Πολλά από τα πράγματα που δεν μπορούμε να κατανοήσουμε σχετικά με την ανθρώπινη ύπαρξη, βρίσκονται κυριολεκτικά «στο κεφάλι μας». Ο εγκέφαλος είναι ένα πολύπλοκο όργανο, όπως είναι και τα ίδια τα ερωτήματα για τη ζωή και το θάνατο, τη συνείδηση, τον ύπνο, και πολλά άλλα.
Ωστόσο, τα πιο συνηθισμένα θέματα που απασχολούν τους επιστήμονες, σχετικά με τον τρόπο λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου, μπορούν να ταξινομηθούν στις εξής κατηγορίες.
Συνείδηση
Όταν ξυπνάμε το πρωί, μπορεί να αντιλαμβανόμαστε ότι ο ήλιος βγήκε, ακούμε μερικά πουλιά να κελαηδούν και ίσως ακόμη και να αισθανόμαστε τον φρέσκο πρωινό αέρα το πρωί στο πρόσωπό μας. Με άλλα λόγια, έχουμε συνείδηση. Αυτό το περίπλοκο θέμα μαστίζει την επιστημονική κοινότητα από την αρχαιότητα. Μόνο πρόσφατα όμως, οι νευροεπιστήμονες θεώρησαν τη συνείδηση ως ρεαλιστικό θέμα έρευνας. Το μεγαλύτερο αίνιγμα σε αυτόν τον τομέα έγκειται στο να εξηγήσει πώς οι διαδικασίες στον εγκέφαλο οδηγούν σε υποκειμενικές εμπειρίες. Μέχρι στιγμής, όμως, οι επιστήμονες έχουν καταφέρει να αναπτύξουν μόνο μια μεγάλη λίστα από αναπάντητα ερωτήματα.
Βαθειά κατάψυξη
Το να ζει κανείς για πάντα δεν μπορεί να γίνει πραγματικότητα. Αλλά ένα πρωτοποριακό πεδίο που ονομάζεται κρυογονική θα μπορούσε να δώσει σε κάποιους ανθρώπους δύο ζωές με κέντρα κρυγονικής όπως το Alcor Life Extension Foundation στην Αριζόνα. Η ιδέα είναι ότι ένα άτομο που πεθαίνει από μία ανίατη ασθένεια σήμερα θα μπορούσε να αποψυχθεί και να αναζωογονηθεί στο μέλλον όταν θα έχει βρεθεί θεραπεία για τη νόσο. Το σώμα του αείμνηστου θρύλου του μπέιζμπολ Τεντ Γουίλιαμς είναι αποθηκευμένο σε έναν από τους καταψύκτες Αζώτου στο Alcor του. Οπως και τα άλλα ανθρώπινα σώματα που βρίσκονται εκεί, ο Γουίλιαμς είναι τοποθετημένος με το κεφάλι προς τα κάτω. Με αυτόν τον τρόπο, αν υπάρξει ποτέ μια διαρροή στη δεξαμενή, ο εγκέφαλος θα παραμείνει βυθισμένος στο ψυχρό υγρό. Ωστόσο μέχρι σήμερα δεν έχει αποψυχθεί κανένα σώμα, γιατί δεν υπάρχει η κατάλληλη τεχνολογία και αν κατά τη διαδικασία απόψυξης δεν επιτευχθεί η σωστή θερμοκρασία τότε το σώμα κυριολεκτικά θα «εκραγεί» σαν κομμάτι πάγου. Ωστόσο το πώς μπορεί να επανέλθει ο εγκέφαλος από μία τέτοια διαδικασία και σε τι κατάσταση θα βρίσκεται αποτελεί ένα μεγάλο μυστήριο.
Φύση εναντίον φροντίδας
Στη μακρόχρονη μάχη του κατά πόσον οι σκέψεις και οι προσωπικότητές μας ελέγχονται από τα γονίδια ή από το περιβάλλον, οι επιστήμονες βρήκαν ενός πειστική απόδειξη ότι θα μπορούσε να είναι ένα ή και τα δύο. Η δυνατότητα να μελετήσουν μεμονωμένα γονίδια για ανθρώπινα χαρακτηριστικά στα οποία έχουμε λίγο τον έλεγχο, όπως η πίεση ή η ανατροφή έχει αποδειχθεί σε μεγάλο βαθμό ότι επηρεάζουν το ποιοι είμαστε και τι κάνουμε.
Εγκεφαλική διέγερση
Το γέλιο είναι μία από τις λιγότερο κατανοητές ανθρώπινες συμπεριφορές. Οι επιστήμονες έχουν διαπιστώσει ότι κατά τη διάρκεια του γέλιου τρία μέρη του εγκεφάλου ανάβουν: Ένα μέρος σκέψης που σας βοηθά να πιάσετε το αστείο, μια περιοχή κίνησης που υποδεικνύει στους μυς σας πώς να κινηθούν και μια συναισθηματική περιοχή που προκαλεί το αίσθημα «ζάλης». Αλλά παραμένει ακόμη άγνωστο γιατί ένα άτομο γελάει με τα ανόστα αστεία, ενώ ένα άλλο βλέποντας μια ταινία τρόμου.
Ταινία αναμνήσεων
Μερικές εμπειρίες είναι δύσκολο να τις ξεχάσουμε, όπως το πρώτο φιλί. Αλλά πώς μπορεί ένα άτομο να κρατήσει αυτές τις προσωπικές στιγμές; Χρησιμοποιώντας τεχνικές απεικόνισης του εγκεφάλου, οι επιστήμονες ξετυλίγουν τον μηχανισμό που ευθύνεται για τη δημιουργία και την αποθήκευση των αναμνήσεων. Βρίσκουν ότι ο ιππόκαμπος του εγκεφάλου, θα μπορούσε να λειτουργήσει ως ένα κουτί μνήμης. Αλλά αυτή η περιοχή αποθήκευσης δεν κάνει διακρίσεις. Αποδεικνύεται ότι τόσο αληθινές όσο και ψευδείς αναμνήσεις ενεργοποιούν παρόμοιες περιοχές του εγκεφάλου.
Μυαλό Ρολόι
Στον υποθάλαμο του εγκεφάλου, το βιολογικό ρολόι, προγραμματίζει το σώμα να ακολουθήσει ένα 24ωρο ρυθμό. Η πιο εμφανής επίδραση του κιρκαδικού ρυθμού είναι ο κύκλος ύπνου-εγρήγορσης, η πέψη, η θερμοκρασία του σώματος, η ρύθμιση της αρτηριακής πίεσης και η παραγωγή ορμονών. Οι ερευνητές έχουν διαπιστώσει ότι η ένταση του φωτός μπορεί να προσαρμόσει το ρολόι προς τα εμπρός ή προς τα πίσω ρυθμίζοντας την ορμόνη μελατονίνη. Ωστόσο είναι ακόμα υπό συζήτηση το κατά πόσον ή όχι συμπληρώματα μελατονίνης θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην πρόληψη του jet lag στα υπερατλαντικά ταξίδια.
Μέλος φάντασμα
Υπολογίζεται ότι περίπου το 80% των ακρωτηριασμένων βιώνουν αισθήσεις που περιλαμβάνουν θερμότητα, φαγούρα, πίεση και πόνο και που προέρχονται από το μέλος που λείπει. Οι άνθρωποι που βιώνουν αυτό το φαινόμενο, γνωστό ως «μέλος φάντασμα», νιώθουν σαν το μέλος που λείπει να είναι ακόμα μέρος του σώματός τους. Μία εξήγηση λέει ότι τα νεύρα στην περιοχή όπου το άκρο κομμένο δημιουργούν νέες συνδέσεις με τον νωτιαίο μυελό και συνεχίζουν να στέλνουν σήματα στον εγκέφαλο, σαν το μέλος που λείπει να είναι ακόμα εκεί. Μία άλλη πιθανή εξήγηση είναι ότι ο εγκέφαλος έχει ένα συγκεκριμένο σχέδιο που λειτουργεί σαν ο οργανισμός να είναι εντελώς άθικτος, που σημαίνει ότι κατέχει ένα σχεδιάγραμμα του σώματος με όλα τα μέρη που επισυνάπτονται.
Υπνος και σιέστα
Οι φρουτόμυγες το κάνουν, οι τίγρεις το κάνουν και οι άνθρωποι δεν φαίνεται να μπορούν να αντισταθούν. Η στιγμή που κλείνει κάποιος τα μάτια, είναι τόσο ζωτικής σημασίας, που ξοδεύουμε περισσότερο από το ένα τέταρτο της ζωής μας σε αυτό. Ωστόσο, οι βαθύτεροι λόγοι του ύπνου εξακολουθούν να αποτελούν μυστήριο. Ένα πράγμα που οι επιστήμονες ξέρουν είναι ότι ο ύπνος είναι ζωτικής σημασίας για την επιβίωση των θηλαστικών. Παρατεταμένες περίοδοι αϋπνίας μπορούν να οδηγήσουν σε ζαλάδες, ψευδαισθήσεις και σε ακραίες περιπτώσεις, θάνατο. Υπάρχουν δύο καταστάσεις του ύπνου – η μη ταχεία κίνηση των ματιών (Non Rapid Eye Movement - NREM), κατά την οποία ο εγκέφαλος παρουσιάζει χαμηλή μεταβολική δραστηριότητα και η ταχεία κίνηση των ματιών (Rapid Eye Movement - REM), κατά την οποία ο εγκέφαλος εμφανίζει μεγάλη δραστηριότητα. Ορισμένοι επιστήμονες θεωρούν ότι ο NREM ύπνος δίνει στο σώμα σας ένα διάλειμμα, και με τη σειρά του εξοικονομεί ενέργεια, παρόμοια με τη χειμερία νάρκη. Από την άλλη, ο REM ύπνος θα μπορούσε να βοηθήσει στην οργάνωση των αναμνήσεων. Ωστόσο, αυτή η ιδέα δεν έχει αποδειχθεί, και τα όνειρα κατά τη διάρκεια του ύπνου REM δεν συσχετίζονται πάντα με αναμνήσεις.
Ονειρα
Εάν ρωτήσετε 10 ανθρώπους από τι είναι φτιαγμένα τα όνειρα τους, πιθανότατα θα πάρετε 10 διαφορετικές απαντήσεις. Αυτό συμβαίνει επειδή οι επιστήμονες ακόμα προσπαθούν να λύσουν αυτό το μυστήριο. Μία πιθανότητα είναι ότι τα όνειρα εξασκούν το νου ενεργοποιώντας συνάψεις μεταξύ των νευρικών κυττάρων του εγκεφάλου. Μια άλλη θεωρία είναι ότι οι άνθρωποι ονειρεύονται για στόχους και αισθήματα που δεν είχαν την ευκαιρία να βιώσουν κατά τη διάρκεια της ημέρας και ότι η διαδικασία μπορεί να βοηθήσει στη στερεοποίηση των σκέψεων και των αναμνήσεων. Σε γενικές γραμμές, οι επιστήμονες συμφωνούν ότι τα όνειρα συμβαίνουν κατά τη διάρκεια του βαθύτερου ύπνου σας, που συγκαταλέγεται στο στάδιο REM που προαναφέραμε.