Jak technologia zmienia nasz mózg? Neuroplastyczność i londyńscy taksówkarze

The Knowledge, czyli egzamin trudniejszy niż studia

Każdy, kto chce zostać kierowcą kultowej londyńskiej taksówki, musi najpierw zdać egzamin ze znajomości 320 tras znajdujących się w promieniu 6 mil od Charing Cross. Musi też znać na pamięć wszystkie drogi i punkty orientacyjne w promieniu ćwierć mili od punktu początkowego i końcowego każdej trasy. Ten wymóg nosi dumną nazwę The Knowledge i został wprowadzony jako obowiązkowy element kwalifikacji londyńskich taksówkarzy już w 1865 roku.

Całe The Knowledge obejmuje około 25 tysięcy ulic, a także setki skwerów, parków i tras w jednym z najbardziej chaotycznych miast świata. Opanowanie tego materiału zajmuje zwykle od trzech do czterech lat — dłużej niż zdobycie tytułu licencjata na uniwersytecie.

To właśnie londyńscy taksówkarze, którzy posiedli The Knowledge, stali się bohaterami badań, które wkrótce miały się okazać fundamentalne dla naszej wiedzy o neuroplastyczności.

Mózg, który rośnie od nawigacji

Pod koniec XX wieku Eleanor Maguire wykorzystała rezonans magnetyczny (MRI), by porównać mózgi taksówkarzy z mózgami osób z grupy kontrolnej, czyli takich, które nie prowadziły taksówek. Wyniki badania okazały się przełomowe. Naukowcy odkryli, że uczenie się i intensywny trening poznawczy mogą prowadzić do zmian w strukturze mózgu.

Okazało się bowiem, że badani przez Maguire taksówkarze mieli znacznie większą tylną część hipokampa niż osoby z grupy kontrolnej. Co równie ważne, wielkość tej części hipokampa była powiązana ze stażem pracy: im dłużej ktoś pracował jako taksówkarz, tym większa była objętość tego obszaru. To bardzo istotne ustalenie, ponieważ sugerowało, że nie chodzi o cechę wrodzoną czy wyłącznie genetyczną predyspozycję, lecz o strukturę mózgu zmieniającą się pod wpływem treningu nawigacyjnego.

Hipokamp działa wtedy, gdy naprawdę trzeba myśleć

Te ustalenia zostały dodatkowo potwierdzone w innym badaniu, którego wyniki ukazały się w The Journal of Neuroscience. Sprawdzano w nich, które części mózgu aktywowały się podczas planowania trasy przejazdu. Taksówkarze opisywali  trasę między dwoma punktami w Londynie, ale wszystko z pamięci, bez używania mapy. Podczas wykonywania tej czynności badani silnie aktywizowali swój hipokamp. Co istotne, gdy tych samych respondentów proszono by  opowiedzieli fabułę filmu – co było zadaniem czysto pamięciowym ale nie nawigacyjnym) hipokamp pozostawał niewzruszony.

Nie każda jazda rozwija mózg tak samo

Okazuje się, że kluczem do „supermocy” taksówkarzy nie jest sam stres związany z ruchem ulicznym czy tysiące godzin spędzonych za kółkiem, ale specyficzny rodzaj wysiłku intelektualnego. Porównanie ich z kierowcami autobusów – którzy pokonują podobne dystanse, ale trzymają się stałych tras – ujawniło fascynujący kompromis, na jaki idzie nasz mózg. Taksówkarze mają znacznie większą objętość istoty szarej w tylnej części hipokampa, co pozwala im na sprawną nawigację, jednak odbywa się to kosztem części przedniej. Ta neurologiczna „wymiana” sprawia, że choć są ekspertami od znanych im ulic, paradoksalnie trudniej im przyswajać zupełnie nowe informacje wzrokowo-przestrzenne. To dowód na to, że nasza mapa poznawcza to dynamiczna struktura, która fizycznie adaptuje się do wyzwań, jakie jej stawiamy – dosłownie rzeźbiąc mózg kosztem jednych funkcji na rzecz drugich.

Co zmienił GPS

Około 20 lat po publikacjach Maguiere i jej zespołu naukowcy wrócili do badania mózgów taksówkarzy. Z tym, że warunki się zmieniły, bo większość kierowców używała GPS po to by dotrzeć z jednego miejsca do innego. Neurobiolog z University College London, Hugo Spiers, pokazał, że kiedy kierowcy używają nawigacji, ich mózg przestaje aktywnie analizować trasę Gdy uczestnicy eksperymentu samodzielnie poruszali się po wirtualnym Londynie, aktywne pozostawały hipokamp — odpowiedzialny za pamięć przestrzenną — oraz kora przedczołowa, wspierająca planowanie i podejmowanie decyzji. Z kolei gdy badani otrzymywali gotowe instrukcje z systemu nawigacji, oba te obszary mózgu pozostawały wyraźnie mniej aktywne. GPS przejmował funkcję planowania.

Najważniejsze są decyzje, nie sama jazda

Prawdziwa „magia” w mózgu nie zachodzi jednak podczas monotonnej jazdy autostradą, lecz w chwilach, gdy musimy podjąć decyzję. Badania z użyciem fMRI wykazały, że prawy hipokamp gwałtownie zwiększa swoją aktywność dokładnie wtedy, gdy wjeżdżamy na nową ulicę i nasz umysł musi błyskawicznie przeliczyć dostępne połączenia. To nie wszystko – gdy nagły objazd zmusza nas do zmiany planów, do gry wchodzi kora przedczołowa. Działa ona wtedy niczym potężny procesor, wykonując tzw. „przeszukiwanie wszerz” (ang. breadth-first search), czyli symulując w ułamku sekundy całą sieć alternatywnych ścieżek prowadzących do celu. Ta nieustanna gimnastyka neuronalna – planowanie, symulowanie i aktualizowanie mapy w głowie – to proces, który GPS niemal całkowicie eliminuje, zwalniając nasz mózg z obowiązku bycia aktywnym architektem własnej podróży.

GPS jako proteza mózgu

Przedstawiłem historię badań nad hipokampem taksówkarzy bo pokazuje nam ona coś niezmiernie istotnego: poleganie wyłącznie na nawigacji sprawia, że GPS działa jak proteza naszego mózgu, i nawet jeżeli nie wyklucza to mocno ogranicza jego aktywność Skutek? Długotrwałe używanie GPS wiąże się z gorszą pamięcią przestrzenną, nie pobudza hipokampu ale za to aktywuje jądro ogoniaste – ośrodek odpowiedzialny za nawyki. Dzieje się tak, bo jak można przeczytać w magazynie Nature korzystając z GPS zwykle stosujemy strategię nawigacji bodziec- reakcja (mózg reaguje automatycznie na polecenia typy skręć w prawo, skręć w lewo). Tymczasem, gdy jadąc bez nawigacji budujemy w głowie swoją własną mapę poznawczą, pozwalającą nam dostrzegać relacje między punktami w przestrzeni.

Może przesadzam, ale dla mnie cała ta historia badań nad mózgiem jest niepokojąca, opisuje świat, w którym urządzenia coraz częściej wiedzą, pamiętają i decydują za nas. Świat, w którym wysiłek mózgu jest niepotrzebny, bo liczy się głównie wygoda. Nie jestem wcale pewien, że to oznacza postęp. Napiszę o tym więcej w kolejnych dwóch artykułach.