Co je to konektom? Nové mapy mozku

Lidský mozek je jedním z nejsložitějších známých přírodních systémů. Není to jen proto, že technologický vývoj umožnil vytvoření měřicích nástrojů relativně nedávno. adekvátní ke studiu tohoto souboru orgánů, ne ke skutečnosti, že průměrný lidský mozek dospělého člověka obsahuje přibližně 80 000 000 neurony. Klíčové je, jak jsou tyto nervové buňky propojeny.

Jak uvidíme v tomto článku, koncept konektomu se narodil, aby nám pomohl pochopit vnitřní logiku něčeho tak složitého, jako je mozek.

• Související článek: "Části lidského mozku (a funkce)"

Co je to konektom?

Jak jsme viděli, v lidském mozku je ohromné ​​množství nervových buněk. Ale také, každý neuron je schopen spojení se stovkami, tisíci dalších neuronů. Tato spojení se mohou v průběhu času měnit a rozvíjet.

Dá se říci, že pokud náš nervový systém funguje, je to proto, že neurony jsou schopny vysílat miliony nervových impulsů k sobě navzájem prostřednictvím těchto dotyků, tzv synapse. Každý neuron, jednotlivě, není schopen vykonávat žádnou z funkcí, které nám umožňují myslet, cítit nebo dokonce zůstat naživu.

Konektom je tedy mapování nervových spojení, která existují v nervovém systému nebo části nervového systému, obvykle mozek. V posledních letech se objevilo několik projektů, jejichž prostřednictvím se snaží porozumět fungování různých částí nervového systému díky těmto reprezentacím.

Konstrukční vazby a funkční vazby

Při návrhu konektomů je možné popsat jak konstrukční, tak funkční spojení. První odhalují obecné a makroanatomické vzorce konektivity, obvykle ztělesněné v trámech z axony seskupené, které jdou z jedné části nervového systému do jiné jeho oblasti. Druhý vzorek se zaměřuje na detaily nižší dimenze související s pravděpodobností skupiny spojení neurony posílají určité nervové impulsy do jiné skupiny, což je spojení, které se obvykle vytváří v nepředvídatelnější a přerušen.

Projekt Human Connectome

Koncept konektomu je často srovnáván s konceptem genomu, což je slovo, které zase odkazuje na informaci obsaženou v jiném typu biologické struktury: DNA. Stejně jako ve 20. století viděla biologie a příbuzné vědní obory velkou naději v možnost rozluštění vnitřní logiky lidského genomu, v nedávných let neurovědy a psychologie, stejně jako informatika, se začali zabývat možností pochopení typického konektomu příslušníků našeho druhu.

Proto se v roce 2009 zrodil Human Connectome Project, neboli Human Connectome Project, financovaný členy National Institutes of Health, Spojených států amerických. Souvislost této iniciativy se zdravím je zřejmá: lze zmapovat souvislosti zdravého lidského mozku, ale také spojené s určitou duševní chorobouza účelem lokalizace významných rozdílů ve způsobu, jakým spolu nervové buňky v každém případě komunikují.

Je rozumné hledat příčiny určitých poruch v tomto vzoru konektivity, protože v současnosti existuje důležitá konsensus kolem myšlenky, že mentální procesy budou mít s větší pravděpodobností funkční problémy, pokud skupiny neuronů, které je pohánějí, jsou od sebe velmi odděleny, protože práce s těmito vzdálenostmi vyžaduje vyšší náklady metabolické. Pokud je v mozku tato vzdálenost mezi skupinami neuronů abnormálně velká, mohou se objevit změny ve vnímání nebo chování. Projekt Human Connectome dodnes běží.

Fotku mozku?

Jak jsme viděli, konektom je druh mapy mozku a jeho existence může usnadnit pochopení jeho fungování. Ze své podstaty se však jedná o nástroj s omezenou silou.

Je tomu tak proto, že nervový systém, zejména mozek, je neustále se měnící systém. Jedná se o fenomén známý jako Neuronální plasticita, přičemž jakákoli zkušenost, bez ohledu na její význam z psychologického hlediska, způsobuje změnu konektivity a vzorců aktivity našich neuronů.

Konektom tak může poskytnout přibližnou představu o fungování určitých logik chování, o účincích některých duševní choroby a poranění mozku a lze je dokonce použít k vytvoření systémů učení neuronových sítí v počítače. Ve skutečnosti již došlo k slibným úspěchům, jako je znovuvytvoření konektomu mozku určitého druhu červa, vytvořit s ním simulaci a přimět ho, aby se naučil určité chování stejně jako by se jedno z těchto zvířat obešlo bez naprogramování řádku kódu.

Konektom však nelze použít k přesné předpovědi chování organismu. s mozkem jako je lidský nebo s podobnou složitostí, protože se mění neustále. Pokud jsme schopni dosáhnout tohoto stupně poznání, zdá se, že je před námi ještě dlouhá cesta.