Jsme na cestě k vytvoření supermozku, kolektivní mysli na způsob včelího úlu

Nakolik jsme geneticky předurčeni ke svému osudu? Můžeme vlastnosti zapsané v genech změnit? Slavná vědkyně a popularizátorka vědy z Cambridge Hannah Critchlow se zabývá neuropsychiatrií, oborem, který zkoumá, jak jsou propojeny buňky v mozku a jak to souvisí s duševními chorobami. Posluchače ale dokáže nadchnout poznatky z mnoha dalších oblastí, často až na hranici sci-fi. Nejpozoruhodnější je neuroinženýrství – pokusy s čipy v mozku a přenosem myšlenek na způsob telepatie. 

Z neuropsychiatrie máte i doktorát. Jak jste se k tomuhle oboru dostala a co jste pak při doktorátu zkoumala?

Během doktorátu jsem studovala propojení nervových buněk v mozku, přesněji v hipokampu. Jsou to dvě oblasti ve tvaru mořského koníka nebo zahnutého malíčku, každá uložená v jedné mozkové hemisféře, které nám pomáhají s orientací ve světě. Ukládají se zde nové vzpomínky, a právě to jsem zkoumala. Konkrétně jak se formují nová spojení mezi nervovými buňkami; spojení, která nám umožňují myslet novým způsobem. Zvláště mě zajímalo, jak se vytváření této nové konektivity liší u lidí, kteří trpí schizofrenií nebo psychózou. Před pětadvaceti lety jsem totiž pracovala jako pečovatelka v psychiatrické nemocnici, kde jsem se starala převážně o dospívající, kteří museli být hospitalizováni, protože představovali ohrožení pro sebe nebo své okolí. Mnozí z nich trpěli těžkou schizofrenií vyřazující je z běžného života, další měli autismus nebo antisociální poruchu osobnosti. A nemohli jsme jim nabídnout dobrou léčbu. 

Proč?

Existující léky prostě nebyly dost dobré. Uvrhovaly ty děti do téměř katatonického, komatózního stavu, kdy třeba jen ležely na pohovce a nebyly schopné nic dělat. Léky dokázaly potlačit jejich rizikové chování, ale zároveň potlačily jejich osobnost. Utišily je, ale nepomáhaly jim. A tak jsem se místo plánované medicíny rozhodla raději studovat neurovědu. Jak funguje mozek, jak vytváří obraz reality, jak jeho prostřednictvím interagujeme se světem – v naději, že třeba přispěji i k vývoji lepších medikamentů. 

Máme dnes lepší léky?

Trochu ano, ale nezlepšily se tak, jak jsem doufala. O mozku toho dnes víme mnohem víc, nahlížíme do něj jako nikdy dřív. Máme neuvěřitelné techniky jako optogenetika, která umožňuje vypínat a zapínat určité obvody v mozku pomocí světla a zjišťovat, jak se to projeví na chování. Současné léky ovšem cílí na mozek jako celek; obsah pilulky se dostane do krve, odtud do mozku a ovlivní receptory napříč celým mozkem. Je to taková hloupá terapie. Nedávno jsme ale vyvinuli techniky, které dokážou pracovat právě s jednotlivými obvody. Mám sousedku jménem Kate, sedmdesátnici, která trpí Parkinsonovou chorobou a s ní souvisejícími depresemi. Lékaři jí do určité specifické oblasti mozku voperovali implantát, který dokáže depresi zmenšit a odstranit parkinsonský třes. Přesto nás v psychiatrii čeká ještě dlouhá cesta, zvlášť pokud jde o adolescenty. Pomalu to jde i proto, že farmaceutické společnosti výzkum v téhle oblasti vzdaly. 

Není to pro ně výhodné?

Utrácely miliardy dolarů za vývoj léků, který končil ve slepé uličce. Zároveň se teď ale otevírají nové oblasti pro výzkum. Víme třeba mnohem více o tom, jak se vzájemně ovlivňují mozek a střeva. Stav našeho mikrobiomu zásadně ovlivňuje to, jak přemýšlíme a jak se chováme. Víme také mnohem více o vztahu imunitního systému a mozku nebo o vlivu psychedelik, která se už nově daří využít v léčbě posttraumatické stresové poruchy nebo některých problémů kolem závislosti. Ale ve všech těchto oblastech jsme spíš na začátku. 

Sdílet myšlenky

Pokud jde o zmíněný implantát v mozku, je to již standardní léčba, nebo experiment?

Je to již existující léčba. Moje sousedka Kate čip kontroluje pomocí aplikace v mobilu. Podobné čipy se s částečným úspěchem používají i při léčbě obezity, obsedantně kompulzivní poruchy, anorexie, deprese, závislostí. Energii berou z miniaturní baterie, takže se musí časem vyměnit, ale až po docela dlouhé době. Myslím, že je to asi sedm let, ale možná i přes deset let. A bude se to dál prodlužovat. 

Jak do toho zapadají experimenty Elona Muska s čipy Neuralink?

Elon Musk a jeho firma Neuralink investovali v několika uplynulých letech miliony dolarů a jejich experimentům se dostalo značné pozornosti médií. Přišli s prasetem Gertrude, jemuž vložili do mozku čip, který registruje signály přicházející z Gertrudina čenichu – signály vysílané nervovými buňkami, když Gertrude něco cítí nebo zkoumá čenichem své okolí. Vidíte tak, které oblasti mozku jsou v daném okamžiku aktivní. V dalším experimentu vytvořili opici s mozkovým čipem, která hraje videohru Pong – ovládá ji pouze elektrickými oscilacemi ve svém mozku. Pokrok ale nepředstavuje jen Musk a Neuralink. Neuroinženýři pracují po celém světě řadu desetiletí a mají pozoruhodné výsledky. Dokázali například přenést vzpomínku z jednoho mozku do druhého. 

Jak to probíhalo?

Zvíře, konkrétně hlodavec, se naučilo dělat sekvenci určitých kroků, aby dostalo odměnu – například mačkat v určitém pořadí různé páky. A můžete pořídit kopii elektrických oscilací, které tu dovednost v mozku reprezentují, jakýsi její charakteristický podpis, a přenést jej do mozku jiného zvířete. Tento hlodavec se pak kroky dokáže naučit rychleji. Jeho mozek je jakoby předpřipraven na to, aby si je osvojil. Podobné, vskutku neuvěřitelné výzkumy skutečně probíhají. 

I u lidí?

U těch bych zmínila takzvané mozkové sítě. Různé lidi rozeseté po celém světě vybavili výzkumníci „čepicemi“ schopnými skrz lebku zaznamenávat mozkové signály. Elektrické oscilace shromážděné tímto způsobem převedli na určitou formu magnetické stimulace mozku – kterou stimulovali mozek dalšího člověka, aby udělal určitou věc. Můžete tímto způsobem zprostředkovat komunikaci mezi lidmi na velkou vzdálenost a udělat z nich tým, který dokáže společně například hrát jednoduché hry (V odborném článku, který o výzkumu publikoval časopis Nature, se mluví o variantě hry Tetris, kdy „přijímající“ hráč dostává signály z mozků „vysílajících“. Jde o signály kódující rozhodnutí, zda geometrický objekt natočit, aby zapadl do budované struktury, či nikoli – pozn. aut.) Je to vytváření technik, které umožňují mozkům pracovat koordinovaně, dejme tomu na způsob včelstva. 

To zní poněkud strašidelně. Jaký je smysl takového snažení?

Celý tenhle směr výzkumu začal jako snaha pomoci lidem po úrazech páteře, paraplegikům, aby mohli znovu kontrolovat své pohyby. Zaznamenáte signály z jejich mozku a přenesete je do končetin. V poslední době se ale studuje možnost, jak zprostředkovat komunikaci i mezi lidmi, kteří schopnost mluvit nebo se hýbat neztratili. Jak vytvořit kolektivní mysl na způsob včelího úlu. Všimněte si, že procházíme evolučním přerodem od individuální mysli ke kolektivní. Právě jsem přiletěla z Austrálie, cestovala jsem za 23 hodin kolem světa pomocí tryskového letadla, což je neuvěřitelný výdobytek pokročilého inženýrství. Pak tu máme internet, pomocí kterého mohu se svými přáteli v Austrálii mluvit v reálném čase. Můžeme cestovat a sdílet myšlenky napříč světem, bez geografických hranic. I tímto způsobem vytváříme kolektivní mysl. Výdobytky neuroinženýrství mohou být dalším krokem na této cestě, na cestě k vytváření supermozku. Někteří vědci tomu věří a myslím, že mají přesvědčivé argumenty. 

Takže za pár let či desetiletí budou třeba zaměstnanci jedné firmy sedět v různých zemích s přilbami na hlavách a pomocí „přenosu myšlenek“ společně řešit úkol?

Ano, umím si to představit. Vezměte si, co dělá umělá inteligence, systémy jako ChatGPT; shromažďují kolektivní vědomosti umístěné na internetu a skládají je dohromady tak, aby s vámi určitým způsobem komunikovaly. Francouzská encyklopedie už před mnoha sty lety začala shromažďovat informace z celého světa. Už velmi dlouho se snažíme dát inteligenci a vědomosti lidstva dohromady – jako by to byla naše nutkavá potřeba. Může to být součást pokroku, kterého jako druh dosahujeme. 

Dosud tu ale nebyla možnost nechat se ovlivnit přímým přenosem myšlenek. Nepřekračujeme nějakou linii?

Ano, ale cizími myšlenkami jsme se nechávali ovlivnit vždy. Každou vteřinu naše smysly přijímají nějakých 11 miliard bitů dat, do našeho vědomí ale proniká jen asi 30–40 bitů dat za vteřinu. Obrovské množství informací si neuvědomujeme, přesto ovlivňují naše rozhodování. Hodně jich pochází z našich těl, další z našeho způsobu vnímání okolí. Cokoli, co nám pomůže vnímat skryté informace, uvědomovat si, jaké informační bohatství se kolem nás nachází v okolním prostředí, v lidech kolem nás, je podle mě dobrá věc. Jako druh čelíme řadě výzev: změně klimatu, politické nestabilitě, hrozbě pandemie, strachu z nových technologií. Myslím, že potřebujeme co nejvíc kolektivní inteligence, abychom se s tím vším vyrovnali. 

Jak se dědí stres

Vraťme se k psychiatrickým onemocněním. Jsme k nim geneticky predisponováni, nebo jimi může onemocnět každý?

Přečíst lidskou DNA, ty zhruba tři miliardy bází, dnes trvá méně než půl hodiny a stojí jen několik set dolarů. A z přívalu těchto dat vidíme, jak tisíce genů, které dostáváme od otce a matky, spoluvytvářejí naše komplexní chování, například to, nakolik jsme impulzivní, extrovertní, a dokonce i naše názory a přesvědčení. A také jakého věku se můžeme dožít a jaký máme sklon k duševním nemocem. Například se odhaduje, že autismus je z 90 procent dán genetickými příčinami, schizofrenie z 80 procent. Jinde je genetický faktor slabší, ale nikoli nulový. Nicméně u všech těchto věcí je prostor i pro další vlivy – výchovu, prostředí a různé faktory, které na nás působí.

Jak je to třeba u alkoholismu nebo závislosti na heroinu?

Pokud jste současně impulzivní a kompulzivní (kompulzivita je sklon k nutkavému jednání – pozn. aut.), pak je větší pravděpodobnost, že budete rád zkoušet nové věci, a pokud vám způsobí potěšení, budete je zkoušet znovu a znovu. Snadno se na ně fixujete. A zároveň platí, že máte-li sklon k oběma druhům jednání, je to do velké míry podmíněno geneticky. K různým druhům chování jsme předprogramováni. Pokud jste tedy určitým způsobem nastaven, bude pro vás mnohem těžší nepropadnout závislosti. Když si to uvědomíme, umožní nám to mít pro závislé víc pochopení. A vymyslet pro ně nové druhy léčby.  

Slavný experiment, při kterém byly myším udělovány slabé elektrické šoky, když cítily vůni třešní, ukázal, že takto vypěstovaný strach z této vůně se dědí – a nejen na přímé potomky, ale i na vnoučata. Zdědit lze tedy i nepříjemnou vzpomínku, určitý druh stresu. Co nám to říká o „dědění“ vlivu sociálních obtíží třeba u dětí, které se rodí matkám žijícím v chudobě?

Ptáte se na matky. Ženy ale byly vždy pod kontroverzním a škodlivým tlakem, že to jsou ony, kdo předává dětem nepříznivé genetické znaky. Že se nechovají v těhotenství správně nebo se nechovají správně k dítěti v prvních letech jeho života. V poslední době se ale řada výzkumů věnuje také spermiím; tomu, jak se jejich kvalita podílí na zdraví dítěte a také vnoučete. A ukazuje se, že to není jen věc matek. U čtyřicetiletých a padesátiletých mužů se kvalita spermií výrazně zhoršuje a s mnohem větší pravděpodobností předají dítěti třeba genetické nastavení k autismu nebo Downovu syndromu. 

Onen výzkum u myší ale ukazoval, že se dědí traumatické zážitky. Potomci dotyčných myší se báli třešňové vůně, ačkoli ji myši jinak milují a ačkoli tito potomci už šoky nedostávali. Je tedy tenhle druh dědičnosti spíše věcí mužů?

Studie, které jej zkoumaly, se zaměřovaly na spermie, nikoli na vajíčka. Zjistily, že se traumatická vzpomínka nepromítne do samotného genetického kódu, posloupnosti genetických bází ve spermii, ale do tvaru DNA. A právě tato změna tvaru DNA nazývaná změnou epigenetickou dovolí enzymům ve spermii, aby se dostávaly ke genům odlišným způsobem, aby s genetickou informací jinak interagovaly. Výsledkem je, že děti a vnuci mají jinak propojený mozek. U normálních myší existuje spojení čichu s nucleus accumbens (mozkové centrum, které hraje důležitou roli v mechanismech odměny, potěšení, smíchu, ale i závislosti – pozn. aut.). Třešňová vůně neurony v nucleus accumbens „rozsvítí“, probudí k aktivitě. Pokud si ale myši vypěstují z třešňové vůně strach, jejich čichový orgán se propojí s amygdalou, částí mozku, která se aktivuje právě při strachu. A tohle „převinutí“ mozku se předává dál, přičemž na počátku dědičného řetězce je spermie dědečka dané myši, spermie se změněným tvarem DNA. 

Známe podobný mechanismus také u lidí?

Rachel Yehuda, profesorka psychiatrie na Mount Sinai School of Medicine v New Yorku, zkoumala epigenetickou dědičnost (epigenetika studuje změny ve čtení genů, které nejsou výsledkem změny samotného genetického kódu – pozn. aut.) u potomků lidí, kteří přežili holokaust. Zjistila, že i u nich mohlo dojít k epigenetickým změnám ve tvaru DNA a v chemikáliích figurujících v odpovědi organismu na stres. S dalšími vědci pozorovala podobné změny také u válečných veteránů. Je to ale stále velmi nová a poněkud kontroverzní oblast výzkumu. Mimo jiné nevíme, po jak dlouhou dobu a kolik generací se tyto změny mohou dědit. U červů, což jsou modelové organismy, se mohou vzpomínky na traumatické zážitky dědit až po 14 generací. 

A jak se mění chování potomků lidí, kteří prošli traumatem?

Lze tímto způsobem vysvětlit, proč u nich pozorujeme například větší výskyt deprese a úzkostí. Není to tím, že by si v mládí vyslechli hrůzné historky, nezpůsobil to psychologický ani environmentální faktor. Sklon k depresím a úzkostem je biologickým mechanismem zapsán do jejich biologického nastavení. Různé lidské skupiny si nesou různá traumata a my jako globální občané bychom pro to měli mít pochopení. 

Tito lidé tedy reagují na stres, na traumatické zážitky jinak než ostatní?

Když jsou traumatu či nepřátelskému chování vystaveny malé děti, s mnohem větší pravděpodobností později v životě vnímají jiné lidi jako hrozbu. Vnímají negativněji lidské tváře i emoce druhých. Hůře navazují vztahy, protože jejich vrstevníci pro ně představují hrozbu; někoho, kdo je může šikanovat nebo jim ublížit. Jejich tělo je k těmto pocitům nastaveno podobně, jako se myš může naučit strachu z vůně třešní, i když evolučně je naprogramována k opačným pocitům – sladké třešně jsou pro ni za normálních okolností pochoutkou. A je možné, že lidé reagují podobně i v situaci, kdy traumatem neprošli v dětství oni sami, ale už jejich předkové. Ale znovu říkám, je to úplně nová oblast výzkumu a hodně toho ještě nevíme. 

Můžeme už přesto dosavadní znalosti přetavit do nějakých rad? Třeba mužům, aby se vyhýbali stresu v situaci, kdy chtějí zplodit potomka?

To si nemyslím, zatím na tom ve vědecké komunitě není úplná shoda. Dobrou zprávou je, že epigenetickou značku, která u myší provokuje strach z vůně třešní, lze odstranit. Dáváte-li myším třešně bez elektrošoků, pozitiva bez negativního zážitku, značka zmizí – a další generace už negativní vzpomínku nedědí. A pokud jde o rady, už nějakých sto let ženám doporučujeme, aby neodkládaly těhotenství do vyššího věku a aby se snažily vyřešit problémy, které je trápí, dříve, než otěhotní. Ta rada pořád platí, ovšem zatímco dříve byl důraz kladen jen na ženy, nová data z oblasti neurověd svědčí o tom, že na stejné věci by měli myslet i muži. 

Jak změnit svůj mozek 

Zmínila jste, že geny spoluvytvářejí i naše názory. Jsme geneticky předurčeni i k politickým postojům nebo k tomu, abychom věřili dezinformacím?

Odhaduje se, že ideologické nastavení je geneticky podmíněno asi ze 40 procent. Opět se na tom podílejí tisíce společně působících genů. Pokud máte citlivější a zřejmě i větší amygdalu, oblast mozku figurující v odpovědi na stres, budete spíše pravicového, konzervativního založení. Pokud máte citlivější a větší přední cingulární kůru, oblast umístěnou více vepředu, v čelním laloku, která hraje roli ve zkoumání okolí, vzájemné spolupráci a navazování dlouhodobých vztahů, pak budete zastávat spíše liberální a levicové postoje. Oba typy lidí jsou pro společnost velmi důležité. Ti první dokážou lépe analyzovat okamžitou hrozbu a reagovat na ni. Potřebujeme ale i jedince se sklonem zkoumat nová neznámá prostředí, inovovat, formovat spojenectví s novými lidmi. A existuje genetický profil, který ukazuje, do které skupiny budete spíše patřit. Ovšem když se populace vyskytuje v prostředí plném neustálých hrozeb, spíše se přikloní k pravicovějšímu, konzervativnímu chování, což se může projevit ve volbách. Tak funguje propaganda. 

Můžeme své biologické nastavení změnit; dosáhnout toho, aby se náš mozek uspořádal jinak?

Je to velmi těžké. Máme v mozku nervová spojení, která se vytvořila v době jeho formování, což jsou základy pro způsob, jakým přemýšlíme. Naše rané zkušenosti a prostředí, v němž vyrůstáme, tato spojení dále ukotvují, zpevňují. Výsledkem je, že vnímáte svět určitým specifickým způsobem. V běžném životě si pak můžete vytvářet různé zlozvyky. Lze to změnit? Ano, ale jen velmi obtížně. Abyste nervová spojení v mozku zrušil a vytvořil nová, abyste začal myslet jinak, potřebujete velké množství energie. Je to úplná stavební činnost vyžadující určitou mentální gymnastiku. Neurověda ovšem nabízí několik triků, které to mohou usnadnit. 

Jaké to jsou?

Když chcete přestat myslet negativně, v bezvýchodném kruhu, když se chcete zbavit zlozvyků, pomůže začít třeba každý den běhat. Fyzická aktivita pomáhá vytváření nových nervových buněk v mozku, což může vést k novému způsobu myšlení. Pomůže také, když často mluvíte se širokým spektrem lidí, vystavujete se jejich různým názorům, dostáváte se do nových prostředí. Takový průzkum světa pomáhá novým nervovým buňkám integrovat se do existujících obvodů. Obklopte se pozitivně naladěnými lidmi, kteří mohou představovat vzory, jež byste rád napodobil; vaše rozhodování i chování pak může nabrat pozitivnější směr. Snažte se vytvářet si pozitivní návyky. Uspořádejte si život tak, aby byl pro vás snazší. 

Když ovšem někdo trpí úzkostí, je pro něj těžké zkoumat nová prostředí a seznamovat se s novými lidmi.

Může zkoumat věci, které ho nestresují. Třeba začít poslouchat jiné rozhlasové stanice a pořady. Číst články psané z různé perspektivy. Interagovat s jinými lidmi způsobem, který ho dělá šťastným. Snažte se v sobě probudit zvědavost; to je ta rada. Buďte zvědaví, spíše než vystrašení nebo stresovaní přívalem nových názorů a úhlů pohledu. 

Pomůže fyzická aktivita i ve vyšším věku, kdy se nové nervové buňky možná už tak snadno netvoří?

Ve vyšším věku je cvičení pro vaše duševní zdraví vůbec nejdůležitější. Víme, že lidé náchylní k onemocnění Alzheimerovou chorobou či demencí hůře dosahují mozkové synchronicity. Když teď spolu mluvíme, hledíme si do očí. Nebo kdybychom si šli spolu třeba zaběhat, na koncert, na film, naše mozkové vlny se synchronizují, což nám pomůže se jeden od druhého snáze učit a hledět na svět podobným způsobem. Existují krásné studie obecenstev třeba v divadlech či kinech, kdy se diváci uchvácení určitou scénou začínají navzájem psychologicky propojovat, jejich srdeční tep se synchronizuje, stejně jako mozkové vlny. Takže pomáhat nemusí jen fyzické cvičení, ale také interakce s jinými lidmi, společná návštěva divadla, koncertu. Cokoli, co vám pomůže udržet si schopnost mozkové synchronizace, je pro vás prospěšné. 

Říkáte nicméně, že změnit naše genetické nastavení je velice těžké. Kde tedy brát optimismus?

V našem mozku je asi 86 miliard nervových buněk. Každý z nás je vybaven velmi specifickým způsobem, jakým jsou navzájem propojeny. Způsob, jakým vnímáme svět, záleží na našich genech, zkušenostech, předcích. Každý tedy interagujeme se světem jinak – a to je velmi důležitá pozitivní věc. Někdo více dá na hrozby, někdo více riskuje, někdo je dobrý v matematice, jiný v hudbě. Dohromady to vytváří obrovskou zásobu vědomostí a schopností, kterou můžeme využít k řešení problémů, které jako druh máme. V tom, že jsme predisponováni k různým věcem, je značná síla.