Płat czołowy mózgu – tam mieszka nasze "ja"

Płat czołowy to najmłodsza ewolucyjnie część naszego mózgu. Odpowiada za wyższe funkcje poznawcze, takie jak świadome planowanie, podejmowanie decyzji, kontrola impulsów, a także za samoświadomość. Według badań to w tej części mózgu kształtuje się nasze poczucie tożsamości, unikalność - tam mieszka nasze "ja".

Adobe

Jeszcze w XIX i na początku XX wieku, naukowcy uważali płat czołowy za obszar mało istotny dla funkcjonowania umysłu. Wczesne badania anatomiczne i obserwacje pacjentów nie wskazywały na wyraźne zaburzenia ruchowe czy sensoryczne po jego uszkodzeniu, dlatego sądzono, że nie pełni on żadnej konkretnej funkcji — że po prostu „jest”, ale niewiele robi.

Dopiero kilkadziesiąt lat temu upowszechniło się współczesne rozumienie płata czołowego jako kluczowego ośrodka kierującego innymi procesami umysłowymi. To on integruje informacje z różnych części mózgu, planuje, przewiduje, kontroluje emocje i podejmuje decyzje. 
Jak pisze prof. Earl K. Miller z Massachusetts Institute of Technology, jeden z czołowych badaczy ludzkiego mózgu: „kora przedczołowa jest miejscem, w którym myśli stają się działaniem”. To właśnie ona pozwala nam zaplanować dzień, powstrzymać gniew czy zrozumieć żart.

Płat czołowy nie jest jednym ośrodkiem. Grzbietowo-boczna część (dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC) odpowiada za pamięć roboczą i logiczne planowanie. Przednia, przyśrodkowa (ventromedial prefrontal cortex, vmPFC) reguluje emocje i podejmowanie decyzji moralnych.

To właśnie uszkodzenia tej ostatniej części przyniosły jedne z najbardziej dramatycznych odkryć w historii neuropsychologii. Słynny przypadek Phineasa Gage’a, amerykańskiego robotnika z połowy XIX wieku, który po wypadku z żelaznym prętem przebijającym czaszkę zachował przytomność, ale utracił wcześniejszy charakter, stał się przełomem w nauce o mózgu. Jego lekarz, John Harlow, pisał, że Gage „nie był już sobą”. Dziś wiemy, że pręt uszkodził właśnie część przednią płata czołowego, a zmiana osobowości wynikała z utraty kontroli emocjonalnej i społecznej, jaką ta struktura zapewnia.

Pięć faktów o chorobach mózgu, których możesz nie znać

Występują znacznie częściej niż się powszechnie uważa. Aż jeden na trzech Europejczyków przynajmniej raz w życiu doświadcza choroby mózgu. Sprawdź o jakie przypadłości chodzi i co warto o nich wiedzieć.

Czy jednak płat czołowy jest miejscem samej świadomości? Czy to właśnie tu „czujemy, że istniejemy”? Odpowiedź nie jest prosta.

W 2021 roku izraelski neurobiolog dr Oded Raccah wraz ze współpracownikami przeanalizował dziesiątki badań obrazowych mózgu. Wnioski były zaskakujące: aktywność kory przedczołowej rzeczywiście towarzyszy stanom świadomym, ale nie zawsze je wywołuje. Część sygnałów może odzwierciedlać procesy następujące po percepcji — ocenę, analizę, przygotowanie do odpowiedzi. „Kora przedczołowa jest niezbędna, by nadać treściom mentalnym dostępność i znaczenie, lecz nie musi być źródłem samego przeżycia” – pisze Raccah. Czyli świadomość może rodzić się w całej sieci neuronalnej, a płat czołowy pełni rolę reżysera, który decyduje, co zostanie na scenie, a co zgaśnie w kulisach.

Zbliżoną koncepcję proponuje prof. Stanislas Dehaene z Collège de France, twórca teorii Global Neuronal Workspace. Według niego świadomość to stan, w którym informacja zostaje „rozgłoszona” w całym mózgu, stając się dostępna dla pamięci, języka i decyzji. Płat czołowy to jedno z centralnych „centrów dowodzenia”, dzięki którym możemy myśleć o tym, co myślimy.

Jedną z najpiękniejszych idei łączących neuroanatomię z filozofią jest hipoteza somatycznych markerów sformułowana przez prof. Antonia Damasia. Portugalsko-amerykański neurolog dowodził, że emocje nie są przeszkodą w racjonalnym myśleniu, lecz jego warunkiem. „Przyśrodkowa część kory przedczołowej jest kluczowa dla integracji emocji i decyzji” – pisał Damasio. W jego ujęciu ciało i mózg współpracują, tworząc coś, co można by nazwać „emocjonalnym podpisem” każdej decyzji. Dzięki temu płat czołowy nie tylko kalkuluje, ale i czuje.

To wyjaśnia, dlaczego pacjenci z uszkodzeniami przyśrodkowej części płata czołowego potrafią logicznie rozwiązywać problemy, lecz nie umieją wybrać, czy wolą zupę pomidorową czy ogórkową. Brakuje im emocjonalnej intuicji, która w zdrowym mózgu sygnalizuje: „to jest to”.

Młoda krew dobra dla starzejącego się mózgu

Odpowiednie przeciwciała mogą ochronić mózg przed szkodliwym białkiem - VCAM1, które z wiekiem pojawia się we krwi. Na razie jednak udowodniły to badania na zwierzętach, zatem odkrycie należy przyjąć z ostrożnym optymizmem.

Naukowcy z Uniwersytetu w Utrechcie wykazali w 2022 roku, że płat czołowy dojrzewa najpóźniej ze wszystkich struktur mózgowych. Synapsy kształtują się tu jeszcze w wieku dwudziestu kilku lat, a włókna nerwowe powoli otaczają się osłonką mielinową, zwiększając prędkość przewodzenia impulsów. Dlatego młodzież reaguje szybciej, intensywniej i bardziej impulsywnie. Nie bez powodu więc psycholodzy i pedagodzy przypominają, że „dorosłość neuronalna” zaczyna się później, niż sądzimy. Dopiero w pełni ukształtowany płat czołowy pozwala utrzymać uwagę, przewidywać skutki działań i planować w długiej perspektywie.

Badania zespołu dr. Johna Koenigsa z University of Wisconsin wykazały, że osoby z urazem przyśrodkowej kory czołowej mogą podejmować bardziej ryzykowne decyzje, wykazując jednocześnie mniejszą empatię wobec innych. Nie tracą inteligencji, lecz zmieniają sposób wartościowania. Uszkodzenia płata czołowego pokazują, „co dzieje się, gdy orkiestra traci dyrygenta”.

W praktyce klinicznej to nie ciekawostki, lecz realne wyzwania. Neuropsychiatrzy – jako biegli – muszą rozstrzygać, gdzie kończy się zaburzenie, a zaczyna odpowiedzialność. Jak ocenić winę człowieka, którego decyzje zostały ukształtowane przez uszkodzenia tkanki? Jak pomóc komuś, kto „wie”, że coś jest złe, ale nie czuje tego emocjonalnie? Te pytania stają się coraz częstsze wraz z rozwojem neurobiologii.

Choć płat czołowy jest niewątpliwie najważniejszy dla myślenia, planowania i samoświadomości, badacze coraz częściej podkreślają, że sama świadomość nie ma jednego adresu. Nie da się jej przypisać do konkretnej bruzdy czy zakrętu. To raczej dynamiczna sieć współpracy: kora wzrokowa rozpoznaje obraz, płaty skroniowe nadają mu znaczenie, układ limbiczny wzmacnia emocje, a płat czołowy scala to wszystko w jedno — w „ja”. 

Jak ujął to prof. Michael Gazzaniga, pionier badań nad lateralizacją mózgu w książce "Kto tu rządzi - ja czy mój mózg? Neuronauka a istnienie wolnej woli": „świadomość to nie miejsce w głowie, lecz proces, który dzieje się w każdej chwili, gdy mózg opowiada sam sobie historię”. W tej historii płat czołowy pełni rolę narratora. 

„To on organizuje chaos doznań w spójną opowieść, wybiera, które myśli zostaną wypowiedziane, a które pozostaną w cieniu. Bez niego bylibyśmy zbiorem impulsów, bezwładnych reakcji. Dzięki niemu jesteśmy ludźmi — świadomymi, refleksyjnymi, zdolnymi do miłości i żalu, do marzenia i rozumienia” – twierdzi Gazzaniga.