Az előző cikkben ismertettem a komplexitás tudományának alapfelfogását és ennek szemléletével az ember és a társadalom viszonyát, ebben az írásban az agy komplex működését és annak okait vizsgáljuk meg, ezen szemlélet szerint.

A korábbi álláspontok hangsúlyozták, hogy az agy valódi komplex rendszer (tudományos értelemben), dinamikus (folyamatosan változó) mintázatokat és az elektromos és kémiai tevékenység al-mintáit hozza létre folyamatosan.
A televízióban látható időjárási térképek a hőmérséklet, az esőzések és más időjárási minták alapján a Föld felszínét, különböző grafikai eszközökkel ábrázolják, amelyek segítenek elképzelni a változó minták szerint az időjárást.
Valahogy így lehet elképzelni az agy aktivitási térképét is, amely fraktál mintaként is értelmezhető.
A kép nagyban különbözik a nagyítás különböző szintjeitől.
Az agy működése nem egy ki és egy bekapcsolt állapot között írható le, hanem inkább úgy, mintha egy szabályozó, regulációs kapcsolóval lenne ellátva. A különböző tudat állapotok, betegségek, érzelmi minták, folyamatosan alakítják az agy működését és ezzel változó „térképet” mutatnak.

A tudatossággal kapcsolatos tanulmányok gyakran alkalmazzák, az idegtudós, Antonio Damasio által javasolt modellt. A modell három hierarchikus rétegből áll, amelyek evolúciós hatásokba vannak ágyazva.

1. A protoself egy olyan előtudatos állapotot képvisel, amelyet minden életformában létezik, beleértve az egysejtű szervezeteket is. Ez az alapot biztosítja az “én” két magasabb szintjén.
2. A magtudat akkor fordul elő, amikor az organizmusok egyfajta önérzetet alakítanak ki. A magtudatosság csak a jelen pillanata, az itt és most. Nem igényel nyelvet vagy memóriát és nem is tükrözi a múltbeli tapasztalatokat, vagy nem vetíti magát a jövőbe.
3. A kibővített tudatosság akkor következik be, amikor a tudatosság túlmutat az itt és mosttól, és kiterjedt memóriahasználatot alkalmaz. Az élőlény tudatában van a múltnak, a jelennek és a jövőnek.

E kategóriák szem előtt tartásával azt feltételezhetjük, hogy sok állat rendelkezik alapvető tudatossággal, de valószínű, hogy a legtöbb állat nem rendelkezik az ember kiterjesztett tudatosságával.
Magasabb rendű állatok, mint az emberszabású majmok (orángutánok, gorillák és csimpánzok) kisebb (de mégis kiterjesztett) tudattal rendelkezhetnek. A más majmok (sőt a pl. a varjak és a polipok is) eszközöket használnak, problémákat megoldanak, és sok más emberi viselkedést mutatnak.

DE mi különbözteti meg az emberi agy anatómiáját a majmok és más emlősök agyától.?

Erre a kérdésre a válasz az, hogy egy nyilvánvaló paradox-mentális feldolgozás.
Valójában a tudatos tapasztalatunk nagy része kritikusan függ az agykérgünk működésétől. De a különböző emlősök kortikális (agykérgi) struktúrái között nagyon kevés különbség van.
Mindegyik hasonló cellatípusokat tartalmaz, oszlopokban elrendezve, különálló kortikális rétegekkel.
A nagyobb agy természetesen több idegsejtet és oszlopot alkalmaz, hogy kölcsönhatásba lépjen egymással. Bár az agy méretnek számítania kell valamit, de ez nem magyarázza meg, miért tűnnek intelligensebbnek az emberek, mint az elefántok, a delfinek és a bálnák, melyek agymérete meghaladja az emberét.
A fent említett három nagy faj mindegyikének agya és agykérge, hasonlít az emberi agyhoz, kivéve, hogy  sokkal nagyobbak. Bár az emberek, a testtömegük arányához képest a legnagyobb tömegű aggyal rendelkeznek az élőlények között, de ez nem magyarázza meg a komplexebb agyműködésünket.

A szinte bármely bonyolult rendszer működésének alapja, hogy a lokalizáció (izoláció) szélsőséges állapotai és a globális állapotok között, milyen összefüggések működnek. Ha azt vizsgáljuk, hogy a kérdéses rendszer leginkább egy egységes integrált entitásként viselkedik-e, ami az összes kisebb részének erős, folyamatos interakcióját jelenti vagy a rendszer sok apró alrendszerből áll, amelyek többé-kevésbé függetlenül működnek, akkor képet kaphatunk egy rendszer komplexitásáról.

Ezt a “szurkolók egy labdarúgó stadionban” példával megpróbálom szemléltetni.
Mielőtt egy mérkőzés megkezdődik, a legtöbb interakció az egymás közelében tartózkodó személyek között zajlik, az egyéni beszélgetések nagyrészt függetlenek egymástól. Ez a reakció, a funkcionális lokalizáció.
Az ellentétes állapot akkor következik be, amikor a hazai csapat, gólt rúg, és a rajongói együtt lelkesednek. Nevezzük ezt a reakciót a globális koherenciának.
A lokális és globális működések megfigyelhetőek az emberi agyban is és szorosan összefüggnek az agyi egészséggel.
Az agykutatások azt sugallják, hogy a legkomplexebb agyállapotok a teljesen lokális és a teljes globális viselkedés szélsőségei között fordulnak elő, ami az agy komplexitása és az egészséges tudat közötti összefüggést jelenti.

A kémiai (neurotranszmitter) rendszerek úgy működnek, hogy az agyat különböző módon változtatják, a dinamikus viselkedések lokális és globális működések skálája mentén.
Különböző vegyianyagok megváltoztathatják a különböző agykérgi területek közötti kapcsolási erőt szelektív akciók esetén, különböző kortikális mélységekben.
Az egészséges tudat a helyi, regionális és globális mechanizmusok közötti megfelelő egyensúlyhoz kapcsolódik.
A lokális és globális működésű agyállapotok a skizofréniától és az autizmustól (szélsőséges lokalizáció) az egészséges állapotokon keresztül (mérsékelt lokalizáció), kómáig vagy érzéstelenítésig terjednek (szélsőséges globális koherencia).

Hogyan alakulhat ki az ember agyi élettana, hogy összetett mintákat hozzon létre, és hogyan teszi lehetővé, hogy az agy könnyen válthasson a lokalizált és a globális működés között?

Az agykéreg távoli területei közötti, kapcsolatok mértéke biztosítja az egyik lehetőséget a komplex agyi minták széles skálájának előállítására. Az emlősök agykéregében lévő egyes neuronok mindegyike két vagy három szinapszis útvonallal választható el.
Ez azt sugallja, hogy egy neuron akciós potenciálja egy másodlagos neuront céloz meg, amely viszont egy harmadik neuront céloz meg, és így tovább.
Azonban csak két vagy három ilyen lépésre lehet szükség ahhoz, hogy az egyik régióból származó hatások a távoli kéregre terjedjenek. Az ilyen kortiko-kortikális útvonalhosszúságok hasonlítanak az úgynevezett, globális emberi kapcsolódási hálóhoz, mely szerint bármely két ember között a Földön, legfeljebb 6 kapcsolódási pontból álló kapcsolat rendszer van. Ez azt jelenti, ha választasz egy embert véletlenszerűen, az valószínű ismer valakit, aki ismer valakit, aki ismer valakit…stb. így legfeljebb 5 emberen keresztül eljuthatsz egy közvetlen ismerősödhöz.
Hasonlóan működnek a vasútvonalak, a repülési útvonalak és a legtöbb több csomópontos hálózat.

Hogyan alkalmazható a fenti rendszer az emlősök agyára?

Tegyük fel, hogy számoljuk az axonok számát, amelyek a cortex alsó részébe belépnek és elhagyják a területet. Néhány ilyen rost összeköti az agy kéreget,(kortiko-kortikalis rostok), mások összekötik a kortexet a mély (középagyi) struktúrákkal, különösen a thalamusokkal. Az emberi agyban a kéregbe belépő vagy azt elhagyó emberi szálak mindössze 2-5% -a kapcsolódik a középső vázszerkezetekhez. Ez azt jelenti, hogy ezek a szálak (axonok) az emberek túlnyomó többségében kortikális-kortikális. Ezzel ellentétben a kortiko-kortikalis axonok relatív sűrűsége sokkal alacsonyabb az alacsonyabb rendű emlősöknél, a patkányokban ez például csak kb. 50 százalék.
Úgy tűnik, hogy a kortiko-kortikalis rostok relatív sűrűsége fokozatosan növekszik az egyre magasabb rendű élőlényekben és a különböző agykérgi neuronok és oszlopok globális kölcsönhatásaiból származik, az emberiség. A kéregből az agykéreghez kapcsolódó dinamikus visszacsatolás fontosabb lehet az embernél, mint az alacsonyabb rendű emlősöknél.

Egyszerűbben szólva, az ember agykérgében sokkal összetettebb inger feldolgozás, kommunikáció folyik, mint a többi élőlény agyában. Komplexebben képes érzékelni a környezetét, feldolgozni a környezet ingereit és komplexebb módon képes értelmezni az információkat. Ezzel a világot is komplexebben képes felfogni, látni és elképzelni, és az ember tudatának ez teremt alapot, legalább is a komplexitás tudománya szemszögéből.
De ha kicsit eljátszunk a gondolattal és elképzelünk egy másik fajt, egy másik élőlényt, ami az emberénél még komplexebb érzékelésre és gondolkodásra képes, még komplexebben, átfogóbban és ezzel érthetőbben képes felfogni önmagát és a világot, melyben létezik.
Hogyan viselkedne, létezne és viszonyulna önmagához és a világhoz ez az élőlény ?.
Nagyobb tudatosságánál fogva, sokkal inkább megpróbálná uralni önmagát és a környezetét vagy inkább sokkal inkább képes lenne összhangban és harmóniában létezni azzal?.
Próbáljuk meg elképzelni…

Komplexitás tudománya – agyműködés és tudat 1.rész