulost, nemůže se třeba stát, že takový lék učiní každý aspekt přítomnosti nezapomenutelným, a uvrhne nás tím do totálního duševního chaosu? Ostatně existuje zásadní důvod, proč náš mozek umí zapomínat. Je to evoluční imperativ. Odhazujeme zbytky a necháváme si to, co potřebujeme, abychom přežili – v dnešním přetechnizovaném světě i na planinách pliocénu.
Kladu si otázku, zda vůbec někdo ocenil dobrodiní ztráty paměti. Ačkoli jsem si jistá, že tím ukážu svou kolosální naivitu, musím napsat, že jsem Alzheimerovu nemoc, když pacient jednou překročil hranici do nového, rozmazaného světa, nikdy nepovažovala za tak strašnou, jak se běžně líčí. Naše vzpomínky jsou koneckonců neskladné a hlučné věci, které nás uvězňují v minulosti nebo nám kazí budoucnost.

…

O nebezpečích spojených s přebujelou pamětí Kandel určitě věděl; rovněž je jasné, že lidský mozek potřebuje zapomínat. Jedním z nejslavnějších pacientů neurologické literatury byl jistý S., jednadvacetiletý muž, ošetřovaný A. L. Luriou. Když mu bylo dvacet, stačil mu letmý pohled a dokázal si zapamatovat čtyři řady čísel, která pak v přesné posloupnosti zopakoval. Luria ho vyšetřoval několik let; snad nejpodivuhodnější bylo, že S. podržel tato čísla v paměti delší dobu. Dokázal si vybavit přesné pořadí slov na tištěné stránce; ještě po dvaceti letech si slovo od slova pamatoval všechny články ve všech novinách tištěných v jeho kraji.
Měl ovšem vážné problémy. Nedokázal pochopit význam toho, co přečetl. Když mu dali do rukou Odysseiu, dokázal po šesti minutách zběžného prolistování přeříkat rozsáhlé úryvky z tisícistránkového svazku, neměl ale ani ponětí, o čem to je. Lidé ho vyváděli z konceptu, protože nerozuměl výrazu jejich obličejů. Byl tak zmatený sebenepatrnějším pohybem úst, že nerozeznával úsměv od úšklebku. Nikdy v životě tento problém nevyřešil. S. vedl přihlouplý a bezcílný život, zmrzačilo ho mimořádné nadání.
Existují však i méně okázalé příklady lidské potřeby zapomínat. Například veterán z Vietnamu, který si v mozku obsesivně přehrává své trauma. Holčička znásilněná ve vlastní postýlce. Devítiletý chlapec, který slyší řinkot skla a pak v měsíčním světle vidí jak mu otce vlečou pryč, aby se už nikdy nevrátil. Určitě si chceme pamatovat, ale snad platí pro Kandela i pro nás ostatní, že máme stejně silnou potřebu zapomínat.
V Memory Pharmaceuticals se pokoušejí vyvinout rovněž preparát sloužící k potlačení vzpomínek. … Když Kandel objevil CREB, tak také objevil jeho protipól. Zjistil, že normální lidský mozek obsahuje mechanismy, které umožňují zapomínání. Rozhodující roli v těchto mechanismech sehrává enzym zvaný calcineurin. V roce 1998 Kandel se svými spolupracovníky povzbudil u krys gen, který je odpovědný za produkci calcineurinu, a zjistil, že hlodavci mají kortex najednou jako by potažený teflonem; všechno se vytratilo. Krysy ztratily veškeré obavy.

Lauren Slaterová: Pandořina skříňka – největší psychologické experimenty 20. století
podrobnosti o knize na stránkách vydavatele

Viz také:
Skalpel: nejradikálnější způsob léčby duševních poruch ve 20. století

autor