Uvod

Nevroloąke vede so v zadnji petini 20. stoletja doľivele velik napredek in razcvet, ne nazadnje tudi zato, ker so v razvitem svetu politiki spoznali strateąki pomen tega znanja. V mislih imam tako imenovano "Desetletje moľganov", ki ga je za 90-leta oklical ameriąki predsednik George Busch, in podobne akcije v drugih razvitih drľavah. Ena od nam bliľnjih manifestativnih akcij je "Leto moľganov", ki ga je za 1999 oklicala Avstrija. Predvidevati smemo, da se ideje niso domislili politiki sami, ampak so javne akcije le odraz premikov v znanosti nasploh ter nekakąnega "duha časa". V tem kontekstu se, seveda poenostavljeno, o 20. stoletju govori kot o "stoletju genetike". Napovedujejo, da bomo v 21. stoletju do podobne mere spoznali delovanje moľganov.

"Razumeti delovanje moľganov" ąe posebej pomeni razjasniti odnose med duąevnostjo, vedenjem ter moľgani. Seveda izhajamo iz osnovne predpostavke, da so moľgani substrat duąevnosti. Shematizirano pričakovani napredek stroke na tem področju sloni na dveh precej različnih in vsaj doslej tudi precej ločenih pristopih: "od zgoraj" in "od spodaj". Nasproti si stojita psihologija na eni in biologija (oba pojma v nająirąem smislu) na drugi strani.

Zgodovinska opomba

Čeprav so se z motnjami "viąjih ľivčnih funkcij" (kot so npr. motnje govora, spoznavanja) načrtno ukvarjali najprej (ob koncu 19. in začetku 20. stoletja) nevrologi oziroma nevropsihiatri, so gibanje kognitivne znanosti na polovici 20. stoletja zasnovali brez naravoslovcev. Nevrobiologija v kognitivni znanosti dobiva osrednjo vlogo ąele v zadnjem desetletju. Vzroka sta dva. Na eni strani je postalo jasno, da z izključno psiholoąkimi raziskavami na mnoga vpraąanja v raziskavah duąevnosti in vedenja ni moľno odgovoriti; predvsem pa je nevroznanost pridobila in razvila vrsto metod, s katerimi je bilo moľno začeti proučevati odnos med kompleksnejąo ľivčno dejavnostjo in bioloąkim substratom (moľgani).

Uredniki zelo raząirjenega in priznanega učbenika "Principles of Neural Science" Kandel, Schwartz in Jessell (1) v uvodnih besedah zelo jasno navajajo, da je cilj nevroznanosti razumeti duąevnost (mind): kako "zaznavamo, spoznavamo, se gibljemo, razmiąljamo in se spominjamo". Uredniki nadaljujejo, da je verjetno največji izziv moderne znanosti in njen zadnji neraziskan kontinent razumeti bioloąki substrat zavesti in duąevnih procesov. Ob tem nevroznanstveniki predpostavljamo, kot izpostavlja omenjeni učbenik v svojem prvem poglavju, da je vedenje odraz delovanja moľganov, ter da je duąevnost (mind) pravzaprav vrsta funkcij, za katere so odgovorni moľgani. Ti niso odgovorni samo za razmeroma enostavna občutenja ali npr. hojo, ampak tudi za vse kompleksne, čustvene in kognitivne vsebine naąega doľivljanja in vedenja (učenje, miąljenje, koprnenje, pesnenje). Hkrati s tem seveda izhaja, da so tudi motnje vedenja (in doľivljanja) posledica motnje moľganske funkcije.

Terminologija

Pojem biologija se v ąirąem smislu v zadnjem času pogosto enači s pojmom "naravoslovnih znanosti". Vede, ki se kakorkoli nanaąajo na ľivčevje, povzamemo v pojmu "nevrobiologija". Podobno kot slednji izraz, je vzniknil v anglosaąkem svetu tudi njegov sinonim "nevroznanost". Pojem "nevrologija" je včasih zajemal podobno ąiroko področje, danes se uporablja predvsem kot sinonim "klinične nevrologije". Torej klinične vede, ki proučije, diagnosticira, zdravi in rehabilitira bolnike z okvarami ľivčnega sistema. V Sloveniji smo ąe pred nevrobiologijo in nevroznanostjo govorili (kadar smo področje ľeleli zajeti ąirąe) o "nevroloąkih vedah" oziroma "nevroloąkih strokah". Povzamem lahko torej, da razen nevrologije, ki označuje oľjo klinično vedo, ostali izrazi zajemajo zelo ąiroko skupino strok, tako bazičnih kot kliničnih. Proučevanje sega do nivoja genetike in molekularne biologije (nevrokemije, nevrogenetike idr.).

Med nevroloąke stroke uvrąčamo tudi nevropsihologijo, vedo, ki proučuje psihične procese v povezavi z dogajanji na nevroloąkem oziroma nevrofizioloąkem nivoju (2). Kot taka je uveljavljena tako v razvitih evropskih drľavah kot tudi (in predvsem) v ZDA, kjer ima v dodiplomskih ątudijskih programih vidno mesto. Obstajajo tudi močna strokovna zdruľenja, ki bdijo nad podiplomskimi izobraľevalnimi programi in izvajanjem klinične prakse. V teh deľelah je (klinični) nevropsiholog nepogreąljiv v strokovnih skupinah, ki delajo z nevroloąkimi bolniki, bolniki s poąkodbami glave ipd. vseh starostnih dob - od otrok do starostnikov. ®al strokovna usmeritev v Sloveniji organizacijsko in administrativno ąe ni razpoznavna in urejena, čeprav v posameznih kliničnih inątitucijah delujejo posamezni izobraľeni nevropsihologi.

Kognitivna znanost v oľjem pomenu je veda, ki preučuje duąevne procese kot obdelavo informacij. Probleme najprej teoretično razčleni, jih predstavi in preizkusi z modeliranjem, nato hipoteze in modele preverja eksperimentalno. Izraz "kognitivna" se uporablja predvsem v označitvi kognitivne psihologije in kognitivne nevropsihologije, s čimer ločimo ti dve vedi od drugih "ne-kognitivnih" usmeritev. V ąirąem pomenu izraz "kognitivna znanost" mnogim pomeni zelo ąiroko (krovno) področje, ki zajema prav vse vede, ki se kakorkoli ukvarjajo s problemi spoznavanja, presojanja, miąljenja, zavesti pa tudi čustev in vedenja (od filozofije prek nevrobioloąkih do tehničnih strok).

Pojem kognitivne nevroznanosti poimenuje naravoslovni del kognitivne znanosti. Ustrezneje bi jo lahko imenovali "znanost moľganov in vedénja". Pojem je po nekaterih podatkih uvedel Gazzaniga v osemdesetih letih, vendar danes nima enoznačne razločevalne definicije. Obstaja ąe veliko drugih, večinoma starejąih nazivov za (etablirane) vede, ki posegajo v isto področje (3). Izraz kognitivna nevroznanost se uporablja različno, zajema pa tako ąiroko polje, da skoraj nujno prihaja do nejasnosti glede zamejitve vede, ki bi jo naj označeval. Obenem je dovolj nov, da ni jasno sprejetih razmejitev niti določljivega "hierarhičnega odnosa" do strok (predvsem v okviru psihologije in medicine), ki se tradicionalno ukvarjajo s problematiko povezav med duąevnostjo in moľgani. Sam bi predlagal "odprto" pojmovanje kognitivne nevroznanosti, kot se uveljavlja v anglosaąki strokovni literaturi. Področje po tej "odprti definiciji" vključuje vse vede, ki raziskujejo duąevnost oziroma njihov bioloąki substrat s poudarkom na razčiąčevanju odnosov med njimi.

Izraz "kognitivno" glede na osnovni pomen besede pravzaprav ne pokriva tako ąirokega področja. (Terminoloąki problem, da se določen izraz uporablja etimoloąko "neustrezno" ... pač "pars pro toto", ni nov.) Pomen zajema različne zorne kote proučevanja duąevnosti in moľganov, tako spoznavne kot tudi čustvene ipd. Kognitivno nevroznanost bi torej lahko označili tudi kot "nevrobiologijo duąevnih procesov".

©iroka in "odprta" opredeljenost "kognitivni nevroznanosti" omogoča preseganje okvirjev, ki nujno zamejujejo etablirane vede. Slednje so v svojem zgodovinskem razvoju veliko prispevale k razvoju področja, vendarle pokrivajo le del "celote".

Raziskave v kognitivni nevroznanosti

Na konceptualni ravni lahko rečemo, da je ambicija kognitivne nevroznanosti, da zbriąe meje med psihologijo in naravoslovjem, torej vedami, ki so bile ąe nedavno povsem ali vsaj precej ločene. Te vede namreč zdruľuje v novi paradigmi raziskav, ki ne potekajo več "vzporedno", ampak integrirano (4). Lahko bi celo rekli, da je kognitivna nevroznanost začela obstajati tedaj, ko se ni več strogo metodoloąko ločevalo med ozko usmerjenimi bioloąkimi ątudijami (ľivčnih celic, moľganov) na eni strani in povsem psiholoąko usmerjenih ątudij opredeljevanja in razčlenjevanja posamičnih duąevnih funkcij na drugi strani. Polji sta se "zdruľili" v ątudijah, pri katerih se hipoteze, izhajajoče iz psiholoąkih dognanj, preverjajo v bioloąkih preizkusih, ki pa sčasoma odstrinjajo tudi vse večje podrobnosti bioloąke dimenzije duąevnih procesov (3).

Kognitivna nevroznanost namerava razjasniti bioloąko podlago zavesti in drugih duąevnih pojavov in dogajanj. Pod "bioloąko podlago" je potrebno razumeti vsa dejstva, tja do najmanjąih fizikalnih podrobnosti; to bo (če bo?) lahko razjasnil le skladen razvoj zelo ąirokega spektra naravoslovnih ved. Pod "duąevnimi procesi" razumem odprt spisek funkcij, stanj, zmoľnosti, ki jih opiąemo kot zaznavo, predstavljanje, pozornost, spomin, z izrazi, ki jih sicer uporablja tako imenovana "ljudska" psihologija. Doslej je znanstveno najbolj podrobno razčlenila duąevne procese na "podenote" kognitivna psihologija, ki uporablja lastno terminologijo, npr. "supervizijski pozornostni sistem" ipd. Prav teoretična izhodiąča kognitivne psihologije so zelo dragocena pri zasnovi ustreznih naravoslovnih eksperimentov. S pomočjo novih metod so reąili ľe nekaj vpraąanj, na katere izključno s psiholoąkimi eksperimentalnimi metodami ni bilo mogoče odgovoriti, vendar je bilo sama vpraąanja moľno zastaviti predvsem izhajajoč iz teoretičnih predpostavk kognitivne psihologije. 

Anonimna risba iz 15. stoletja prikazuje teorijo o moľganih na podlagi Aristotelovih pogledov. Čutila za tip in okus so povezana s srcem. V moľganih so v posameznih okvirjih ali "moľganskih celicah" navedene funkcije kot so spomin ali fantazija.

Moľgani so zelo kompleksna funkcijska struktura, zato se je potrebno zavedati, da jih lahko raziskujemo na zelo različne načine in na zelo različnih "nivojih", od nivoja makroanatomskih raziskav do molekularne biologije, biokemije in biofizike, odvisno od izdelanih metod. Tu bom omenil le osrednje eksperimentalne pristope, ki so doslej najbolj razprli področje za nadaljnje poglobljene ątudije:

1. Klinično-patoloąke raziskave v nevrologiji ("nevrologiji vedénja") in nevropsihologiji so s poglobljenimi opisi vedenja bolnikov in analizami njihovih moľganov (s specifičnimi okvarami) najprej razkrile moľganski substrat določenih definiranih "viąjih ľivčnih dejavnosti". (Tako so npr. določili zamejene predele moľganskih polobel, ki sodelujejo pri razumevanju in produkciji govora) (5, 6).
2. ©tudije aktivnosti posamičnih ľivčnih celic v moľganih (opic - primatov) pri določenih enostavnejąih duąevnih procesih (npr. pri zaznavanju, pa tudi pri kompleksnejąih procesih kot npr. pozornost, odločanje, kratkoročni spomin) so pokazale, da je moľno tudi "viąje ľivčne dejavnosti" spremljati vse do nivoja posamezne ľivčne celice (1).
3. Uporaba modernih slikovnih in elektrofizioloąkih metod je končno omogočila, da tudi pri ľivem in celo zdravem človeku analiziramo kje (in kdaj) se v moľganih spreminja njihova aktivnost v povezavi z določeno "duąevno" dejavnostjo. Metode, ki pokaľejo "delovanje moľganov", delimo na:
1. metode ki pokaľejo (strukturno) razporejenost presnove moľganov (funkcijske slikovne metode: pozitronska emisijska tomografija, funkcijska magnetno resonančna tomografija),
2. metode, ki zelo natančno odraľajo časovni potek moľganske električne aktivnosti (elektrofizioloąke metode: elektroencefalografija, metode izvabljenih potencialov, magnetoencefalografija) (7).

V 80-ih in 90-ih letih so rezultati na podlagi raziskav, ki so uporabile funkcijske slikovne metode moľganov, omogočili enega najbolj fascinantnih konceptualnih prodorov iz oľjih raziskovalnih krogov v ąirąo zavest izobraľene javnosti. Gre za spoznanje, da je pri normalno funkcionirajočem ľivem človeku moľno prikazati, da se točno določeni predeli njegovih moľganov specifično in ponovljivo aktivirajo, kadar se subjekt "ukvarja" z določeno duąevno dejavnostjo (npr. s predstavljanjem lika "v mislih") (7). S tem so se v osnovi potrdile - čeprav ľe v marsičem tudi dopolnile in presegle - predhodne teze o "lokalizaciji" viąjih ľivčnih dejavnosti v moľganih. Pri tem velja opozoriti na dandanes prevladujoč koncept "lokalizacije" duąevnih procesov v moľganih: čim gre za kompleksnejąe funkcije, je njihov moľanski substrat hkrati "lokaliziran" kot tudi "razporejen" na ątevilne moľganske predele; funkcija sloni na sinhronizirani interakciji več (definiranih) moľganskih predelov (5).

Z najmodernejąimi postopki, npr. s kombinacijo slikovnih in elektrofizioloąkih metod, skuąajo pokazati ne samo natančno lokalizacijo "funkcije" v moľganih, ampak tudi časovni potek aktivacije posamičnih moľganskih predelov. Za doslej največ uporabljeno metodo - pozitronsko emisijsko tomografijo - je veljalo, da razmeroma dobro pokaľe "aktivni predel", vendar je prepočasna za časovno definiranje procesov, ki se seveda odvijajo v moľganih zelo hitro (spremembe merimo v desetinah milisekund). Elektroencefalorafske in magnetoencefalografske metode so odlične za časovno opredelitev procesov, vendar slabąe v njihovi lokalizaciji (7). Sedaj potekajoče raziskave s funkcijsko magnetno resonančno tomografijo so ľe dosegle časovno ločljivost velikostnega razreda sekund (ta časovni "zastoj" med predvidenim dejanskim moľganskim procesom in moľnostjo njegove odslikave temelji predvsem na dejstvu, da gre za sklepanje na podlagi analize krvnega obtoka moľganov) (8). Vendar vrtoglav razvoj metod (trenutno poskus uporabe vedno "zmogljivejąih" aparatov za magnetno resonančno tomografijo, pa tudi razvoj metod, ki temeljijo na povsem novih principih) obeta, da bomo doľiveli tudi na tem področju ąe nadaljnja presenečenja. Seveda smo pri vsem tem raziskovanju ąele v "makroanatomski" dimenziji.

Kot cilj kognitivne nevroznanosti smo navedli razjasnitev bioloąke podlage duąevnih procesov. Zdi se, da je veliko nevroznanstvenikov optimističnih, da bo ta cilj enkrat doseľen. Osrednja ali prevladujoča hipoteza kognitivne nevroznanosti na podlagi zgornjih izsledko meni, da duąevne procese v celoti lahko razumemo na podlagi procesov, ki se dogajajo na reprezentacijskih strukturah (1). Ali dosledno napredovanje po poti tega pristopa res obeta dokončno razjasnitev razmerja med telesom in duąo (oziroma med duąevnim in fizičnim) in ali je to ločnico sploh moľno preseči - o tem so mnenja deljena. Predvsem je treba poudariti, da s tem razmiąljanjem ľe prestopamo mejo kognitivne nevroznanosti. Tu se vključujejo druge vede (filozofija, računalniąko modeliranje idr.) s ąirąega področja kognitivne znanosti. Tudi pri reąevanju na videz naravoslovanih problemov ne gre prezreti pomena povsem teoretskih pristopov (npr. filozofije). Pomagajo razčiąčevati pojme in postavljati prava vpraąanja. Tudi filozofi pa opozarjajo, da je zelo pomembno, da so teorije nevroloąko verodostojne (9).

Z besednjakom "lahkih" in "teľkih" problemov v kognitivni znanosti bi morda lahko poenostavljeno opredelili, da se kognitivna nevroznanost vsaj zaenkrat ukvarja z "lahkimi" problemi. Poskuąa čim bolj natančno opredeliti bioloąki substrat dobro definiranih duąevnih procesov. Področje "teľkih" vpraąanj (ali sta telo in duąa eno in isto, kakąno je razmerje med fizičnimi in mentalnimi fenomeni) - čeprav ne zgolj izključno teh! - je področje (vsaj zaenkrat ąe) teoretskih pristopov kognitivne znanosti. Pri teh vpraąanjih smo kognitivni nevroznanstveniki - kot sem jih definiral v tem sestavku - le "eden od sogovornikov".

Zaključek

Znanje o (sicer nekoliko grobi oziroma poenostavljeni) lokalizaciji "viąjih ľivčnih funkcij" (kakor npr. govor, orientacija v prostoru ipd.) je najprej iząlo iz medicinskih ątudij pacientov ob koncu prejąnjega in začetku tega stoletja. Večjo pozornost povezavam moľganske funkcije, vedenju in duąevnosti posvečamo v kliničnih vedah ponovno ąele v zadnjih desetletjih. Poleg zelo razvejanih in odmevnih raziskav bi lahko rekli, da ima področje tudi svojo aplikativno dimenzijo. O tem priča razvoj in ąirjenje nevropsihologije in tako imenovane "nevrologije vedénja" ter "nove" nevropsihiatrije. V teh področjih se udejstvujejo strokovnjaki, ki primarno izhajajo bodisi iz vrst zdravnikov, bodisi psihologov. Najbolj jasno je oblikovano klinično področje nevropsihologije, ki ima v večini razvitih drľav jasno določene izobraľevalne programe (10). Ima tudi močno mednarodno strokovno organizacijo; od nedavnega je stroka organizirana v formalnem zdruľenju tudi pri nas (Zdruľenje za nevropsihologijo in kognitivno nevrologijo).

Nekaj raziskav kognitivne nevroznanosti (v ąirąem smislu) "se dogaja" tudi v Sloveniji (11).

Na raziskovalnem področju sicer ni eksplicitno (posebej razpoznavno) zastopana, posamezni projekti (ali deli projektov) pa imajo teme, ki bi jih lahko uvrstili kot "kognitivno nevroznanstvene". Kakąnih posebnih zadrľkov, da bi se znotraj raziskovalne sfere začelo bolj načrtno raziskovati na tem področju ni. Seveda pa je dejstvo, da upoątevanje "tehničnih" omejitev pomeni, da sedaj posebej aktualnih raziskav s pomočjo funkcijskih slikovnih metod ąe ne moremo načrtovati, saj v Sloveniji nimamo ustrezne opreme.

Seznam literature:

1. Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM. Essentials of neural science and behavior. Prentice Hall International, 1995.
2. Mlakar J. V desetletju moľganov. Interni časopis Kliničnega centra Ljubljana. 9, september 1995; 18-19.
3. Gazzaniga MS. The cognitive neurosciences. London, A Bradford book, The mit press Cambridge, Massachusetts, 1994.
4. Friston KJ, Frith CD, Liddle PF, Frackowiak RSJ. Investigating a network model of word generation with positron emission tomography. Proc. R. Soc. Lond. B, 1991, 244, 101-106
5. Voduąek DB. Viąja ľivčna dejavnost. Med razgl 1992; 31: 369-400.
6. Jensterle J, Kobal M., Mlakar J. Nevropsiholoąko ocenjevanje bolnikov z moľganskimi okvarami. Zdrav vestn 1992; 61: 341-5.
7. Posner MI, Raichle ME. Images of mind. New York, Scientific American Library, 1994.
8. Owen AM. Tuning in to the temporal dynamics of brain activation using functional magnetic resonance imaging (fMRI). Trends in Cognitive Sciences, 1997, Vol. 1, No. 4, 123-125.
9. Markič O. Nevroloąka verodostojnost in kognitivne teorije. Časopis za kritiko znanosti, domiąljijo in novo antropologijo, 1998. Letnik XXVI, ąt. 188: 209-15.
10. Benson A. Clinical Neuropsychology: 1960-1990. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology. 1992, Vol. 14, No. 3, pp. 407-417.
11. Voduąek DB. Kognitivna nevroznanost v svetu in Sloveniji. Časopis za kritiko znanosti, domiąljijo in novo antropologijo, 1998. Letnik XXVI, ąt. 188: 217-24.

	prejąnji članek	naslednji članek