În 2018, revista Springer Nature a publicat un caz clinic foarte curios

În 2018, revista Springer Nature a publicat un caz clinic foarte curios: o femeie de 43 de ani a suferit un accident vascular cerebral din cauza unui amestec anormal de vase de sânge în creier. Pentru a o salva, medicii au efectuat o embolizare, o procedură care blochează vasele defectuoase pentru a evita noi hemoragii.

Dar după intervenție, ceva s-a schimbat. Femeia a început să sufere simptome ciudate: a pierdut coordonarea, avea dificultăți în a se concentra și a găsi cuvinte, se comporta inadecvat (cum ar fi să râdă la înmormântări sau întâlniri de serviciu) și a devenit impulsivă, agresivă și iritabilă. Chiar a început să aibă halucinații, cum ar fi să vadă flamingo alergând prin casă.

Soțul ei asigura că totul era nou. Înainte de embolizare, ea era o avocată de succes, fără antecedente psihiatrice. Știm, datorită unor cazuri celebre precum cel al lui Phineas Gage (muncitorul care a supraviețuit unei bare de fier care i-a străpuns lobul frontal), că personalitatea depinde de creier. Dar aici era ceva interesant: dauna nu era în cortexul cerebral, ci în cerebel.

Se pare că această «conopidă», ascunsă sub lobii occipitali, a fost istoric subestimată

Se pare că această «conopidă», ascunsă sub lobii occipitali, a fost istoric subestimată, deoarece se credea că controlează doar coordonarea mișcării. Cu toate acestea, există tot mai multe dovezi care sugerează un rol mult mai larg. Chiar și în ultimii ani, am văzut titluri care prezentau cerebelul ca pe noul trofeu care ne face oameni, luând o parte din importanța lobului frontal.

Dar pentru a înțelege de ce cerebelul este atât de important, trebuie să ne întoarcem la originile sale. A apărut din structuri mai primitive numite, cu destul de multă ingeniozitate, «structuri similare cu cerebelul» (cerebellum-like structures în engleză). Aceste structuri încă există la unii pești primitivi, cum ar fi rechinii, pisicile de mare și peștii electrici.

Funcția lor este esențială: ajută la diferențierea între stimulii senzoriali externi și cei interni. De exemplu, rechinii vânează detectând câmpurile electrice ale prăzilor lor, dar există o problemă: ei înșiși produc câmpuri electrice care pot interfera cu aceste semnale.

Conform unui studiu publicat în Behavioral Neuroscience în 2019, structurile similare cerebelului rezolvă această dilemă cu un mecanism strălucit: un filtru adaptativ. Acest sistem folosește o copie a ordinelor motorii interne pentru a prezice și anula informațiile senzoriale autogenerate. Adică, filtrează zgomotul intern și lasă doar informațiile externe relevante.

Cerebelul a evoluat din duplicarea acestor structuri, ceea ce a permis ca capacitatea sa predictivă să se extindă la noi funcții, cum ar fi o mai bună coordonare a mișcărilor. De fapt, dezvoltarea sa este strâns legată de apariția maxilarelor și a înotătoarelor perechi la vertebrate, ceea ce sugerează că evoluția sa a fost determinată de necesitatea unui control motor și senzorial mai mare.

Pe măsură ce vertebratele au dezvoltat sisteme nervoase mai complexe și au avansat în cogniție, noile lor funcții au fost ajutate și de cerebel. Conform unei revizuiri publicate în Cerebellum în 2015, rolul său este de a detecta tipare repetitive, creând «modele interne» care îi permit să prezică viitorul și să anticipeze ce se va întâmpla.

De exemplu, când ascultăm un cântec cunoscut, putem anticipa notele următoare sau versurile fără efort. Acest lucru se întâmplă deoarece cerebelul a identificat secvența și a construit un model al modului în care sună. Dacă melodia se schimbă neașteptat, își ajustează predicția fără ca noi să fim conștienți de asta.

Importanța sa se reflectă și în anatomia sa. Deși cerebelul uman reprezintă doar 10% din volumul cerebral, găzduiește 80% din neuroni. De-a lungul evoluției mamiferelor, a crescut proporțional cu restul creierului, dar la maimuțe, și mai ales la oameni, expansiunea sa a fost uriașă. În specia noastră, este cu 31% mai mare decât se aștepta.

Curios, majoritatea proiecțiilor sale sunt conectate cu zone ale cortexului cerebral implicate în sarcini cognitive. Un articol publicat în revista Frontiers in Cellular Neuroscience în anul 2018 sugerează că cerebelul a fost esențial în evoluția acelor calități care au dat naștere ființei umane, cum ar fi utilizarea uneltelor, limbajul și cultura.

Acum milioane de ani, primii oameni au început să fabrice unelte de piatră, cum ar fi topoare și cuțite. Această sarcină necesita o coordonare motorie fină și capacitatea de a prezice modul în care se va sparge piatra atunci când este lovită. Datorită abilității sale de a detecta secvențe și de a prezice rezultate, cerebelul a permis perfecționarea acestei tehnici în timp.

În plus, alte cercetări mai recente au subliniat rolul său în inteligența socială, în special în stadiile mai avansate ale teoriei minții. Imaginează-ți că cineva ascunde o jucărie într-un sertar și apoi iese din cameră. Cât timp nu este acolo, muți jucăria în altă parte. Când acea persoană se întoarce, unde va căuta jucăria? Dacă răspunzi «în sertar», înțelegi că acea persoană are o «credință falsă». Acest tip de raționament, crucial pentru interacțiunea socială, depinde de o regiune specifică a cerebelului numită Crus I și II.

Cu toate acestea, noi nu suntem singurii cu un cerebel extraordinar. La delfini, această structură este, de asemenea, excepțional de mare în raport cu dimensiunea totală a creierului, datorită necesității lor de a procesa informații senzoriale complexe, în special auditive. În mod concret, se remarcă o regiune numită parafloculus, care la delfini este enormă. Funcția sa este de a integra informațiile sonore și de a le transforma în răspunsuri motorii precise, un mecanism cheie pentru ecolocalizare, care le permite să «vadă» cu sunetul.

Un alt mamifer care se remarcă prin cerebelul său mare este elefantul. Aceste animale au cel mai mare cerebel în raport cu dimensiunea creierului lor dintre toate mamiferele studiate până acum. Reprezintă aproximativ 18,6% din masa lor cerebrală, aproape dublu față de oameni, ceea ce sugerează că îndeplinește un rol crucial în viața lor.

Știm că cerebelul este esențial pentru controlul motor fin, iar la elefanți acest lucru capătă o importanță deosebită datorită complexității trompei lor. Acest organ versatil și ultrasensibil le permite să se hrănească, să bea, să comunice și să manipuleze obiecte cu o precizie uimitoare. În plus, elefanții utilizează infrasunete pentru a comunica la distanțe lungi și este posibil ca cerebelul lor să aibă, de asemenea, un rol cheie în acest sens.

Dacă cerebelul ne-a făcut oameni, a făcut și elefanți pe elefanți și delfini pe delfini. Și dacă acum putem purta o conversație, sculpta și călători în spațiu, este pentru că, cu multe milioane de ani în urmă, primele vertebrate au învățat să prezică viitorul.