Οι άνθρωποι λατρεύουν την απλότητα. Με κάθε δεκαετία που περνά, τα μότο του μάρκετινγκ γίνονται όλο και πιο μινιμαλιστικά, τα ποπ τραγούδια χρησιμοποιούν ακόμα πιο απλές μελωδίες, και οι καλές τέχνες δίνουν χώρο σε απλούστερες συνθέσεις, καθώς ο Μονέ δίνει τη θέση του στον Πικάσο και ο Πικάσο στον Rothko.
Αυτή η τάση που συνοψίζεται στη φράση «η απλότητα είναι η καλύτερη επιλογή» διαμορφώνει τις αντιλήψεις μας για το ανθρώπινο σώμα με ενδιαφέροντες τρόπους. Ο ρυθμός της καρδιάς συχνά γιορτάζεται ως ο όμορφα απλούστερος ρυθμός της φύσης. Κι όμως, ο πολύ απλός χτύπος της καρδιάς μπορεί να αποτελεί και σημάδι προβλήματος υγείας.
Advertisment
Ίσως η καρδιά να αποτελεί εξαίρεση, θα πει κανείς. Αλλά αν στρέψουμε το βλέμμα μας από την καρδιολογία στη νευρολογία, οι επιληπτικές κρίσεις εμφανίζονται στον εγκέφαλο ως μια υψηλά οργανωμένη ηλεκτρική δραστηριότητα σε αντίθεση με τα χαοτικά ηλεκτρικά μοτίβα ενός υγιούς εγκεφάλου. Συνεχίζοντας στην ψυχιατρική, νέες έρευνες δείχνουν ότι τα άτομα με αυτισμό διαθέτουν πολλά αυστηρά μοτίβα ομιλίας σε σύγκριση με τα υγιή.
Η ζωή είναι περίπλοκη, αλλά γιατί η πολυπλοκότητα είναι υγιής – και γιατί η τάξη συνιστά παθολογία στον εγκέφαλο; Μία έννοια που ονομάζεται αυτο-οργανωμένη κρισιμότητα (SOC), περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1987 από τους φυσικούς Per Bak, Chao Tang και Kurt Wiesenfeld από το Εθνικό Εργαστήριο στη Νέα Υόρκη και θα μας βοηθήσει να καταλάβουμε. Για να κατανοήσετε τι σημαίνει, φανταστείτε έναν λόφο άμμου στην παραλία.
Αν προσθέτουμε άμμο στο λόφο μέχρι η πλαγιά να γίνει αρκετά απότομη για να αντέξει περισσότερη άμμο, ξεκινά η κατολίσθηση, που κυμαίνεται από λίγους κόκκους μέχρι μια μεγάλη ποσότητα του λόφου.
Advertisment
Αυτές οι κατολισθήσεις συμβαίνουν μέσω μια αργής διαδικασίας (την προσθήκη άμμου) που συσσωρεύει ενέργεια και μέσω μιας γρήγορης διαδικασίας (τη δύναμη της βαρύτητας) που διασκορπίζει ενέργεια. Η αστάθεια του αμμόλοφου αποτελεί μια περίπλοκη κατάσταση που είναι γνωστή ως κρισιμότητα. Όσο για την περίπλοκη εγκεφαλική δραστηριότητα, οι κατολισθήσεις υπάρχουν σε όλες τις χωρικές και χρονικές κλίμακες και δεν μπορούν να κατανοηθούν απλά και μόνο μελετώντας τα συστατικά μέρη του συστήματος.
Όπως και ο αμμόλοφος, έτσι και ο εγκέφαλος λειτουργεί στην άκρη αυτής της κρισιμότητας. Και αν και οι κατολισθήσεις του αμμόλοφου δεν επεξεργάζονται πληροφορίες με κανένα ουσιαστικό τρόπο, οι νευρωνικές κατολισθήσεις οι διαδοχικές περίπλοκες εγκεφαλικές δραστηριότητες που έχουν περιγραφεί από τόσους επιστήμονες – μπορεί να είναι ζωτικής σημασίας για έναν εγκέφαλο που μεταβαίνει γρήγορα ανάμεσα σε γνωστικές πληροφορίες και κινητικές εντολές και πράξεις.
Με άλλα λόγια, σε ένα ζωντανό σύστημα όπως ο εγκέφαλος, το SOC δεν είναι μια διαταραχή αλλά περισσότερο ένας μηχανισμός μεταφοράς γρήγορων υπολογισμών, όχι πολύ διαφορετικός από την αυτο-οργανωμένη συμπεριφορά των αγορών που με ιλιγγιώδεις ρυθμούς «καθορίζουν» τιμές. Για τον εγκέφαλο, η απώλεια της κρισιμότητας – και συνεπώς της περίπλοκης συμπεριφοράς – είναι παθολογική.
Δεν αποτελεί έκπληξη λοιπόν το γεγονός ότι η περίπλοκη συμπεριφορά που παρατηρείται στην ηλεκτρική εγκεφαλική δραστηριότητα μπορεί να εξυπηρετεί ως ένας χρήσιμος βιοδείκτης ή προβλεπτικός παράγοντας εμφάνισης κάποιας πάθησης. Αυτό φυσικά δεν σημαίνει ότι ένα τρελό, ασταθές εγκεφαλικό σήμα είναι υγιές.
Ένας χρήσιμος ορισμός της πολυπλοκότητας είναι η ισορροπία ανάμεσα στις αντιτιθέμενες τάσεις όπως η τάξη και η αταξία, η σταθερότητα και η αστάθεια. Χρησιμοποιώντας μαθηματικά εργαλεία που ποσοτικοποιούν την πολυπλοκότητα, οι ερευνητές σπουδαίων πανεπιστημίων σε όλο τον κόσμο έχουν ήδη εντοπίσει πιθανούς βιοδείκτες ψυχιατρικών διαταραχών, όπως ο αυτισμός και η σχιζοφρένεια.
Αν και η αυτο-οργανωμένη κρισιμότητα είναι ένας πολύ αφηρημένος μηχανισμός για να εξηγήσουμε την περίπλοκη συμπεριφορά, μία πιο πλήρης εξήγηση για την νευρωνική πολυπλοκότητα μπορεί να εντοπιστεί στη φυσική αρχιτεκτονική των εγκεφαλικών δικτύων. Φανταστείτε τις ανατομικές εγκεφαλικές περιοχές σαν φίλους στο Facebook που συνδέονται μέσω ανατομικών ινών. Όπως και στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης, οι εγκεφαλικές περιοχές διαμορφώνουν πυκνά αλληλοσυνδεόμενες κλίκες, μίνι δίκτυα που βρίσκονται ενσωματωμένα σε μεγαλύτερα δίκτυα.
Αυτές οι κλίκες είναι συχνά μέρος μεγαλύτερων κλικών. Στο Facebook, οι κοντινότεροι φίλοι σας είναι μέρος μιας μεγαλύτερης συλλογής φίλων, που με τη σειρά της είναι κι αυτή μέρος μιας μεγαλύτερης κοινότητας, όπως μιας πόλης ή ενός πανεπιστημίου. Τόσο στα κοινωνικά δίκτυα, όσο και στον εγκέφαλο, υπάρχουν περίπλοκες αλληλεπιδράσεις ανάμεσα σε μέρη που γεννούν φαινόμενα σε κάθε επίπεδο. Και τα δύο μοιάζουν κατά κάποιο τρόπο σαν μια αποικία μυρμηγκιών: οργανωμένες δραστηριότητες συμβαίνουν σε όλα τα επίπεδα και τους χώρους και δεν μπορούμε ταυτόχρονα να παρατηρήσουμε την αποικία.
Αν και δεν είναι ξεκάθαρο ακριβώς ποιοι μηχανισμοί είναι αυτοί που συνδέουν την νευρωνική περιπλοκότητα με την υγιή συμπεριφορά, η διατήρηση της πολυπλοκότητας στη ζωή είναι σημαντική. Όσο σημαντική είναι και η κατανόησή της για τη μελέτη διαταραχών όπως ο αυτισμός, η επιληψία και η σχιζοφρένεια.
Η μελέτη και αποκωδικοποίηση της πολυπλοκότητας της εγκεφαλικής δραστηριότητας θα μπορούσε σύντομα να μας βοηθήσει να προβλέψουμε ποια βρέφη θα αναπτύξουν αυτισμό και πώς τα άτομα με σχιζοφρένεια θα ανταποκριθούν στη φαρμακευτική αγωγή. Όπως έχει πει και ο φυσικός Emerson Pugh: «Αν ο εγκέφαλός μας ήταν αρκετά απλός για να τον καταλάβουμε, δεν θα το καταφέρναμε».
Joel Frohlich
