Delheten

UNDER RADAREN: Du og jeg er ingenting, uten alt det andre.

Publisert

Blipp som glapp


 

I denne kommentarspalten flyr forskning.nos journalist Arnfinn Christensen lavt under nyhetsradaren og kretser over grenselandet mellom naturvitenskap og filosofi.

Denne uka bølget nettet i de siste etterdønningene av en forskningsnyhet fra sist sommer.

Forskerne Tal Shomrat og Michael Levin fra Tufts University i USA hadde bekreftet en underlig oppdagelse fra 1960-tallet: Flatormer kan huske uten hjerne.

Så merkelig oppførte flatormene seg, at forskerne tidligere mistenkte feil i eksperimentene.

Nå har Shomrat og Levin brukt automatisert overvåkning og strengt standardiserte eksperimenter for å hjelpe de usikre resultatene inn på tryggere vitenskapelig grunn.

Ny hjerne, gammel lærdom

Flatormene av arten Dugesia japonica fikk en behandling ikke ulikt de dødsdømte fangene under den franske revolusjonen: Først fikk de sine siste, velsmakende måltider av organisk okselever. Så mistet de hodet. Kuttet rett av.

Men flatormer har en fordel framfor Robespierres fiender: De gror et nytt hode. Etter en snau uke er det utvokst, med en ny hjerne.

Nå viser altså forsøkene til Shomrat og Levin at dette nye hodet tar til seg gammel lærdom.

Hvis flatormene ble plassert i omgivelser der de tidligere hadde fått mat, begynte de raskere å spise enn andre steder.

Også for mennesker

Forskerne er usikre på hvordan de skal tolke resultatet. Lagres informasjon bare i resten av nervesystemet, og ikke i hjernen i det hele tatt?

Er den nydannede hjernen helt blank, og blir så programmert av den gamle kroppen?

Mest sannsynlig er det at den nye hjernen blir bygget opp gradvis i tett samspill med restene av minner i det gamle nervesystemet, skriver de i Journal of Experimental Biology.

Den innlærte oppførselen er for komplisert til at rene reflekser kan forklare den. Hjernen må være med.

Video fra GeoBeats News som viser eksperimentet til Shomrat og Levin.

Forskerne tror at resultatene fra eksperimentene med flatormer kan få betydning også for mennesker.

Forsøk er i gang på å gjenskape ødelagt hjernevev med stamceller. Kanskje kan slikt nydannet hjernevev arve gammel kunnskap.

Dette er ikke bare ville antagelser. Flatormene er riktignok små og dumme, men nervecellene deres fungerer likevel etter omtrent de samme grunnprinsippene som i våre hjerner.

Hjernemodeller

Hvis også våre kropper har evnen til å huske, er neste spørsmål nærliggende: Tenker vi bare med hjernen? Og videre: Hva er en hjerne uten kropp?

Spørsmålene er viktige, nå som hjerneforskere over hele verden legger bredsiden til for å lage datamodeller av hjernen.

De er godt hjulpet av hundre millioner friske dollar fra president Obama og blant annet det EU-støttede Human Brain Project.

Vil disse datamodellene være meningsløse uten en modell som også forgrener seg utover i en virtuell kropp? Og videre: Vil også denne modellen være meningsløs uten en modell som tar hensyn til resten av verden?

Hjerne i badekar

De siste århundrers forskning og teknologi har gitt enorme resultater. Som et nysgjerrig barn har vi plukket virkeligheten fra hverandre som en stor, gammeldags vekkerklokke, og gransket de enkelte tannhjulene.

Så har vi laget våre egne tannhjul og vekkerklokker, og fått dem til å tikke. Nå tikker de på gennivå. De første designorganismene er skapt.

Snart tikker de også på tankenivå, tror noen forskere. De mener at de første kunstige hjernene vil kunne tenke oss i senk om noen tiår.

Fra plakaten til filmen The Brain That Wouldn´t Die (1962). (Foto: (Bilde: Wikimedia Commons))
Fra plakaten til filmen The Brain That Wouldn´t Die (1962). (Foto: (Bilde: Wikimedia Commons))

Framtidsvisjonen flimrer fortsatt i minnet om gamle science-fictionfilmer: En hjerne bader i næringsvæske i et glasskar.

Gjennom de tilkoblede elektrodene gnistrer løsninger på verdensproblemene, eller kanskje heller onde planer om verdensherredømme, hvis filmen var av den rette B-sorten.

Men kan en hjerne legge planer hvis den ikke er tilkoblet resten av verden? Og er det tilstrekkelig med noen skarve ledninger med bananstikker, slik Hollywoods rekvisitører så det for seg?

Motsatt perspektiv

Hva om vi anla det helt motsatte perspektivet: Det er ikke slik at hjernen henter det den trenger fra resten av verden. Det er heller slik at resten av verden virker gjennom hjernen.

Uten resten av verden er hjernen min, og hjernen din, ingenting. Hjernen er ikke interessant i seg selv. Den er bare ett av mange fokuspunkter for store prosesser som omfatter hele universet.

En erkebritisk Einstein

En variant av samme tankegang opplevde jeg for første gang da jeg besøkte Stanford-universitetet i 2004.

Francis Everitt og artikkelforfatteren, fotografert i mars 2004. (Foto: privat)
Francis Everitt og artikkelforfatteren, fotografert i mars 2004. (Foto: privat)

Jeg fikk møte fysikeren Francis Everitt, en erkebritisk eldre mann som med mild stahet hadde dradd et ambisiøst fysikkprosjekt gjennom over førti år med budsjettkriser og teknologisk nybrottsarbeid.

Everitt hadde bustete grått hår, og lignet påfallende på mannen hvis teorier han ville sette på prøve: Albert Einstein.

Romsonden Gravity Probe B ble endelig skutt opp seinere samme år, og sju år seinere hadde forskerne klart å renvaske data for de mange feilkildene: Einstein bestod prøven.

Den sentrale delen i instrumentene på Gravity Probe B var fire gyroskoper, tilnærmet perfekte kuler av ren kvarts.

Gyroskoper utnytter den samme effekten som får snurrebasser og sykkelhjul til å balansere. Så lenge de roterer, forsøker aksen å beholde rotasjonsretningen. Men hvorfor er det slik?

Stjernene kaster deg overende

Det var her Francis Everitt fikk hodet mitt til å spinne. For hvis du skal forklare tregheten i gyroskopet, snurrebassen eller sykkelhjulet, må du trekke med deg resten av massen til hele universet.

Det betyr at når jeg tråkker bedagelig fram på to hjul gjennom et idyllisk sommerlandskap, er det ikke sykkelhjulene i seg selv jeg kan takke.

Det er den samlede tyngdekraften fra millarder av fjerne galakser som gjør min lette ferd mulig.

Prinsippet ble første gang formulert av den tyske fysikeren og filosofen Ernst Mach, noen år før Einstein formulerte sin generelle relativitetsteori i 1905.

Det forklarer tregheten, altså motstanden når vi prøver å forandre rotasjonsretningen til et hjul eller bevegelsesretningen til en tung ting.

Mach skal ha sagt det slik: Når toget slingrer, er det stjernene som kaster deg overende. Formulert rundere: Lokale fysiske lover formes av storskala-strukturen til hele universet.

Igjen: Det er ikke bare slik at delene bygger helheten. Helheten former delene.

Optimist

Hvor alment er dette prinsippet? Er forskningen i ferd med å komme til veis ende i sine forsøk på å plukke delene fra hverandre?

Fysikerne strever med å formulere den enhetlige teorien for alle universets grunnleggende krefter.

Deler de skjebne med barnet som har plukket fra hverandre vekkerklokka, og ikke klarer å sette den sammen igjen? Og hvor ille er det?

Flatormen er en ukuelig optimist. Hakk den i småbiter, og den gror fram igjen fra hale til hode.

Jeg blir også glad av å tenke på at lille meg kanskje bare er ett av mange fokuspunkter for krefter som har formet verden lenge før mennesket var påtenkt, og som fortsatt vil være virksomme lenge etter at det siste menneske har blitt støv.

Lenker:

Tal Shomrat, and Michael Levin: An Automated Training Paradigm Reveals Long-term Memory in Planaria and Its Persistence Through Head Regeneration, Journal of Experimental Biology, 2. juli 2013, oi:10.1242/jeb.087809

Nettstedet til Gravity Probe B ved Stanford-universitetet