Dr Marcin Szwed, laureat programu HOMING PLUS Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, wspólnie z naukowcami z Francji udowodnił, że nauka czytania potrafi całkowicie przeprogramować komórki ludzkiego mózgu.
Dzięki eksperymentom z wykorzystaniem obrazowania i przypadkom klinicznym wiemy, że działanie mózgu opiera się na specjalizacji. Jedne części mózgu ?zapalają się? gdy widzimy twarze, inne gdy śledzimy wzrokiem turlającą się po trawie piłkę czy dostrzegamy nadjeżdżający autobus. Wiemy również, że wylew może spowodować, że jego ofiara całkowicie przestaje rozpoznawać twarze, w tym twarze najbliższych. Wielu badaczy zadaje sobie jednak pytanie – czy te specjalizacje są wrodzone?
Żeby to zbadać, dobrze jest się skupić na specjalizacji, która wrodzona być nie może. Rozpoznawanie twarzy jest starą ewolucyjnie umiejętnością, posiadają ją również małpy i inne zwierzęta, natomiast czytanie zostało wynalezione zaledwie pięć i pół tysiąca lat temu. To zdecydowanie za mało czasu, żeby ewolucja mogła wytworzyć ośrodek czytania w mózgu – wyjaśnia dr Marcin Szwed z Instytutu Psychologii Uniwersytetu Jagiellońskiego, specjalista od mechanizmów czytania.
Do tej pory nie było wiadomo, czy rejon mózgu odpowiedzialny za czytanie specjalizuje się w postrzeganiu liter, czy też zajmuje się rozpoznawaniem szeroko pojętych przedmiotów, choć za tą drugą możliwością przemawiał fakt, że u osób niepiśmiennych rejon ten zajmuje się właśnie postrzeganiem przedmiotów. Badacze od paru lat próbują dowiedzieć się, czy nauka czytania spowodowała całkowitą zmianę funkcji obszaru odpowiedzialnego za rozpoznawanie przedmiotów na funkcję rozpoznawania słów, ale większość technik obrazowania mózgu jest zbyt mało dokładna, aby móc zbadać tak małą jego część.
W rozwiązaniu tego problemu pomogły dopiero przypadki kliniczne. W klinice neurologicznej w Grenoble we Francji przyjmuje się pacjentów ze szczególnie ciężkimi przypadkami padaczki – tak ciężkimi, że konieczna jest u nich operacja. Chorym wszczepia się na tydzień do mózgu elektrody, które pozwalają na dokładne zlokalizowanie ognisk padaczkowych.
Ponieważ elektrody umieszcza się w głębi mózgu, są one wielokrotnie bardziej czułe niż inne techniki. Chorzy siedzą przez tydzień w szpitalu, nudzą się i czekają na kolejny atak padaczki. Chętnie biorą udział w badaniach psychologicznych, zwłaszcza gdy są łatwe, przyjemne i polegają na oglądaniu obrazków pokazywanych na ekranie komputera ? mówi dr Szwed.
Wśród dziesiątek osób operowanych w klinice w Grenoble, znalazły się dwie pacjentki o inicjałach CQ i PM, u których elektrody wszczepione zostały dokładnie w obszarze odpowiedzialnym za umiejętność czytania. Francuskiemu zespołowi kierowanemu przez dr. Jean ? Philippe Lachaux udało się namówić je do uczestnictwa w eksperymencie, zaś do współpracy, jako ekspert od mechanizmów czytania, został zaproszony dr Marcin Szwed.
Wyniki eksperymentu pokazały, że wbrew temu, co pierwotnie sądzono, reakcje obszaru czytania są tak ?czyste?, jak tylko mogłyby być ? oznacza to, że komórki nerwowe w tym obszarze ?odpowiadały? tylko i wyłącznie wtedy, gdy pacjentki widziały słowa, natomiast nie reagowały na twarze, zwierzęta, znaki drogowe czy chociażby owoce, choć zadaniem badanych było naciskanie guzika, gdy wśród innych obrazków zobaczą owoc.
Sam na początku nie wierzyłem tym wynikom. Takich odpowiedzi nie widziałem nigdy w życiu. Oznacza to, iż mocno wyspecjalizowane obszary w ludzkim mózgu mogą powstać również w rezultacie kulturowych procesów uczenia się, a plastyczność ludzkiego mózgu jest nadal niedoceniana – mówi dr Szwed.
Artykuł opisujący eksperyment ukazał się w najnowszym numerze prestiżowego amerykańskiego czasopisma ?Neurology? (www.neurology.org, nr z 5 lutego 2013).
***
Dr Marcin Szwed po 10 latach pracy w ośrodkach naukowych w Izraelu i Francji wrócił do Polski dzięki grantowi uzyskanemu w ramach programu HOMING PLUS Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, współfinansowanego przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego. Finansowanie umożliwiło młodemu badaczowi realizację projektu pt. ?Czy postrzeganie bodźców zmysłowych jest na stałe przypisanie do konkretnych rejonów mózgu, takich jak kora wzrokowa i dotykowa? Badania fMRI u osób widzących, które czytają również brajlem, podważają klasyczny model funkcjonowania mózgu?. Dzięki prowadzonym badaniom dr Szwed chce udowodnić, że obszar formy wzrokowej słowa przetwarza czytanie dotykiem również u osób widzących i pokazać, że poszczególne obszary mózgu nie są z góry przypisane do przetwarzania informacji wyłącznie z jednej konkretnej modalności sensorycznej (np. dotyku, słuchu, wzroku), lecz są bardziej plastyczne niż dotychczas sądzono.
Zdjęcie: Mózg jednej z pacjentek – widoczne są elektrody wszczepione do mózgu. Elektroda z lewej strony przebiega dokładnie przez mózgowy obszar czytania.