Írski járnbrautarverkstjórinn Phineas Gage var þekktur fyrir að vera ljúfur og umhyggjusamur maður.
25 ára gamall fór Gage fyrir flokki manna sem sprengdu leið fyrir járnbrautarteinum í gegnum björg í norðausturhluta BNA. Þegar félagar hans höfðu borað holur í klettana og fyllt þær með sprengjuefni tróð Gage sandi og möl inn í götin yfir sprengjuhleðslunum til þess að auka áhrifin.
En septemberdag einn árið 1848 varð hræðilegt slys: Þegar Gage stakk járnstönginni niður í borholu sprakk sprengjuhleðslan og hin 6 kg þunga járnstöng skaust inn í gegnum vinstri kinn Gage, áfram upp á bak við vinstra auga, þaðan í gegnum vinstra ennisblað og út í gegnum hvirfilinn.
Járnbrautarstarfsmaðurinn Phineas Gage lifði af að fá járnstöng í gegnum heilann - en eitthvað við hann hafði breyst.
Stöngin lenti um 20 metra frá Gage sem hneig meðvitundarlaus á jörðina, alblóðugur og með flogaköst sem skóku allan líkama hans.
Ekki nokkrum manni kom til hugar að Phineas Gage myndi lifa þetta slys af en þökk sé dugmiklum lækni komst hann á fætur á ný og tók aftur til starfa eftir hálft ár.
Slys breytti sýn á sálinni
Í fyrstu virtist Gage vera sæmilega á sig kominn. Hann gat talað, unnið og hreyft sig í stórum dráttum eins og fyrir óhappið en eitthvað hafði breyst með afgerandi hætti.
„Hann er ekki lengur Gage,“ sögðu áhyggjufullir félagar hans og vinir.
,,Hann er ekki Gage lengur”.
Vinir bandaríska járnbrautaverkstjórans Phineas Gage sem fékk járnstöng í gegnum höfuðið.
Meðan Gage hafði áður þótt vera yfirvegaður og vingjarnlegur, þótti hann nú vera kuldalegur í viðmóti, eiginlega óheflaður lygalaupur sem missti oft stjórn á skapi sínu. Hann hikaði ekki við að berja menn og kona hans fékk svo sannarlega að finna fyrir barsmíðum hvað eftir annað og einnig reyndist hann eiga ákaflega erfitt með að taka ákvarðanir.
Persónuleiki hans hafði þannig gjörbreyst og slys þetta átti einnig eftir að umbylta rannsóknum manna á heilanum. Þessi hörmulega saga Phineas Gage varð víðfræg og átti sinn þátt í að breyta sýn vísindamanna á „mannssálina“.
Sjálfið var nú endanlega staðsett í heilanum þar sem nú mátti þykja ljóst að skaði einhvers staðar í heilanum – í tilviki Gage skemmt ennisblað – getur algjörlega breytt persónuleika manna og háttum.
Því meira sem vísindin hafa rannsakað þetta hvikula sjálf, þess ljósara er að sjálfið er afleiðing af fjölmörgum ferlum í heilanum sem leggja grunninn að m.a. meðvitund okkar, minni og vilja – og jafnframt að sú hugmynd að hægt sé að finna samhangandi samfellt og frjálst sjálf kunni á endanum að reynast vera helber blekking.
Virkni heilans felst í að framleiða hor
Þessi harmsaga Phineas Gage er sígilt dæmi um hvernig mikilvægustu uppsprettur nýrrar þekkingar um heilann og virkni hans eru manneskjur með heilaskaða eða heilasjúkdóma.
Um leið og heilinn virkar ekki eðlilega eða eins og hjá meirihlutanum, fá vísindamenn einstaka innsýn í virkni hans. Kennslubækur í læknisfræði nýta sér því frásagnir um sjúklinga sem hafa veitt vísindamönnum byltingarkennda nýja sýn inn í afkima heilans.
Með sín 1.300 – 1.400 grömm og 86 milljarða taugafrumna sem hver og ein myndar tugþúsundir tenginga er heilinn mikilfenglegasta og jafnframt langflóknasta líffæri mannsins.
Við fyrstu sýn virðist hann samt vera harla lítilfjörlegur. Heilinn líkist einna helst klumpi úr gráu og hvítu hlaupi sem kann að vera ástæða þess að Fornegyptar töldu einu virkni heilans felast í að framleiða hor.
Langt fram eftir 19. öld töldu lærðir menn að heili okkar samanstæði af einungis einni risafrumu en árið 1887 fékk spænskur vísindamaður sem hafði einnig fengist við myndlist og ljósmyndun, bráðsnjalla hugmynd sem átti eftir að snúa hugmyndum manna um heilann á hvolf.
Santiago Ramón y Cajal datt fyrstum manna í hug að lita litla búta úr heila látinna manna með sérstökum litarefnum.
Undir smásjánni gat þessi spænski vísindamaður, sér til mikillar furðu, séð ótrúlega flókið netverk einstakra frumna sem voru nátengdar hverri annarri en þó með agnarsmáu millibili eða taugamótum eins og tengingarnar kallast nú til dags.
Heilafrumur hafa samskipti sín á milli með því að senda rafboð í gegnum ótal greinar. Á myndinni lýsir fruma úr heilaberki grænleitu ljósi.
Heilafrumur hafa samskipti sín á milli með því að senda rafboð í gegnum ótal greinar. Á myndinni lýsir fruma úr heilaberki grænleitu ljósi.
Með þessari uppgötvun má segja að heilarannsóknir nútímans hafi hafist fyrir alvöru: Nú var vitað að taugafrumurnar eru byggingarsteinar heilans og frá því að rafeindasmásjár komu til sögunnar gátu vísindamenn nú farið að rannsaka taugafrumurnar og kortleggja aragrúa af tengingum sem þær mynda en það gerir okkur kleift að hugsa, muna og framkvæma.
Heilaköngull tengir sál og líkama
Núna ráða vísindin yfir margvíslegum aðferðum og fjölbreyttri tækni til að afhjúpa leyndardóma heilans. Með hátæknilegri segulómun geta vísindamenn fengið svipmynd af því hvernig heilinn starfar þegar við t.d. hugsum, tölum eða heyrum eitthvað og með rafskautum er jafnvel hægt að mæla virkni niður í einstakar taugafrumur.
Vísindamenn þekkja í stórum dráttum einnig þær brautir sem taugaboðin fylgja þegar við t.d. sjáum og berum kennsl á andlit. Þau lífeðlisfræðilegu ferli sem eiga sér stað inni í höfuðkúpunni eru þannig orðin nokkuð vel þekkt.
Orðið hamar má sjá í heilanum
Þegar við hugsum um vel þekkt fyrirbæri, eins og t.d. hamar, framkallar það sérkennandi mynstur í því heilasvæði sem tengist orðinu, t.d. í ennisblöðunum sem vinna úr hreyfifærni okkar. Vísindamenn geta nú lesið hugsanir okkar orð fyrir orð með því að greina heilavirknina.
En hvað varðar andleg ferli má segja að vísindamenn séu ennþá staddir á ókönnuðum svæðum. Ein helsta ráðgáta heilarannsókna er samhengið milli heila og meðvitundar – spurning sem um aldaraðir hefur vakið áhuga náttúruvísindamanna og heimspekinga.
Þegar á 17. öld velti franski heimspekingurinn Rene Descartes vöngum yfir því hvað meðvitund væri og komst að því að sálin – eða meðvitundin – sé algjörlega aðskilin líkamanum og þar með einnig heilanum.
Samkvæmt Descartes virkar heilaköngullinn, sem er staðsettur djúpt inni í heilanum, sem eins konar tengiliður milli líkama og sálar – staður þar sem þessi sjálfstæðu fyrirbæri skiptast á boðum.
Hugsanir og tilfinningar gátu ferðast um heilaköngulinn og orsakað athafnir eins og t.d. það að hreyfa handlegginn eða klappa barni á kinnina, meðan áhrif frá líkamanum gátu framkallað t.d. svengd eða sársauka og orsakað þannig upplifun í meðvitundinni.
Hvers vegna Descartes tiltók einmitt heilaköngulinn sem tenginguna á milli líkama og sálar er ekki vitað – en mögulega stafar það af því að kirtillinn situr í miðjum heilanum og er einasta líffærið þar sem ekki á sér tvíbura í gagnstæðu heilahveli.
Franski heimspekingurinn René Descartes taldi að heilaköngullinn væri tengiliður líkama og sálar. Nú vitum við að hann er kirtill sem m.a. myndar hormónið melatónín, sem stjórnar dægursveiflum okkar.
Franski heimspekingurinn René Descartes taldi að heilaköngullinn væri tengiliður líkama og sálar. Nú vitum við að hann er kirtill sem m.a. myndar hormónið melatónín, sem stjórnar dægursveiflum okkar.
Þessari kenningu Descartes um dularfulla tengingu milli sálar og líkama hefur verið hafnað fyrir löngu. Núna eru flestir heilasérfræðingar sammála um að meðvitund, tilfinningar og vilji sé afleiðing af efnaferlum í heila okkar.
Auk þess er að finna í heilarannsóknum fjölmargar lýsingar á manneskjum sem, rétt eins og Phineas Gage, urðu fyrir breytingum á persónuleika sínum eftir skaða á heila eða sjúkdóma í honum. Þetta er sannfærandi vitnisburður um að persónuleiki – eða sjálfið – er líkamlegt eða öllu heldur efnislegt fyrirbæri.
Vísindamenn staðsetja reiði og vellíðan í heilanum
Tilfinningar eins og vellíðan, furða og reiði setja hver sitt mark á heilann í öllum mönnum. Þetta hafa vísindamenn við Duke University í BNA uppgötvað eftir að hafa nýtt sér fMRI-skanna til að staðsetja heilavirknina hjá meira en 500 þátttakendum sem horfðu á kvikmynd og hlustuðu á hljóðbúta sem gátu leyst úr læðingi ákveðnar tilfinningar. Alls voru sjö mismunandi tilfinningar í þessari tilraun og með því að fara gaumgæfilega í gegnum niðurstöðurnar gátu vísindamenn bent á hvar hver tilfinning væri staðsett.
Glæpahneigð sem ójöfnur á höfuðkúpunni
Prófaðu að setja fingur á hnakkann og færðu hann svo lítillega upp á við og til hliðar. Þá rekst þú kannski á litla kúlu á höfuðkúpu þinni. Samkvæmt gamalli kenningu átti þessi kúla að vera staðurinn þar sem líffærið fyrir kynhneigð er staðsett – þess meira sem kúlan skagar fram, því meira stjórnast þú af kynhneigð þinni.
Látir þú fingurinn renna nokkrum sentimetrum hærra upp að hvirflinum rekst þú mögulega á enn aðra upphækkun sem átti að afhjúpa samkeppnishæfni þína.
Kenningin – sem nefnist á ensku phrenology eða höfuðlagsfræði – var sett fram af þýsk-austurríska lækninum Frans Joseph Gall árið 1796. Samkvæmt Gall átti að vera mögulegt að dæma andlega eiginleika og persónuleika manneskju einungis með því að rannsaka ójöfnur höfuðkúpunnar.
Hugmyndin að baki þessari furðulegu kenningu var að mismunandi svæði heilans stæðu hver fyrir sinn eiginleika, þar á meðal t.d. kynhneigð, keppnisskap og föðurlandsást.
Gall staðhæfði ennfremur að það fyrirfyndust sérhæfð svæði í heilanum fyrir þjófnað og morð. Og því stærri sem sérhvert svæði reyndist vera, þess meira áberandi voru persónuleikaeinkennin og komu betur fram sem ójöfnur á höfuðkúpunni.
Með því að taka einfaldlega fram málband og mæla slík form á höfuðkúpunni gat maður samkvæmt höfuðlagsfræðinni lesið í alla eiginleika og siðferðisstyrk manna.
Heilinn samanstendur af um 86 milljörðum heilafrumna.
Það má furðu sæta að þessi fræði voru stunduð fram eftir 19. öld þrátt fyrir að eiga sér engan vísindalegan grunn en núna er fyrir löngu síðan búið að kasta þessum hindurvitnum á ruslahauga sögunnar. En grunnhugmynd Galls um að heilinn sé samsettur úr aðskildum svæðum sem hver takast á við sína virkni, átti þó eftir að setja mark sitt á áframhaldandi rannsóknir á heilanum.
Fötlun kemur mönnum á spor málstöðva
Þrítugur að aldri missti hinn franski Louis Victor Leborgne skyndilega hæfileikann til að tala – eða réttara sagt: Hann gat einungis mælt fram orðið „Tan“. Þetta orð sagði hann svo ótt og títt að hann fékk gælunafnið Tan.
Læknar töldu að þessi skyndilega fötlun hans stafaði af heilablæðingu. Í fyrstu var ekki séð að önnur andleg geta Leborgnes hefði skerst.
Hann virtist skilja allt sem var sagt við hann og brást eðlilega við því sem á gekk í kringum hann en eftir því sem tíminn leið frá því að hann missti málið hrakaði heilsu hans skjótt.
Fyrst lamaðist hann í hægri handlegg, síðan í hægri fótlegg og ástand hans versnaði stöðugt þar til hann gat ekki lengur komist út úr rúmi. Og að lokum fékk hann drep í hægri fót. Þann 11. apríl 1861 var hann lagður inn á sjúkrahús í útjaðri Parísar.
Þar hitti hann í fyrsta sinn lækninn Pierre Paul Broca sem var hugfanginn af virkni heilans og einkum umdeildum hugmyndum um hvort heilinn skiptist í stöðvar sem hver hefði sína sérstöku virkni, rétt eins og höfuðlagsfræðin staðhæfði.
Einn mikilvægasti heili í sögu taugasálfræðinnar má sjá hér á myndinni og tilheyrði hinum 30 ára gamla Louis Victor Leborgne. Áverkar á vinstra ennisblaði sjást vel.
Einungis sex dögum eftir innlögn – þann 17. apríl – lést Leborgne og Broca fékk nú tækifæri til að rannsaka frekar heila sjúklingsins. Undir höfuðkúpubeininu í vinstra gagnauga uppgötvaði Broca blæðingu á yfirborði heilans.
Eftir þetta rannsakaði Broca fjölmarga heila úr öðrum látnum mönnum sem höfðu þjáðst af sömu fötlun og Leborgne og smám saman þótti ljóst að allir höfðu sams konar áverka – svæði í vinstra ennisblaði sem kallast núna málstöð Brocas.
Hlustaðu á stúlku með skemmdir í málstöð Brocas. - Instant Neuro
Þannig reyndist Broca vera fyrstur manna til að tengja saman virkni heilans við tiltekin svæði hans og fyrir vikið hafði hann umbylt heilarannsóknum. Eftir þessa byltingarkenndu uppgötvun náðist mikill árangur í að rannsaka sjúklinga með heilaskaða til þess að komast að því hvaða virkni heilans skertist þegar tilteknir hlutar heilans sködduðust.
Með þessum hætti hefur hver heilastöðin af annarri verið staðsett, þar á meðal t.d. heyrnarstöðin og sjónstöðin.
En rannsóknir á bæði sjúklingum með heilaskaða og heilbrigðum mönnum hafa einnig sýnt að nánast allir andlegir eiginleikar okkar, t.d. sjón, tal, minni og dómgreind hafa ótrúlega flókna samsetningu og er ekki að finna á einhverju einu afmörkuðu svæði, heldur eru afleiðingar virkni í mörgum ólíkum stöðum sem dreifast út um allt í heilanum.
Eða með öðrum orðum: Ólík svæði í heilanum leggja hvert sitt af mörkum til þess sem samanlagt myndar persónuleika okkar.
⇑ Upplifun á sjálfinu er dreifð um allan heilann
Ekki er hægt að staðsetja sjálfið á einum stað í heilanum, heldur er það afleiðing af samvinnu milli svæða sem skipta sköpum fyrir m.a. minni, líkamsvitund og meðvitund. Til samans veitir samvinna þessi upplifun á einu samhangandi sjálfi.
Stýra vali okkar
Ennisblöðin áforma, skapa yfirsýn og formgerðir og draga ályktanir. Þau skipta meginmáli fyrir persónuleika og sjálfsstjórn.
Upplifa líkamann
Hvirfilblöðin vinna úr skynhrifum þannig að úr verði ein upplifun á líkamanum. Skaðar á þessu svæði geta leitt til að líkaminn virðist ekki tilheyra sjálfinu.
Muna ævisögu sjálfsins
Svæðið forfleygur stýrir helstu þáttum ævisögu okkar, t.d. nafni, heimilisfangi og starfi. Án þess gætum við ekki sagt frá okkur sjálfum.
Safna sjálfinu saman
Miðsvæðið tengir ennisblöðin tvö. Þetta er stjórnstöð fyrir sjálfið okkar þar sem öllum upplýsingum er safnað saman í eina heildarmynd.
Ber kennsl á okkur sjálf
Fremra eyjarblað virkjast þegar við lýsum okkur sjálfum. Svæðið hjálpar okkur einnig með að bera kennsl á eigin minningar og myndir af okkur sjálfum.
Fær okkur til að finna til og heyra
Gagnaugablöðin vinna úr tilfinningum, hýsa þær minningar sem tengjast heyrn og gera okkur kleift að skilja orð og setningar.
Heilinn í flogaveikum skorinn í sundur
Sjúklingar með svæsna flogaveiki voru frá því um miðja síðustu öld meðhöndlaðir með inngripi þar sem tengingin milli hægra og vinstra heilahvels var skorin í sundur.
Hvelatengslin eru þykkt knippi af taugaþráðum sem virka sem eins konar hraðbraut fyrir upplýsingar milli hægra og vinstra heilahvels og gerir þeim kleift að vinna saman.
Í þessari skurðaðgerð voru hvelatengslin einfaldlega skorin í sundur – og í fyrstu virtist inngripið ekki hafa í för með sér miklar aukaverkanir.
Flog stafa því af virkni taugafrumna sem verður skyndilega ofsafengin í hluta heilans. Í sumum tilvikum dreifist þessi óeðlilega virkni eldskjótt út um allan heilann og leysir úr læðingi heiftarleg flog þar sem sjúklingarnir missa stjórn á líkama sínum.
Það var einmitt í þeirri viðleitni að hindra þessa æðisgengnu taugavirkni í að breiðast út frá öðru heilahvelinu til hins, að lækninum datt í hug að skera heilatengslin í sundur hjá sjúklingum sem ekki var hægt að meðhöndla með lyfjum.
Inngripið reyndist að mörgu leyti árangursríkt: Einkenni sjúklinganna minnkuðu og flogin urðu langtum færri og mildari.
Sjúklingarnir gátu áfram gengið, talað, lesið og nokkurn veginn gert allt það sem þeir voru vanir að aðhafast. En bandaríski sálfræðingurinn Roger Wolcott Sperry sem hafði nokkrum áratugum áður gert tilraunir með að skera hvelatengslin í sundur í köttum og öpum, hafði grunsemdir um að það hlyti að kosta sitt að rjúfa tengslin milli heilahvelanna tveggja.
Í röð tilrauna setti Sperry m.a. sjúklinga sem búið var að skera upp fyrir framan skjá og bað þá um að einblína á depil á miðjum skjánum. Jafnframt birtist orð ýmist hægra eða vinstra megin á skjánum.
Öll gögn frá hægri hluta sjónsviðsins eru unnin af vinstra heilahveli en þar er málstöðina að finna og í þeim tilvikum þar sem sýnd voru orð á hægri hlið skjásins megnuðu sjúklingarnir að útskýra hvað þeir höfðu séð.
Væru orðin hins vegar sýnd vinstra megin á skjánum reyndust þeir ófærir um að koma orðum að því hvað þeir höfðu séð, því hægra heilahvelið, þar sem er að finna vinnslu á sjónhrifum, hafði enga tengingu við málstöðina í hinu heilahvelinu.
Skurðaðgerðir á fimmta áratugnum, þar sem hvelatengslin voru skorin í sundur, voru ekki lausar við aukaverkanir eins og sést hér í þessari rannsókn.
Í ljósi ótal svipaðra tilrauna var Sperry fyrstur til að skrásetja hvernig hægra og vinstra heilahvel hafa ólíka eiginleika og jafnvel persónueiginleika sem hvort leggur þó sitt til meðvitundar okkar: Vinstra heilahvelið sér um röklegar greiningar og tal meðan hægra heilahvelið hugsar fremur í heildum og vinnur úr m.a. rýmisskynjun og tilfinningum.
Hendur slást um undirtök
Uppgötvun á sérhæfingu heilahvelanna tveggja leiddi til þess að Sperry hlaut Nóbelsverðlaunin í læknisfræði og vakti uppgötvun hans mikla athygli um heim allan. Fjölmargar nýrri rannsóknir hafa sýnt að skiptingin er samt ekki alveg svart-hvít.
Sérhæfing heilahvelanna er afar breytileg manna í millum og bæði heilahvelin taka þátt í flestu af því sem við aðhöfumst. Þetta hafði reyndar Sperry sjálfur sagt fyrir um, því þegar hann tók á móti Nóbelsverðlaununum árið 1981 sagði hann eftirfarandi:
„Þess meira sem við vitum (um heilann, ritst.), þess betur gerum við okkur grein fyrir hversu ótrúlega flókin greind einstaklings er og því haldbetri verður sú ályktun að margbreytileiki netverks heilans fái fingraför og andlitsdrætti til að virka grófa og einfalda í samanburði“.
En verkaskipting heilahvelanna var ekki eina nýjungin sem Sperry uppgötvaði með því að rannsaka flogaveikissjúklinga með sundurskorin heilahvel.
Þrátt fyrir að heilahvelin tvö vinni að jafnaði náið saman vakti það furðu að hvort þeirra gat verið með óháðan vilja eða persónuleika.
Í mörgum tilvikum skiptist meðvitund sjúklinganna í tvennt eftir inngripið og getur birst í undarlegu fyrirbæri sem nú er þekkt sem „framandi handarheilkennið“ (e. alien hand syndrome).
Að jafnaði leitast heilahvelin í sameiningu að samhæfa virkni – t.d. við að renna upp rennilás þá heldur önnur höndin í jaðar jakkans meðan hin dregur rennilásinn upp.
En hjá sjúklingum sem þjást af þessu heilkenni geta hendurnar tekið upp á því að vinna hvor gegn annarri í eins konar valdabaráttu milli sjálfstæðu heilahvelanna tveggja.
Svo virðist sem hvort heilahvel búi yfir eigin skaphöfn, ásamt eigin hugsunum, tilfinningum, upplifunum og minningum. Og oft kemur þessi klofningur milli heilahvelanna fram með dramatískum hætti:
Sjúklingurinn getur t.d. teygt sig með annarri hönd eftir fötum í skápnum meðan hin hendin – sú „framandi“ – slær á höndina og lokar skápnum.
Eins getur önnur höndin fengið sér kökubita af borðstofuborðinu, meðan hin höndin slær á fingur hinnar þannig að kakan dettur á gólfið. Vitanlega verður viðkomandi sjúklingur furðu lostinn og varnarlaus.
Sjáðu hvernig hægri og vinstri hönd berjast um stjórn á kubbunum hjá einstaklingi með „framandi handarheilkenni“ (alien hand syndrome).
Enn sem komið er geta vísindamenn ekki kortlagt hvaða ferli eiga sér stað sem orsaka framandi handarheilkennið. En jafnvel sú valdabarátta sem á sér stað í heilanum hjá slíkum sjúklingum er alls ekkert einsdæmi.
Í raun á sér stað sífelld barátta í heilanum þar sem mismunandi hlutar hans – sem eru við – berjast um að ná yfirhöndinni og hreppa sigurlaunin: Á ég að borða súkkulaðibita eða á ég að láta skynsemina ráða og fá mér epli þess í stað?
Slíkar spurningar eru hversdagslegt dæmi um hvernig við upplifum hvað eftir annað að mismunandi hlutar heilans toga hver í sína áttina í baráttunni um að ná yfirráðum.
Maður festist í núinu
Eftir að hafa lent í alvarlegu slysi á hjóli árið 1933 og fengið slæmt höfuðhögg fékk hinn 27 ára gamli Henry Molaison heiftarleg flogaköst sem gjöreyðilögðu líf hans og engin lyf komu að nokkru gagni.
Hann féll hvað eftir annað niður í svæsnum flogaköstum og læknarnir töldu að eini möguleikinn til að hann gæti öðlast nokkurn veginn eðlilegt líf fælist í skurðaðgerð þar sem þeir myndu fjarlægja þá hluta heilans þar sem flogin áttu upptök sín.
Í september 1953 var Henry Molaison lagður inn á Hartfort Hospital í Connecticut, BNA, þar sem William Scoville, einn af fremstu taugaskurðlæknum þess tíma, skar hluta af gagnaugablaði og drekanum úr Molaison en drekinn er 3 – 4 cm löng pulsulaga formgerð innan á báðum gagnaugablöðunum.
Þessi tilraun reyndist því miður banvæn fyrir sjúklinginn en átti þó eftir að veita vísindamönnum einstæða innsýn í uppbyggingu minnisins og þýðingu þess fyrir upplifun okkar af sjálfinu.
Meðan Molaison lá á skurðarborðinu stöðvaðist tíminn í reynd fyrir þennan 27 ára gamla mann.
Þegar hann vaknaði upp eftir aðgerðina hafði hann algjörlega misst hæfileikann til að varðveita minningar og nýta minnið til að ferðast um í tíma og rúmi. Molaison mundi vel eftir því sem hafði gerst tveimur árum fyrir skurðaðgerðina. En hann var ófær um að halda í nokkuð sem var nýrra eða hugsa um framtíðina. Allt sem hann heyrði og sá gleymdi hann innan fárra mínútna – hann var fangi í núinu.
Yfirleitt myndum við allan tímann nýjar minningar, samhliða því að nýta okkur þá þekkingu sem við þegar búum yfir. Fyrir skurðaðgerðina á Molaisons töldu vísindamenn að það fyrirfyndist einungis ein gerð minnis en þegar þeir tóku að rannsaka hann eftir aðgerðina uppgötvuðu þeir að minnið samanstendur bæði af skammtímaminni og langtímaminni.
Hluti drekans var fjarlægður úr Molaison en líffæri þetta skiptir meginmáli fyrir yfirfærslu upplýsinga frá skammtímaminni yfir í langtímaminni. Og Henry Molaison sem var heimsfrægur sem sjúkdómstilvikið H.M., glataði einmitt þessum hæfileika.
Uppbygging og viðhald á minningum skiptir augljóslega sköpum fyrir upplifun okkar af því að vera stöðugt og einsleitt sjálf. Þrátt fyrir minnisfötlunina unni Molaison enn að því að endursegja sömu fáeinu kaflana sem hann mundi greinilega úr bernsku sinni, þrátt fyrir að hann væri ófær um að staðsetja minningarnar í tímaröð, enda var hann fastur í eilífri nútíð.
Í áratugi og eiginlega allt fram að andláti hans árið 2008 reyndist Molaison ótrúlega þolinmótt viðfang rannsókna, þar sem hann upplifði allt í fyrsta sinn í hvert skipti sem hann var rannsakaður.
Eina stundina var hann kannski að kynna sig fyrir læknum og hjúkrunarfólki og hélt uppi ósköp venjulegu samtali. En þegar hann hitti þetta sama fólk nokkrum tímum síðar hafði hann enga minningu frá fyrri kynnum.
Fáeinar persónur, m.a. taugasérfræðingurinn Suzanne Corkin, hittu hann svo oft að hann þóttist eitthvað ráma í fyrri kynni. Þannig fór hann t.d. að segja Corkin að hann væri skólafélagi hennar úr menntaskóla – eins og hann væri að búa til minningu sem veitti þessum veikburða kennslaburði einhverja merkingu.
Heilaæxli orsakar blóðuga skotárás
Charles Wittman var vel gefinn og vinsæll en þann 1. ágúst árið 1966 fór eitthvað alvarlega úrskeiðis hjá þessum 25 ára gamla Bandaríkjamanni. Úr turni í aðalbyggingu háskólans í Texas í Austin skaut hann á allt og alla og náði að drepa 13 manns og særa meira en 30 áður en hann sjálfur varð fórnarlamb kúlnaregns lögreglunnar.
Ég skil ekki sjálfan mig lengur … Eftir dauða minn vil ég að ég sé krufinn í leit að ummerkjum eftir sýnilegan skaða.
Charles Wittman fjöldamorðing í kveðjubréfi sínu áður en hann drap 13 manns.
Brátt kom í ljós að Wittman var með enn fleiri mannslíf á samviskunni. Nóttina fyrir fjöldamorðið hafði hann drepið bæði móður sína og eiginkonu, Kathy og á heimili þeirra fann lögreglan kveðjubréf sem Wittman hafði skilið eftir:
„Ég skil sjálfan mig hreint ekki lengur. Ég er jafnan talinn vera nokkuð skynsamur og vel gefinn ungur maður en upp á síðkastið hafa óvenjulegar og órökréttar hugsanir herjað á mig. Eftir dauða minn óska ég þess að það fari fram krufning á mér til að menn geti séð hvort það séu einhverjir sýnilegir líkamlegir skaðar“.
Fjöldamorðinginn fékk ósk sína uppfyllta. Við krufninguna fundu læknar stórt æxli sem þrýsti á möndluna en það er heilastöð sem tengist ótta, árásargirni og sjálfsstjórn.
„Þetta illkynja æxli kann að hafa lagt sitt af mörkum, t.d. skert getu hans til að stýra tilfinningum sínum og athöfnum,“ skráði prófessor í sálfræði, Stewart Brown, í rannsóknarskýrslu þetta sama ár.
Samkvæmt Brown og fjölda annarra sérfræðinga hafði viðvarandi þrýstingur á möndluna líklega sett í gang keðju breytinga í heila Wittmans þannig að persónuleiki hans breyttist smám saman og hann missti að lokum stjórn á sjálfum sér.
Núna, meira en 50 árum eftir ódæði Wittmans, ræða heilasérfræðingar og sálfræðingar ennþá hvort morð geti virkilega verið heilkenni heilaskaða. Sumir telja það öruggt og vísa til þess að glæpasagan hafi að geyma ótal dæmi um heilaskaða, aðrir halda því fram að það séu einkum fjölskyldutengsl og einstaklingsbundnar aðstæður sem skipta máli um það hvort menn haldi út á glæpabraut og endi jafnvel sem morðingjar.
Vangaveltur þessar má eiginlega setja fram í einni spurningu: Hefur manneskjan frjálsan vilja?
Kynslóðir heilasérfræðinga hafa leitast við að finna svarið við því hvort vilji okkar sé frjáls eða hvort við séum þrælar eigin lífeðlisferla. Hvert okkar gengur jú um með þá upplifun að við ráðum yfir eigin líkama og tökum sjálfstæðar ákvarðanir en fjölmargar rannsóknir benda til að það er heilinn sem fer sínar eigin leiðir án þess að við séum meðvituð um það.
Ennfremur að hinn frjálsi vilji geti í sumum tilvikum verið helber blekking. Bandarískur fræðimaður fann árið 2000 ákaflega sérstakt dæmi. Meðal útskrifaðra tannlækna frá bandarískum háskólum reyndist vera óvenju hátt hlutfall manna sem báru nafnið Dennis og kvenna sem hétu Denise. Enska orðið fyrir tannlækni er „dentist“.
Samsvarandi má finna meðal nýútskrifaðra lögmanna í BNA en þar eru óvenjulega margir sem bera nöfnin Laura eða Lawrence – en lögmaður heitir „lawyer“ á ensku. Þetta furðulega samhengi milli fornafns og atvinnu uppgötvaðist af félagssálfræðingnum Brett W. Pelham og félögum hans.
Ef Dennis og Denise væru spurð hvers vegna þau hefðu valið að verða tannlæknar, myndu þau vafalítið svara að þetta væri úthugsað val varðandi góðan starfsframa.
En samhengið milli nafna og atvinnu er of augljóst til að geta verið tilfallandi. Þrátt fyrir að við ímyndum okkur að við séum skynsamar verur höfum við alls ekki greinagóða innsýn í þau ferli heilans sem stýra okkur.
Rannsókn Pelhams sýnir að ómeðvitað löðumst við að því sem minnir okkur á okkur sjálf – og það undirstrikar að hið ómeðvitaða sem á sér stað í heilanum hefur mikilvæg áhrif á val okkar í tilverunni.
Stærðin gabbar
Ef stærð heilans væri í réttu hlutfalli við greind myndu fílar slá mönnum við í greindarprófum. Hlutfallsleg heilastærð er heldur ekki marktæk – í slíkum tilvikum myndi silkiapinn slá mönnum við með hlutfallslega heilastærð sem nemur 2,7% á móti 2,0% okkar. Núna er fjöldi heilafrumna í heilaberki talinn skipta sköpum fyrir æðri hugsun. Á þessu sviði höfum við yfirburði gagnvart öðrum dýrategundum. Helsti keppinauturinn, górillan, er einungis hálfdrættingur á við okkur.
Manneskja
Heilafrumur í heilaberki: 16,3 milljarðar Heili: 1.330 grömm
Fíll
Heilafrumur í heilaberki: 5,6 milljarðar Heili: 4.148 grömm
Silkiapi
Heilafrumur í heilaberki: 0,245 milljarðar Heili: 48,2 grömm
Svefngengill drepur tengdamóður sína
Aðfararnótt 24. maí 1987 fór Kanadamaðurinn Kenneth Parks úr rúmi sínu, settist út í bíl sinn og keyrði 23 km til tengdaforeldra sinna sem bjuggu í úthverfi Toronto. Þessi 23 ára gamli maður hafði um langan tíma átt í nokkrum fjárhagserfiðleikum.
Eiginlega hafði hann hugsað sér að ræða þetta við tengdaforeldrana daginn eftir en þarna stóð hann skyndilega fyrir framan hurð þeirra með felgujárn í hönd.
Hann opnaði dyrnar með lykli og reyndi fyrst að kæfa tengdaföður sinn en sló síðan til tengdamóður sinnar með felgujárninu og að lokum banaði hann henni með eldhúshnífi. Alblóðugur keyrði hann síðan til næstu lögreglustöðvar og greindi frá glæpnum.
Í réttinum varði Kenneth Park sig með því að hann myndi ekki neitt frá þessari örlagaríku nótt. Hann hafði alltaf átt gott og náið samband við tengdaforeldra sína og taldi að hann hlyti að hafa gert þetta í svefni.
Meðan Parks var í varðhaldi rannsökuðu svefnsérfræðingar hann og mældu m.a. heilavirknina meðan hann svaf. Mælingarnar sýndu að hann þjáðist af svefntruflunum og hann átti það til að ganga í svefni.
Þessi greining skipti sköpum því rétturinn leit svo á að athafnir hans voru ekki gerðar af fúsum og frjálsum vilja heldur ómeðvitað í svefni og í maí 1988 var Kenneth Parks sýknaður.
Rétt eins og sjúklingar með sundurskorin heilahvel sýnir tilvik Kenneth Parks að andlegur vélbúnaður okkar virðist vera fær um að keyra á sjálfstýringu. Svo virðist sem við séum fær um að gera eitt og annað án þess að það tengist frjálsum vilja.
Samkvæmt dómsúrskuðinum kom fram að Parks vildi síst af öllu gera tengdaforeldrum sínum mein, þótt raunin hafi orðið önnur.
Enn sem komið er ráða vísindamenn ekki yfir réttum tólum til að skera úr um hvort við höfum frjálsan vilja en fjölmargir hafa engu að síður gert tilraun í þá veruna. Einna frægastur þeirra er bandaríski heilasérfræðingurinn Benjamin Libet.
Í röð tilrauna sem voru framkvæmdar upp úr 1980 lét hann þátttakendur hreyfa hönd eða þrýsta á hnapp og merkja við tímann þegar hver og einn tók viðkomandi ákvörðun. Tilraunirnar sýndu að heilar þeirra virtust undirbúa hreyfinguna löngu áður en meðvitundin tók ákvörðun um að hreyfa höndina.
Erum við með frjálsan vilja?
Heilasérfræðingurinn Benjamin Libet bað nemendur sína um að hreyfa höndina þegar þeir vildu og taka eftir því hvar vísirinn var á klukkunni. EEG-mælingar sýndu að heilinn var fær um að bæta aðgerðina um ca. 400 millisekúndur áður en viðkomandi taldi sig hafa tekið ákvörðun um hreyfingu handarinnar.
- 0 millisekúndur
Þátttakendur voru beðnir um að hreyfa höndina þegar þeir vildu.
- 600 millisekúndur
Heilinn tekur að undirbúa hreyfinguna
- 1.000 millisekúndur
Ákvörðun um að hreyfa höndina tekin.
- 1200 millisekúndur
Vöðvinn dregst saman.
Niðurstöður Libets eru umdeildar en sumir fræðimenn, m.a. bandaríski sálfræðingurinn Daniel Wegner, líta á frjálsan vilja sem blekkingu sem heilinn skapar.
Samkvæmt Wegner myndast upplifunin af því að velja eitthvað þá fyrst þegar meðvitundin fær að vita það sem heilinn hefur þegar ákveðið, t.d. að hreyfa höndina. Samkvæmt þessum fræðimönnum er hinn frjálsi vilji einungis eftiráskýring meðvitundarinnar.
Libet túlkaði sjálfur tilraun sína þannig að meðvitundin geti sett undirbúning heilans til hliðar á síðustu stundu þannig að við höfum samt sem áður frjálsan vilja. En spurningin um frjálsan vilja verður á endanum heimspekileg.
Óháð því hvort athöfn er meðvituð eður ei, er frjáls vilji sprottinn úr heila okkar og þar sem sjálfið er óaðskiljanlegt heilanum, er allt það sem við veljum að gera óhjákvæmilega okkar eigið val.
