Húúú, řeklo padesát tisíc lidí najednou. „To nebylo vůbec špatně zahrané,“ vyjádří tutéž myšlenku naučenou formulkou televizní komentátor. Hluboko pod nimi zvedne deset stejně polooblečených mužů ruku na znamení, že se stali obětí unfair jednání; šest či sedm jinak, ale také stejně polooblečených mužů zvedne ruku, aby dalo najevo, že onu závažnou křivdu utrpěli naopak oni. Těsně předtím nad jejich hlavami proletěl míč, aby se o pár metrů dál kamsi zakutálel.

Pro kontext nových objevů o práci lidského mozku sáhněme – snad trochu kontraintuitivně – po fotbale. Proč, ptáte se? Protože fotbal je jednoduchý. Je tak jednoduchý, že jej může dobře hrát i Tomáš Řepka. Tak jednoduchý, že jej mohou pro televizi úspěšně komentovat lidé, kteří jinak sotva reagují na světlo. I František Ringo Čech o něm dokáže napsat písničku (převzatou, dobře; ale na socdem bubeníka je to pořád slušný počin). I člověk, který se o fotbal vůbec nezajímá, dokáže v pohodě rozklíčovat smysl počínání jeho aktérů. Nedá mu žádnou práci poznat ve výše popsané situaci třeba rohový kop a s ním možnost dát (nebezpečí dostat) gól. I malému děcku je jasné, že dát gól je to, oč v tom byznysu jde.

Detaily vzal čert

Samozřejmě že když za to vezmete pořádně, můžete se fotbalu věnovat vědecky. Od statistiků přes výživové mágy a docenta Koláře až po experty přes design dresů živí fotbal spoustu úzce specializovaných profesionálů. Abyste však věděli, jestli to AC Slavní rytíři zas na třeli SK Smrdutým psům nebo naopak, se v ničem odborném vyznat nepotřebujete. Proletí-li kolem vás míč, řeknete „húúú!“ a jste okamžitě mezi svými, ostatními fotbalovými znalci. Do obecného principu fungování té hry jste zasvěceni; detailů netřeba.

Teď si zkuste představit, v jaké situaci je ve vztahu k fotbalu třeba jezevec. Zná lidi, byť trochu proti své vůli a nijak zvlášť dobře. Fotbal však v životě neviděl a neslyšel o něm; nezná slova jako Pelé, Liga mistrů nebo ofsajd. Ve žluté kartě vidí snad náznak příslibu jídla, je-li obzvláštním optimistou, jinak nic.

Stane-li se nějakou náhodou, že se jezevec dostane na fotbalové hřiště, bude zmaten. Bude-li to mimořádně zvídavý jedinec, vystuduje balistiku, aby pochopil rozdíl mezi placírkou a šajtlí. Jeho podobně hloubavý kolega mezitím přijde na statistickou souvislost mezi délkou vousů jednotlivých hráčů a úspěšností jejich přihrávek. Ještě další bude zkoumat vzorce, podle nichž se ty party polooblečených občanů shlukují při trestném kopu.

Ten proces zachytávání útržků poznání o fotbale může trvat po generace jezevců. Lze si představit, že ti esoteričtěji založení během něho budou vzývat moc energetických pyramid, zatímco zbožní jedinci budou tvrdit, že fotbalu rozumí jenom Bůh, a jezevec jménem Dawkins bude bezmezně věřit vědě, spílaje přitom vírám jiným. Vidíme tak, že ač z lidského pohledu je fotbal jednoduchý, z pohledu jezevcova jde o nesmírně komplikovaný mechanismus, stav či snad proces, jemuž může možná přijít na kloub až kvantový superjezevec někdy v daleké budoucnosti.

Žízeň v temnotách

Žízeň po poznání, intelekt a nezměrná píle přinesou takto jezevcům spoustu informací tak či onak souvisejících s fotbalem. Některé se možná ukážou jako užitečné, jiné jako nesmysly. K pochopení podstaty konání fotbalistů však jezevce přiblíží jen nepatrně. Nejsouce zasvěceni, nemají ani šajn o tom, proč ti lidé tak zběsile kopou zadníma nohama do balonu; tím méně, proč kvůli tomu blázní miliony dalších, jinak téměř příčetných lidí. Jejich schopnost poznání jim dovolí seznámit se s řadou podrobností, přírodních zákonů a společenských pravidel, jež fotbal provozovat umožňují. Sám smysl té hry se však skrývá o řád výše, nechávaje jezevce tápat.

Se stejnou výbavou – plni žízně po poznání a pocitu, že jsou docela vedle – stojí dnešní lidští vědci před svým vlastním mozkem. Nikoli konkrétně, pochopitelně, nýbrž před smyslem fungování lidského mozku obecně. Letošní jaro přineslo nejméně tři objevy, které mohou lidské poznání mozku posunout o kousek, o hodně – nebo také vůbec nikam.

Daniel Deyl

„Vědci mají vědět, oč v jejich práci jde,“ cituje v tom smyslu americký měsíčník The Atlantic Carla Schoonovera z newyorské Kolumbijské univerzity, spoluautora jednoho z řečených objevů, „ale v tomto konkrétním případě jsme velice zmatení. Počítám, že bude trvat desetiletí, než se to vyjasní.“

Konkrétní případ, jímž se Carl Schoonover s kolegou Andrewem Finkem a dalšími zabývá, se týká způsobu, jímž mozek zpracovává pachy. V roce 1971 objevil neurolog John O’Keefe, že určité skupiny neuronů spolehlivě reagují na specifická místa, na nichž se jejich nositel ocitá. Vejdete do ložnice a vaše neurony ve skupině XY začnou „pálit“, tedy propouštět řečený podnět dalším neuronům (to je hrubé zjednodušení, ale neurologové profíci je jistě prominou).

Generační výměna

O’Keefeovi ten objev vynesl s půlstoletým zpožděním (2014) Nobelovu cenu. Ve své branži etabloval představu, že podobně to vypadá i v případě reakce mozku na jiné smyslové podněty. Polijete se studenou vodou, neurony AB začnou reagovat; uvidíte-li blížící se automobil, začnou pálit neurony CD a tak dále.

To všechno je pravda, ale ne úplně, jak loni zjistili a letos publikovali Schoonover a spol. Zkoumali myši a jejich reakce na různé pachy. Přišli na to, že myší neurony skutečně reagují na pachy spolehlivě, tedy předvídatelně. Nečekané však je, že ona předvídatelná reakce nepřísluší určité skupině neuronů, nýbrž že si ji skupiny neuronů postupně předávají.

Mechanismus tohoto předávání neznáme a nevíme, co si o něm myslet. Některé buňky zkrátka přestanou reagovat, zatímco jiné začnou. Během několika týdnů se tak stane, že z červencové sestavy neuronů reagujících na vůni růží nezbude v srpnu ani jeden a jejich funkci zastávají neurony jiné. „Je patrné, že neurony prodělávají určitou generační obměnu,“ dovodil by mozkový komentátor. Borci z oboru tomu celému říkají representational drift, přibližně posun v zastoupení (přičemž zastoupením se myslí přiřazení jednotlivých neuronů „jejich“ vzruchu).

Co víc, obě skupiny neuronů, červencová a srpnová, se navzájem liší do zhruba téže míry jako skupiny neuronů reagujících ve stejnou dobu na odlišné pachy (Schoonover a spol. uvádějí jablka a trávu). Není to tedy tak, že by jeden neuronový mančaft měl sestavu na jablka a točil ji, jako trenér fotbalového velkoklubu nechává jednu partu hrát ligovou soutěž a druhou nasazuje na pohárová utkání.

Tajemné učení

Schoonover s kolegy jsou první lidé, kteří tento jev zaznamenali. To s sebou nese obvyklé vědecké trable: než je možné jej považovat za potvrzený, je třeba jej ověřit na krysách a prasatech, později na epileptických pacientech (ti se k tomu hodí, protože jejich léčba může obnášet zamontování elektrod do mozku, což se lidem bez epilepsie běžně nedělá), musí obstát před konkurenty a vůbec absolvovat ono zdlouhavé kolečko, jež dodává vědeckým objevům na patřičné důvěryhodnosti.

Problém je v tom, že až – jestli – Schoonoverova práce tím kolečkem projde, nebudeme mít nejspíš ani ponětí, co si s ní počít. Její výsledky nepotvrzují žádnou stávající teorii o provozu mozku ani nepřicházejí s nějak ucelenou hypotézou novou; naopak některé představy důkladně nabourává.

Ta nejdůležitější se týká učení. Když Schoonover a spol. spojili určitý pach se slabým elektrickým šokem, myš se mu podle očekávání začala vyhýbat. Ale skupina příslušných neuronů se zároveň měnila jako obvykle. Na asociaci pachu a bolesti tedy reagovaly neurony zkušené stejně jako nováčci, kteří se s ní ještě nesetkali. Taková věc je neurologický ekvivalent Newtonova jablka padajícího vzhůru.

Může to postavit na hlavu celou naši představu o tom, že neuron si zapamatuje podnět a svoji reakci na něj, čímž se učí ona specifická část mozku a s ním celý mozek i jeho nositel. Znamenalo by to, že odstupující neuron informaci předává náhradníkovi, jako když Harry Kane odevzdá při střídání kapitánskou pásku Raheemu Sterlingovi. O žádném takovém procesu však dosud nemáme ani páru.

Nebo to může znamenat, že informace o asociaci zvoleného pachu a bolesti z elektrického šoku je uložena někde jinde v nebohé myši. Že její mozek o řečené asociaci „ví“ jaksi sám, aniž by totéž nutně musely vědět jeho neurony. Něco takového si neumíme představit.

Stabilita je přelud

Samotná existence oné „generační obměny“ neuronů přitom není pro neurologii novinkou. Je to princip, na němž je založena funkce hipokampu, té věci ve spánkovém laloku, která je odpovědná za krátkodobou paměť (a s patřičně devastujícími následky bývá první obětí Alzheimerovy choroby). Je to logické: dostáváme nekonečný objem podnětů a uchovávat všechny v krátkodobé paměti není praktické. Podněty proto pomocí řečené výměny naši krátkodobou paměť neustále „přepisují“.

Typově stejná obměna neuronů odpovídajících za smyslové vnímání však je úplně jiný byznys. Odehrává se v mozkové kůře a řídí příjem veškerých informací z okolí. Bylo by proto srozumitelné, kdyby tady fungovala osvědčená esa mezi neurony. „Převládající představa v oboru je taková, že reakce konkrétních neuronů ve smyslových oblastech mozkové kůry jsou stabilní,“ řekl vědečtěji totéž neurobiolog Janiv Ziv z izraelského Weizmannova vědeckého ústavu, jehož The Atlantic zpovídal nezávisle na Schoonoverově a Finkově studii, „teď vidíme, že tomu tak není.“

Jsme jako jezevec marně koumající nad tím chlapíkem, co běhá podél hřiště tam a zpátky a mává u toho fangličkou, pročež mu všichni na hřišti nadávají do slepounů. Není to nadsázka. Ačkoli čich je pro většinu zvířat primárním zdrojem informací o světě a věda jej zkoumá stejně poctivě jako jiné věci, existence čichových čidel byla dokázána až v devadesátých letech minulého století – a první záznam kontaktu pachu s čidlem na molekulární úrovni byl pořízen až letos. To je druhý ze zmiňovaných tří průlomových objevů; má jej na kontě tým z newyorské Rockefellerovy univerzity.

To je ekvivalent jezevčího poznání, že ve fotbale je nějak důležitý míč. Je to bezpochyby nutná podmínka k pochopení vyššího principu mozkového (existujeli jaký), ale zjevně nikoli dostačující. To plyne i ze třetího příbuzného objevu, jejž v květnu publikoval Joshua Jacobs, profesor biomedicíny na Kolumbijské univerzitě. I on navazoval na práci neurologa O’Keefea, když zkoumal frekvence „pálení“ neuronů.

Proč?

Jacobs přišel na mnoho zajímavého, ale pro tento text je důležitá pasáž, již zmiňuje Wired, další americký časopis. Jacobsův tým věděl, že aktivita skupin neuronů se pohybuje ve vlnách (u krys jich proběhne sedm až osm za vteřinu). Potvrdil O’Keefův předpoklad, že vždy v jedné partě neuronů existuje jeden, který pálí rychleji nebo pomaleji než ostatní. Na rozdíl od svého předchůdce však mohl studovat nejen krysí, nýbrž i lidský mozek – a zjistil, že vzorce vln neuronové aktivity a jejich odchylek jsou u lidí daleko obtížněji předvídatelné než u krys.

A teď: Jacobs ani nikdo jiný neví, proč to tak je. „Kdo studuje mozek, ví, že je to často strašlivý chaos. A když se v něm objeví nějaký náznak řádu, chcete mu připsat nějakou funkci. Ale my vůbec nevíme, jestli mozek toto všechno nějak využívá. Obvykle platí, že když něco využít lze, evoluce si najde cestu, jak to využít,“ cituje časopis konsenzus vědeckých rukou, nad Jacobsovým objevem bezmocně rozhozených.

Výsledky studií Jacobsova a SchoonoverovaFinkova týmu nám dávají obrázek o hloubce našich temnot ještě plastičtější. Vidíme, co neurony dělají, nevíme však, jak to dělají (při generační obměně); a netušíme, podle jakého principu (vlny aktivity a odchylky od nich). Máme podrobné informace o jednotlivostech, ale nevíme, jestli se blížíme poznání principu, či zasvěcení, chcete-li.

Nepohodlných otázek tak s každým takovým objevem přibývá. Umíme kýženého stupně poznání dosáhnout, nebo se pohybuje o řád výše než lidské vědomí? Jsme schopni takový případný deficit odstranit sami? Udělá to díky našim podnětům jakási technologie budoucnosti? Vznikne ze dvou paralelních debat – o schopnostech kvantových technologií a o podstatě vědomí – debata jediná?

Být jezevec je úmorná dřina. Proč si vždycky jednou za čas postaví někdo míč na ten kulatý puntík jedenáct metrů od kraje hřiště? Proč někteří lidé při fotbalovém zápase většinu doby leží na zemi? Proč kolem sebe jedni poskakují a jiní ne? Oč tady jde? Život je krátký a zasvěcení se neblíží. „Húúú!“

Článek vyšel v tištěném vydání týdeníku Hrot.