Tek za 50 godina znat ćemo kako nastaje svijest

Akademik Ivica Kostović, svjetski priznati istraživač mozga, direktor Hrvatskog instituta za istraživanje mozga, sa svojim je istraživačkim timom otkrio da se ne sjećamo ničega iz prve dvije godine života, ali i da rani utjecaji iz okoline mogu promijeniti funkcionalni razvitak mozga.

Tekst: Kata Pranić
Foto: Željko Jelenski

Akademik Ivica Kostović, osnivač Hrvatskog instituta za istraživanje mozga čiji je direktor, znanošću se bavi od 1968. godine, a objavio je 202 rada, mnoge u najprestižnijim svjetskim znanstvenim časopisima. Kostovićevi znanstveni radovi korišteni su u svjetskim  udžbenicima neurologije i pedijatrije, autor je nekoliko knjiga i udžbenika te profesor na Medicinskom fakultetu u Zagrebu. Kostović je sa svojim istraživačkim timom s Instituta otkrio da se ne sjećamo ničega iz prve dvije godine života, ali i da rani utjecaji iz okoline mogu promijeniti funkcionalni razvitak mozga. Objavili su radove o reorganizaciji posebnog sloja moždane kore (subplate zona) koji ima ključnu ulogu u funkciji moždane kore prije nego što se razviju spoznajne funkcije, a bitan je i za oporavak nakon oštećenja mozga.

• Izjavili ste da je sve ono što se dosad doznalo o funkciji ljudskog mozga beznačajno u odnosu na nepoznanice o njegovoj građi i funkciji. Hoće li 21. stoljeće biti označeno kao razotrkivanje tajne mozga?

- Dvadeset prvo stoljeće već je proglašeno Stoljećem uma. Proteklih 20 godina (od kojih su 90. bile Desetljeće mozga) spoznaje o građi i funkciji mozga su se proširile više nego u proteklih 100 godina. To se posebno odnosi na mogućnosti slikovnog prikaza građe i funkcije mozga, uključujući i funkcije sinapsi, genetsku osnovu razvitka mozga, molekularno-biološke osnove velikih neuroloških i duševnih bolesti, kao i funkcije moždane kore. Međutim, pitanja biološke osnove svijesti, biološke osnove ukupnog ponašanja, kao i stvarne naravi poremećaja kod duševnih bolesti, ostaju neriješena.

• U svojim istraživanjima utvrdili ste da se sjećanja iz prve dvije godine života brišu, ali i da se mozak razvija i nakon 18-e godine života. Zašto se to događa ako nerođeno dijete ima razvijene sinapse u hipokampusu, dijelu mozga za pamćenje?

- Za nas je bilo iznenađenje pojava sinapsi u hipokampusu fetusa čovjeka s obzirom da taj dio mozga služi za ulaz svih informacija bitnih za pamćenje. Prva mogućnost je da su sve te sinapse prolazne. Međutim, smatramo da u nerođenog djeteta kao i tijekom prve godine života nisu razvijene kortikalne veze između hipokampusa i asocijativnih područja mozga (čeoni i tjemeni režanj) pa se informacije pohranjuju u neuronske krugove hipokampusa, ali ne i u ostala područja moždane kore.

• Znače li razvijene sinapse u nerođenog djeteta da i ono pamti?
- Proučavanjem osjetnih područja moždane kore pokazalo se da rani utjecaji iz okoline mogu promijeniti funkcionalni razvitak mozga. Stoga nije nelogično očekivati da emocionalno poticajni utjecaji iz okoline mogu promijeniti razvitak emocionalnih područja mozga (tzv. limbički sustav). Bitna odlika mozga jest plastičnost koja je posebno razvijena tijekom razvitka. Ta plastičnost se posebno odnosi na sinapse. Ipak je preuranjeno tvrditi kako bi djelovanje na sinapse u nerođenog djeteta moglo imati posljedice na emocionalni i intelektualni razvitak pojedinca. Naime, prije rođenje sinapse se razvijaju pod strogom genetskom kontrolom što je pokazao prof. Paško Rakić, sa Sveučilišta Yale, pokusima u eksperimentalnih primata (majmuna). Međutim, nakon rođenja utjecaj interakcije s majkom, roditeljima i okolinom ima veliki utjecaj na daljnji razvitak neuronskih krugova i sinapsi.

• Budući da su nova istraživanja mozga dokazala da se mozak razvija do 30-ih godina života, kako se to odražava, primjerice, na urođeni talent?
- Ni jedan neuroznanstvenik ne može biološki definirati talent. Kod talenta je vjerojatno riječ o naslijeđenom ustrojstvu neuronskih krugova mozga i poticaju na njihov razvitak i plastičnost tijekom različitih razdoblja života. Sama činjenica da se mozak razvija do 30-ih godina života pokazuje dokad vanjski utjecaji interakcija i vježbanje sinapsi mogu imati učinak. Istodobno je to razdoblje dokad se intelektualno stvaralaštvo i fizičke vještine mogu temeljiti na plastičnosti mozga.

• S timom znanstvenika s Hrvatskog instituta za istraživanje mozga došli ste do otkrića koja su objavljena u najznačajnijim svjetskim časopisima. O čemu je riječ?
- Naši rezultati u suradnji sa stručnjacima sa sveučilišta Johns Hopkins i Yale pokazali su da se oko 24. tjedna trudnoće uspostavlja veza moždane kore s periferijom preko glavne subkortikalne relejne jezgre u talamusu (najveći dio međumozga). Te rezultate koristio je i Vrhovni sud SAD-a kod Zakona o abortusu, a danas su općenito prihvaćeni i citirani. Ove smo godine u suradnji s prof. Rakićem s Yalea dovršili rad u kojem dokazujemo promjene sinaptičkih trnova na tzv. ‘psihičkim’ neuronima moždane kore i nakon adolescencije. Također smo objavili radove o reorganizaciji posebnog sloja moždane kore (subplate zona) koji ima ključnu ulogu u funkciji moždane kore prije nego se razviju spoznajne funkcije, a bitan je i za oporavak nakon oštećenja mozga.

• Izjavili ste da će znanstvenici tek za 50 godina otkriti kako nastaje svijest? Zašto treba toliko dugo čekati ako se tehnologija nevjerojatno brzo razvija i omogućuje sofisticarnije metode istraživanja?
- Pitanje svijesti nije pitanje nekoliko neuronskih krugova, sinapsi, kemijskih prenosilaca (transmitora) nego je to pitanje sveukupne aktivnosti stotine milijardi živčanih stanica od kojih neke imaju pojedinačno i više od pet tisuća sinapsi, a raspoređene su u cijeloj moždanoj kori i subkortikalnim područjima i povezane su nevjerojatno gustim aksonskim putovima uz stalno paralelno procesiranje. Uz to postoji jedinstvo tijela i mozga koje je bitno za osjećaj svijesti. Proizlazi da je taj ukupni sustav koji je svojstven za čovjeka, ali postoji i djelomično kod drugih primata, nemoguće istražiti i definirati u kratkom razdoblju. Veliki napredak tehnika za prikaz funkcija mozga kod različitih stanja svijesti i svijesti o samom sebi daje nadu da neće trebati proći pedeset godina da se otkrije biološka osnova svijesti. Vodeći svjetski istraživači tvrde da je motorička aktivnost koja prati naše svakodnevne aktivnosti, a posebno motoriku potrebnu za npr. sviranje na klaviru ili violini, jednako složena kao i aktivnost neurona vezanih uz nastanak svijesti. Stoga je i pitanje svjesnog stanja u dometu traženja biološke osnove.

• Hrvatski institut za mozak je među najpoznatijima u svijetu. S kojim svjetskim institutima surađujete, imaju li mladi hrvatski znanstvenici poslovne ponude sa svjetskih sveučilišta i instituta?
- Tu vas moram ispraviti. Hrvatski institut za istraživanje mozga vodeći je samo za neka područja, i to razvitak mozga čovjeka. Trebalo bi još mnogo napora i sredstava da naš institut bude kompetitivan i u drugim područjima neuroznanosti. Naši mladi znanstvenici imaju velike ponude, međutim, ipak ih se oko 50 posto vraća. Nepobitno je da najuspješniji ostaju na inozemnim sveučilištima posebno u SAD-u. Ako mladi znanstvenik ima dodatne motive (kao što su domoljublje i želja da nešto razvije u Hrvatskoj) i ako je spreman na razvijanje novih područja, onda će se možda vratiti. Rezultati tog povratka vidjet će se tek nakon deset i više godina, za što je potrebno imati dugoročne ciljeve. Na neki je način čudno da danas, kada su uvjeti kod nas neizmjerno bolji nego u vrijeme mog povratka, ipak talentirani znanstvenici odlaze u inozemstvo.

• Što je s međunarodnim znanstvenim projektima na kojima radite, kolika je potpora hrvatske države?
- Na Hrvatskom institutu za istraživanje mozga imamo sve moguće projekte koje je pružala hrvatska država, a neki istraživači imaju i manje međunarodne projekte. Međutim, opseg te potpore je premalen da bi se postigli optimalni rezultati. Neki naši vodeći znanstvenici imaju i sto puta manje projekte nego znanstvenici na sličnoj razini karijere na europskim institucijama. Nije dobro upućivati naše znanstvene institucije samo na europske projekte. To posebno vrijedi za projekte izvrsnosti 7. okvirnog programa tzv. IDEAS jer je postotak odobrenih projekata manji od pet posto pa na taj način u Hrvatskoj još nitko nije ni dobio sredstva. 

• Zahvaljujući vašem povratku u Hrvatsku osnovan je Hrvatski institut za istraživanje mozga. Što može motivirati svjetski uspješne hrvatske znanstvenike da se vrate u domovinu?
- U sadašnjim uvjetima uspješni hrvatski znanstvenici teško se vraćaju u domovinu. Ima više razloga, jedan je vrlo mala sredstva za istraživanje, nefleksibilan sustav dobivanja ugovora s institucijama i vrlo male plaće (u usporedbi s plaćama kakve primaju na stranim ustanovama).

• Kakva je pozicija Hrvatske zaklade za znanost? Financira li znanstvene projekte?
- Hrvatska zaklada za znanost u kojoj sam predsjednik Upravnog odbora, nalazi se u prijelomnom trenutku razvitka. Dosad je Zaklada financirala stipendije, suradnju s gospodarstvom i manje projekte uspostave laboratorija. Sada, u skladu novog zakona, Zaklada treba financirati velike projekte po prioritetnim temama i za to nedostaju potrebna sredstva jer su izdvajanja iz proračuna beznačajna. Treba naglasiti da je Zaklada osnovana po uzoru na europske načine financiranja znanosti kao neovisna institucija za potporu projekata putem natjecanja i uz strogu međunarodnu recenziju. Kad se kaže neovisna, misli se na sustav koji nije pod ministarstvom. Uskoro će se vidjeti spremnost Vlade i Sabora da se suoči s potrebom financiranja Zaklade. Prioritetne teme koje treba financirati usklađene su s potrebama gospodarstva i potrebama koje se očekuju u europskom sustavu znanosti.

• Očekujete li da će ulazak Hrvatske u EU poboljšati poziciju znanosti i znanstvenika te otvoriti veće mogućnosti za sudjelovanje u međunarodnim projektima i financijsku potporu?
- Ulazak u EU poboljšat će ulaganja u znanstvenu infrastrukturu, ali neće ništa promijeniti u financiranju znanstvenih projekata. Razlog je jednostavan. Znanstvene institucije u Hrvatskoj su se i dosad mogle natjecati u većini europskih fondova znanosti.