HBP, obezitate, diabet și sistemul de recompense - Articole - IntraMed
Introducere
Homo sapiens se confruntă în prezent cu multiple dificultăți. Dintre acestea, creșterea, chiar și la populațiile cu sărăcie extremă, a obezității și a diabetului de tip 2 și a hipertensiunii, pe lângă creșterea dependenței de opioide.
În timp ce științele medicale avansează, există costuri semnificative în tratarea unui număr tot mai mare de populație bolnavă. Deși aceste probleme par a fi separate, acest articol sugerează că aceste dificultăți provin din conflictul dintre modul în care a evoluat și modul în care trăim în prezent.
Natura favorizează organismele care colectează și utilizează energia eficient, dar în ultimii 250 de ani resursele depășesc nevoile biologice.
Cercetătorii menționează că capacitatea de calcul (sau inteligența superioară) a homo sapiens a fost limitată în fiecare perioadă de energie și încearcă să identifice adaptările cheie ale acestor limitări.
Originile celulare ale capacității de calcul umane
Capacitatea de calcul umană a început în urmă cu aproximativ 4 miliarde de ani, cu celule procariote cu ADN care a codificat informații pentru formarea proteinelor care catalizează diferite reacții. Din acest motiv, celula este în esență un computer analog în care informațiile sunt procesate de semnale chimice.
Celulele procariote realizează aceste funcții cu un cost energetic foarte mic, la limita inferioară a legilor fizice. Deși aceste celule sunt mici, abia micrometri, cu genomi mici care, necesitând adaptarea la noi condiții, au trebuit să scape de genele lor neesențiale.
Un eveniment, invazia de către o bacterie, a generat o schimbare cheie. Gazda, renunțând la cea mai mare parte a genomului său, a devenit un rezident permanent, un organit obligatoriu: mitocondriile, care permiteau acestor celule (eucariote) să prezinte un volum de 10.000 de ori mai mare și un diametru de 100 de ori mai mare.
Limitările organismelor unicelulare, printre care dificultatea pentru semnalizarea chimică datorată creșterii volumului lor, semnalizarea electrică limitată la un singur canal și limitarea coexistenței proteinelor, printre altele, au fost rezolvate prin organizarea lor în organisme pluricelulare.
Resurse multicelulare extinse și capacitate de calcul
Multicelularitatea a rezolvat limita diversității proteinelor, permițând specializarea în funcție de funcție (celule musculare, celule hepatice, printre altele). Această specializare în funcții a permis extinderea circuitelor de procesare a informațiilor.
Unul dintre proiectele cheie a fost reglementarea predictivă.
Senzorii interni au colectat informații, cum ar fi nivelurile nutriționale, osmolaritatea, printre altele, în timp ce senzorii externi au obținut informații din mediu, cum ar fi temperatura, pH-ul, lumina, pericolul în raport cu prădătorii, printre altele. Aceste informații sunt apoi procesate la nivelul creierului, în care este prioritizată nevoia, sunt stabilite schimburi eficiente și sunt luate în considerare riscurile împotriva beneficiilor.
Apoi, se prezice comportamentul indicat, cu toate informațiile metabolice și fiziologice care îl susțin.
reglarea predictivă sau alostaza, minimizează frecvența și dimensiunea erorii, făcându-l mai eficient decât homeostazia, care, spre deosebire de precedenta, așteaptă eroarea și apoi corectează feedback-ul negativ.
Pentru a ocupa lumea, homo sapiens a necesitat un creier mare și eficient
În timp ce cimpanzeii colectau alimente vizibile, oamenii au descoperit tuberculii și valoarea lor nutritivă ridicată în carbohidrați în subteran.
Acesta a fost unul dintre motivele pentru care oamenii au colectat și procesat de 5 ori mai multe calorii decât cimpanzeii, îndeplinind cerințele pentru un creier de 3 ori mai mare, care se maturizează treptat. Cu toate acestea, acest proces de învățare a culegerii și a vânătorii necesită cel puțin 20 de ani.
Acest creier în expansiune urmează o serie de principii bazate pe eficiență, inclusiv: specializarea (de exemplu, cortexul vizual are modalități de a diferenția culoarea, mișcarea, fețele, printre altele), expresia circuitelor care sunt necesare (în beneficiul economisirii spațiului și energie) și separarea circuitelor neuronale.
În plus, creierul lui H. sapiens este împărțit în aproximativ 180 de zone diferite, printre acestea specializate în procesare și control motor, altele pentru recunoașterea facială, printre altele. Aceste zone au o plasticitate semnificativă.
Extindeți capacitatea de calcul a comunității
Deși capacitatea unui individ este limitată de spațiu și energie, specia umană își poate extinde capacitatea de calcul acționând într-un grup, cu oameni specializați pentru diferite activități.
O comunitate de experți poate câștiga o competiție împotriva unui grup fără specialități, dar poate genera, de asemenea, stres profund și conflicte interumane. Din acest motiv, trebuie să existe capacități de a elibera tensiunea și coeziunea, cum ar fi sexul, muzica, dansul sau ceremoniile nașterii, căsătoria, printre altele.
Principiul utilizării circuitelor cu cheltuieli energetice mai mari, doar atunci când este necesar, a generat o investiție în dezvoltarea circuitelor pentru producția și prelucrarea muzicii și artei, ceea ce ar sugera importanța sa în proiectarea noastră.
Ceea ce ne-a condus la dificultățile actuale?
Brevetarea primei mașini care a folosit focul pentru a face lucrări mecanice de către Watt în 1769 a fost cea mai semnificativă dezvoltare de la mitocondrii. Această descoperire i-a îndepărtat pe bărbați, femei și copii de sarcinile rurale provocatoare și i-a determinat să lucreze 12 ore sau mai mult pe zi într-o mină sau pe mașini.
Aceste sarcini simple, învățate rapid, discreditează recompensele stăpânirii îndelungate, în același mod în care presiunea programelor și izolarea discreditează munca comună și aprobarea comunității, printre altele. S-ar părea, deci, că, controlând natura, diminuăm recompensele.
Conform teoriilor computaționale, atunci când abundența, confortul și izolarea diminuează sursele de surpriză pozitivă care întăresc circuitele primitive de dopamină, sistemul caută întărirea de la intensificare. Atunci sursa surprizei pozitive devine „mai”.
Reglementarea predictivă într-un regim de reducere prin surpriză
Consumul social nelimitat de produse fabricate se explică prin teoriile conform cărora o economie trebuie să „crească sau să moară”.
Dar pentru un sistem condus de necesitatea escaladării, este mai probabil să „crească și să moară”, deoarece consumul nelimitat alimentează diverse patologii, care se consolidează reciproc. La scară planetară, creșterea în dioxid de carbon crește temperatura atmosferică care topește gheața de mare. Aceasta crește absorbția radiației solare, o cauză a încălzirii crescute care topește permafrost, eliberând gaze de seră sechestrate etc. Patologiile mediului în consecință sunt nenumărate și familiare (Kolbert, 2015).
În mod similar, consumul individual nelimitat de alimente bogate determină defectarea circuitelor metabolice. În mod normal, creierul prezice nivelul de glucoză necesar pentru a hrăni, de exemplu, un joc de tenis și stabilește nivelul corespunzător prin modularea secreției de insulină și a altor alți hormoni.