Cervell: manual de l'usuari

Marco Magrini (Florència, 1960) és periodista, i escriu sobre ciència i tecnologia. Va treballar durant 24 anys a Sole 24 Ore, principalment com a corresponsal especial, de manera que viatjava pertot arreu. Per a la mateixa editorial va crear “Nova”, el suplement dedicat a la investigació i la innovació, i el 1999 va escriure el llibre La riquesa digital. A més, col·labora regularment amb La Stampa i amb Geographical, la revista mensual de la Royal Geographical Society.

“Tenim un manual per a totes les màquines que posseïm, excepte per a la més important”. A partir d’aquesta reflexió banal, Marco Magrini va tenir la idea d’escriure un llibre sobre el funcionament del cervell humà, estructurat exactament com el manual d’una rentadora o nevera. Amb els capítols dedicats a la instal·lació, l’operativitat, el tauler de control, les extensions..., queda clar que la metàfora és portada als extrems. El lleuger to humorístic, com en la comparació entre els cervells Model F® (femení) i Model M® (masculí), contribueix a la seva finalitat divulgativa.

El cervell no és exactament una màquina, però tot usuari d’un cervell humà hauria de conèixer millor els components biològics, els mecanismes i els engranatges que el fan funcionar. Per exemple, saber que el cervell és qualsevol cosa menys estàtic: és plàstic, canvia constantment, pot aprendre qualsevol cosa o corregir hàbits no desitjats. Tot i així, pot ser víctima dels seus propis prejudicis o dels processos automàtics que es deriven de la seva interminable història evolutiva.

Col·lecció Prisma – 55

CERVELL
Manual de l’usuari

Guia simplificada de la màquina més complexa del món

MARCO MAGRINI

Postfaci de Tomaso Poggio

Amb el suport del Departament de Cultura

Títol original: Cervello: manuale dell’utente

© 2017 Giunti Editore S.p.A., Florència–Milà

www.giunti.it

Els drets per a l’edició en català han estat negociats per Oh!Books Literary Agent

Primera edició: setembre del 2021

© Marco Magrini

© del postfaci: Tomaso Poggio

© de la traducció: Joan Casas Fuster

© de l’edició:

9 Grup Editorial

Cossetània Edicions

C/ de la Violeta, 6 • 43800 Valls

Tel. 977 60 25 91

cossetania@cossetania.com

www.cossetania.com

Disseny i composició: 3 x Tres

ISBN: 978-84-1356-107-3

Producció de l’ePub: booqlab

SUMARI

Per començar

1.0. VISIÓ DE CONJUNT

1.1. Especificacions tècniques

1.2. Versió del sistema

2.0. COMPONENTS

2.1. Neurones

2.1.1. Dendrites

2.1.2. Soma

2.1.3. Axó

2.1.4. Sinapsis

2.2. Neurotransmissors

2.3. Cèl·lules de neuròglia

2.3.1. Cèl·lules de micròglia

2.3.2. Astròcits

2.3.3. Oligodendròcits

2.4. Altres components

2.4.1. Barrera hematoencefàlica

2.4.2 Líquid cerebroespinal

3.0. TOPOGRAFIA

3.1. Cervell “rèptil”

3.1.1. Tronc encefàlic

3.1.2. Cerebel

3.2. Cervell “mamífer”

3.2.1. Tàlems

3.2.2. Amígdales

3.2.3. Hipocamps

3.2.4. Hipotàlem

3.2.5. Ganglis basals

3.2.6. Circumvolucions cingulars

3.3. Cervell “primat”

3.3.1. Còrtex cerebral

4.0. CARACTERÍSTIQUES PRINCIPALS

4.1. Predicció

4.2. Memòria

4.3. Plasticitat

4.4. Intel·ligència

5.0. INSTAL·LACIÓ

5.1. Abans d’engegar

5.2. Engegada

5.3. Requisits energètics

5.3.1 Alimentació

5.3.2. Son

5.3.3. Exercici físic

5.4. Recomanacions

6.0. OPERATIVITAT

6.1. Sentits

6.1.1. Olfacte

6.1.2. Gust

6.1.3. Vista

6.1.4. Oïda

6.1.5. Tacte

6.1.6. Temps

6.2. Sentiments, emocions

6.2.1. Por

6.2.2. Amor

6.2.3. Felicitat

6.3. Consciència

6.3.1. Percepció de si mateix

6.3.2. Empatia

6.3.3. Weltanschauung

6.4. Més enllà de la consciència

6.4.1. Sistema de la recompensa

6.4.2. Lliure albir

6.4.3. Personalitat

7.0. TAULER DE CONTROL

7.1. Motivació

7.2. Atenció

7.3. Aprenentatge

7.4. Imaginació

7.5. Presa de decisions

7.6. Control cognitiu

8.0. MODELS

8.1. El Model F® i el Model M® comparats

9.0. PROBLEMES COMUNS

9.1. Errors de càlcul

9.1.1. Sinestèsia

9.1.2. Placebo i nocebo

9.1.3. Prejudicis cognitius

9.1.4. Falsos records

9.1.5. Habituds i dependències

9.1.6. Estrès crònic

9.1.7. Fòbies i il·lusions

9.2. Disfuncions

9.2.1. Autisme

9.2.2. Depressió crònica

9.2.3. Trastorn obsessivocompulsiu

9.2.4. Esquizofrènia

9.2.5. Neurodegeneració

9.3. Mites que cal desmuntar

10.0. FINAL DE LA VIDA

10.1. Fase d’aproximació

10.2. Aprenentatge permanent

10.3. Al final de tot

11.0. EXTENSIONS

11.1. Expandir la memòria

11.2. Estratègies per al cervell

11.3. Molècules per al cervell

12.0. VERSIONS FUTURES

12.1. Neurotecnologies

12.2. CGM (cervell genèticament modificat)

12.3. Intel·ligència artificial

APÈNDIX

Garantia

Resolució de problemes (troubleshooting)

Notes legals

Postfaci, per Tomaso Poggio

Agraïments

PER COMENÇAR

Congratulacions per l’adquisició d’aquest producte exclusiu, fet a mida per a vostè. Llegeixi amb atenció aquest manual i tingui’l a l’abast de la mà per consultar-lo en tota circumstància.

El cervell li ofereix un servei extraordinari i inimitable. La disponibilitat simultània d’un sistema sensorial per a la percepció de l’ambient, d’un sistema nerviós per al control de l’aparell motor, així com d’una consciència integrada per discernir i decidir, li proporcionarà anys de contínua existència.

Com deia el cèlebre inventor Thomas Alva Edison, “el cos serveix per treure a passeig el cervell”. Una manera estranya de dir que som el nostre cervell.

El món està poblat per milions de manuals. Al lloc web www.manualsonline.com n’hi ha més de set-cents mil, un per a qualsevol de les màquines que puguem tenir: de la fregidora al tallagespa, del raspallet elèctric a la porta del garatge. I, tanmateix, en aquest microcosmos d’informacions detallades no es fa referència a la màquina més important que tothom té de fàbrica.

El cervell és una màquina. Si més no en el sentit que realitza una complexa sèrie de càlculs en paral·lel per descodificar en temps real les informacions que li arriben des dels nombrosos “perifèrics” sensorials connectats, el més complex dels quals és la vista. La resposta del cervell pot ser comparada a un algorisme, com si la ment fos el programari que funciona sobre el maquinari de l’encèfal.

Però el cervell no és una màquina en un sentit literal. No és programari ni maquinari, ni software ni hardware. Wetware, n’hi ha que en diuen. On aquest wet, ‘humit’, subratlla la naturalesa biològica de la màquina cerebral.

És el fruit més meravellós —i misteriós— de l’Evolució.

És meravellós perquè no hi ha res, a l’univers sencer, que el pugui igualar en complexitat. I tanmateix és fet dels mateixos àtoms de la taula periòdica que componen les estrelles, pacientment disposats per tal que produeixin el pensament, la paraula i l’acció. Que és tant com dir un munt de coses més: de la història a la filosofia, de la música a la ciència.

És misteriós perquè la mateixa ciència —una creació del cervell mateix— sap que encara no en sap prou. Més ben dit, gairebé res.

No tan sols no acaba de saber com funciona el cervell, sinó que ni tan sols hi ha consens sobre allò que és veritablement. Afigurem-nos, doncs, si pot haver-hi una entesa sobre què és la consciència, la seva característica més sorprenent, la propietat cerebral que ha encès segles d’incomprensions i de debats furibunds, i no només entre teòlegs i filòsofs. A tall d’exemple, no hi ha un acord unànime sobre aquella freqüent pèrdua de consciència que anomenem el son: hi ha més de vint teories alternatives sobre la raó per la qual l’encèfal té necessitat d’adormir-se (tot i que continua treballant). Posats a dir, tampoc no hi ha consens sobre la naturalesa dels trastorns del son i sobre algunes desagradables conseqüències, com la depressió. I, òbviament, ja ho deuen haver endevinat, no existeix un enfocament o una idea comuna sobre la depressió. I així podríem continuar fins a l’infinit. I tanmateix sabem una pila de coses.

Els primers filòsofs es preguntaven si la ment residia en el cervell o en el cor, amb elements d’autoritat com Aristòtil que s’inclinaven pel segon. Avui sabem que el cervell és el centre de control del sistema nerviós de tots els vertebrats i de bona part dels invertebrats. Sabem a través de quins estadis ha evolucionat. Sabem de què està compost. Sabem que conserva el codi genètic en cada cèl·lula, i el sabem llegir. Tenim noves tecnologies com la RMf (ressonància magnètica funcional) o la MEG (magnetoencefalografia) que ens permeten observar les activitats cognitives mentre es produeixen. Estem avançant a una velocitat vertiginosa en la comprensió retrospectiva de tot el sistema.

El manual d’un frigorífic el redacta el constructor del frigorífic. Amb el cervell, que és fruit d’una evolució de milions d’anys de durada, només els indicis reconstruïts per generacions de cervells humans podran finalment resoldre el misteri. És la intel·ligència que prova de comprendre’s ella mateixa, gairebé com si aquesta fos la inevitable evolució de l’Evolució.

Un manual complet de tot allò que sabem sobre el cervell, o que creiem saber, seria monumental i consultable només per un neurocientífic. Aquest manual, en canvi, és suficient per a l’usuari comú d’un cervell humà. És un recull de simplificacions de la cosa més complexa que existeix, però —esperem-ho— d’alguna utilitat per a l’ús cerebral pràctic de cada dia.

“Si el cervell humà fos tan senzill de comprendre, seríem tan simples que no ho aconseguiríem”, diu una famosa citació, tan famosa que ha estat atribuïda pel cap baix a tres autors diferents.¹

Al capdavall, però, n’estem convençuts, el gènere humà ho aconseguirà. És només una qüestió de temps. No pas demà, però d’aquí a 20, 100 o 200 anys els cervells dels Homines sapientes seran capaços de comprendre el cervell. Però hi hauran trigat, des de l’inici de la seva aparició evolutiva, uns quants centenars de segles.

Aquest manual mateix, com el de qualsevol altre producte, no s’adreça ni al passat remot de la nostra ignorància ni al futur distant d’una consciència avui inescrutable. S’ocupa d’allò que es pot fer realment amb un cervell humà avui dia: és a dir, molt, molt més d’allò que es pensa.

Els progressos de la tecnologia, però també l’extraordinària collita de descobriments neurocientífics dels últims vint anys, confirmen cada dia que passa la intuïció de Santiago Ramón y Cajal, un dels pares de la neurociència: “Tot ésser humà, si té ganes de fer-ho”, va escriure el llunyà 1897, “pot ser l’escultor del seu propi cervell.”

És bo que el seu cervell, com el de qualsevol altre usuari, en sàpiga el com i el perquè.

¹ La citació ha estat atribuïda a Emerson Pugh pel seu fill George, en el seu llibre The biological origin of human values. Però també ha estat atribuïda a Larry Chang, al llibre Wisdom for the soul, i al matemàtic Ian Steward.

1.0 VISIÓ DE CONJUNT

Cada segon que passa, fins i tot aquest, el seu sistema nerviós central és el laboratori de milions de reaccions químiques, de les quals vostè, de fet, ni se n’adona. Són el llenguatge que fa servir el cervell per rebre, elaborar i transmetre informacions.

El cervell ha estat concebut durant molt de temps com una màquina. Atès que tota idea és filla del seu temps, René Descartes el va comparar amb una bomba hidràulica, Sigmund Freud amb un motor de vapor, Alan Turing amb un ordinador. Com bé es pot imaginar, Turing va ser aquell que s’hi va acostar més. El cervell no és exactament un ordinador, però l’analogia entre tots dos és innegable.

Tots dos transmeten informacions mitjançant missatges elèctrics. És veritat que en l’ordinador els missatges són digitals (expressats en la matemàtica binària del zero i l’u) i en el cervell, analògics (expressats en un arc variable de mil·livolts). Però la qüestió és més complexa, perquè si la suma dels missatges analògics supera un cert nivell, la neurona “dispara” i transmet un impuls elèctric a les neurones connectades. Si, en canvi, el nivell no se supera, no passa res. Aquest també és un missatge binari: sí o no, engegat o apagat. [SINAPSI, 24]

Tots dos calculen. Però si l’ordinador té una estructura serial, és a dir, que calcula seguint una seqüència predeterminada, el cervell opera en modalitat paral·lela, executant de manera simultània una gran massa de càlculs. [SENTITS, 98] En compensació, els processadors gràfics (anomenats GPU) adopten una tecnologia en paral·lel.

Tots dos han de menester energia: l’ordinador en forma d’electrons, el cervell en forma d’oxigen i de glucosa. [ALIMENTACIÓ, 84]

Tots dos tenen una memòria expansible: en el primer només s’han d’afegir o de substituir bancs de memòria fets de silici, en el segon només cal multiplicar les connexions sinàptiques a través de l’estudi, l’exercici i la repetició. [MEMÒRIA, 67]

Tots dos han evolucionat en el temps: l’ordinador a un ritme exponencial, doblant cada dos anys la seva capacitat de càlcul, mentre que el cervell de l’Homo sapiens —originat del primitiu cervell dels primitius invertebrats— hi ha trigat 500 milions d’anys i, en els últims cinquanta mil, no ha canviat gaire. De fet, es tracta del mateix model bàsic que vostè, amable usuari, té instal·lat. [TOPOGRAFIA, 41]

Durant segles i mil·lennis s’ha cregut que el cervell humà —deixant de banda el període de la infància, quan aprenem a parlar i a caminar— era substancialment estàtic i immutable. Que un dany físic al cervell era impossible de reparar, ni que fos parcialment. Que un noi endarrerit en els estudis havia de passar comptes amb insuperables límits cognitius, per alimentar així generacions i generacions de desigualtats socials. Es creia que mals costums i dependències eren fardells que s’havien de traginar tota la vida, o que una persona de vuitanta anys no podia mantenir la memòria d’una de cinquanta.

En canvi, tot just a partir dels anys setanta del segle passat vam descobrir que era veritat justament el contrari: el cervell és en un canvi constant. És més, el canvi és el fonament mateix dels seus mecanismes. Els efectes d’aquesta propietat, anomenada plasticitat cerebral, [PLASTICITAT, 71] van més enllà d’allò que és imaginable. El cervell és un potent ordinador, asíncron i paral·lel però que, a més a més, és capaç de readaptar tot sol el seu propi maquinari.

El maquinari cerebral, format per àtoms i molècules endreçats de manera enginyosa, empaqueta uns 86 milers de milions de neurones en un encèfal d’un quilo i mig. Atès que cada neurona pot disparar i inundar de senyals milers de neurones adjacents fins a 200 vegades per segon, hi ha qui ha estimat que el cervell pot executar fins a 38 milers de bilions d’operacions per segon. Aquella història que diu que els éssers humans només fan servir un 10% del seu cervell és una falòrnia. [MITES QUE CAL DESMUNTAR, 198] Però el fet és que aconsegueix fer tot això consumint menys de 13 watts. No hi ha cap supercomputador en el món que pugui superar la capacitat de càlcul d’un cervell humà (la vista, l’oïda o la imaginació també són “càlculs”), i encara menys la seva extraordinària eficiència energètica. I això només és el començament.

Gairebé totes les cèl·lules del cos humà neixen i moren, sense parar. Totes llevat de les cèl·lules neuronals, les úniques que l’acompanyen al llarg del camí de l’existència, des del primer fins a l’últim dia de la seva vida. [FINAL DE LA VIDA, 203] De fet, són les que produeixen allò que vostè és. La personalitat, les capacitats i el talent, l’erudició i el vocabulari, les inclinacions i els gustos, fins i tot els records del passat estan inscrits d’alguna manera en l’arquitectura neuronal personal. [PERSONALITAT, 143] Tan personal que no hi ha en el món cap altre cervell igual que el seu, encara que vostè tingués un bessó o una bessona.

Doncs bé, la màquina en qüestió fins i tot està en condicions, dintre de certs límits, de corregir els defectes del seu maquinari. Quan una àrea cerebral és danyada accidentalment, el cervell tot sovint és capaç de reprogramar-se, de traslladar a una altra banda les connexions que falten i, en substància, d’ajustar-se tot sol. [VISTA, 103] I si això passa alguna vegada a gran escala (com en el cas de la pèrdua de la vista, quan les àrees cerebrals inutilitzades es posen al servei dels altres sentits), passa contínuament a petita escala, perquè, quan ens fem vells, moltes neurones moren i ja no retornen. Però les que queden vives saben com fer-ho per reorganitzar-se de manera que l’edat que avança no tingui conseqüències fatals. [ESTRATÈGIES DEL CERVELL, 215] No ho demanéssiu pas a un processador de silici, en el qual un sol transistor defectuós pot aturar l’artefacte sencer.

Quan parlem de reorganitzar les sinapsis, però, els 150 bilions de connexions entre neurones que calculem que hi ha, el cervell no necessita fer front a una emergència. Ho fa tot sol, espontàniament.

La influència d’una neurona sobre cadascuna dels centenars de neurones connectades a ella pot ser molt forta, molt feble o qualsevol dels graus intermedis, segons la solidesa i la força de cadascuna de les sinapsis. Hi ha una espècie de norma, enunciada pel científic canadenc Donald Hebb l’any 1949: “Neurons that fire together, wire together”. Les neurones que es disparen juntes s’acoblen i reforcen el seu lligam recíproc. És així com el cervell es reorganitza constantment: creant sinapsis noves, reforçant les velles, eliminant aquelles que ja no serveixen. [ENGEGADA, 81] Un gran nombre de funcions cerebrals, començant per l’aprenentatge, depenen d’aquest ajustament constant de les connexions sinàptiques i de la seva força i solidesa. En resum, al contrari d’allò que hem cregut durant segles, el cervell humà no és de cap manera ni estàtic ni immutable:

• en alguns casos es pot autoreparar;

• un nen “endarrerit en els estudis” pot aprendre a aprendre. Només cal ensenyar-li a fer-ho i encoratjar-lo en lloc de mortificar-lo; [APRENENTATGE, 157]

• un mal costum qualsevol, desagradable o excusable, pot ser abandonat. Una dependència greu, com la del joc, pot ser controlada i dominada; [HABITUDS I DEPENDÈNCIES, 186]

• una anciana pot mantenir la memòria d’un jove adult, si no deixa d’aprendre i d’esforçar-se cerebralment; [APRENENTATGE PERMANENT, 207]

• contràriament, una simple condició d’estrès prolongat, i ja no diguem una síndrome d’estrès posttraumàtic, produeixen canvis no desitjats i de llarga durada a les connexions cerebrals. [ESTRÈS CRÒNIC, 190]

Atenció: en qualsevol cas, un funcionament imperfecte de la màquina cerebral pot implicar patologies o altres respostes no desitjades que queden fora de l’abast, simplement divulgatiu, d’aquest manual [NOTES LEGALS, 239] i que requereixen consell i atenció per part de professionals especialitzats. [DISFUNCIONS, 193]

L’usuari d’un cervell que funciona pot descobrir que, gairebé sempre a través d’una volició —d’un acte de voluntat—, està en condicions de modificar, ajustar, sintonitzar almenys en part la seva configuració sinàptica. [TAULER DE CONTROL, 149] Que al capdavall, i resumidament, és tant com dir la seva vida.

A l’espera de fer la coneixença d’algun extraterrestre amb una intel·ligència superior, el cervell de l’Homo sapiens continua sent la cosa més complexa, sorprenent i fantàstica de l’univers. La complexitat és allò que fa les neurones capaces de produir el pensament, la intel·ligència i la memòria, tot a la mesura de cadascun dels usuaris. És sorprenent que aquesta mena de màquina biològica superi encara de molt, per capacitat de càlcul i per eficiència, totes les màquines del món. És fantàstic fer-hi una passejada.