Što je konektom? Nove mape mozga

Ljudski mozak jedan je od najsloženijih poznatih prirodnih sustava. To nije samo zato što je tehnološki razvoj relativno nedavno omogućio stvaranje mjernih alata. dovoljno za proučavanje ovog skupa organa, a ne činjenicu da prosječni ljudski mozak odrasle osobe sadrži otprilike 80.000.000 neuroni. Ključ je kako su te živčane stanice povezane.

Kao što ćemo vidjeti u ovom članku, koncept konektoma je rođen da nam pomogne razumjeti unutarnju logiku nečega tako kompliciranog kao što je mozak.

• Povezani članak: "Dijelovi ljudskog mozga (i funkcije)"

Što je konektom?

Kao što smo vidjeli, u ljudskom mozgu postoji ogroman broj živčanih stanica. ali također, svaki neuron je sposoban povezati se sa stotinama, tisućama drugih neurona. Te se veze mogu mijenjati i razvijati tijekom vremena.

Može se reći da ako naš živčani sustav radi, to je zato što su neuroni sposobni slati milijuni živčanih impulsa jedni drugima kroz ta dodirivanja, tzv sinapsa. Svaki neuron, pojedinačno, nije sposoban obavljati nijednu od funkcija koje nam omogućuju da mislimo, osjećamo ili čak ostanemo živi.

Connectome, dakle, jest mapiranje neuronskih veza koje postoje u živčanom sustavu ili dijelu živčanog sustava, obično mozak. Posljednjih godina pojavilo se nekoliko projekata kroz koje se pokušava razumjeti funkcioniranje različitih dijelova živčanog sustava zahvaljujući tim prikazima.

Konstrukcijske veze i funkcionalne veze

Pri projektiranju konektoma moguće je opisati i strukturne i funkcionalne veze. Prvi otkrivaju opći i makroanatomski obrasci povezanosti, obično utjelovljena u gredama od aksoni grupirane koje idu iz jednog dijela živčanog sustava u drugu njegovu regiju. Drugi uzorak fokusiran je na nižedimenzionalne detalje koji se odnose na vjerojatnost da grupa veza neuroni šalju određene živčane impulse drugoj skupini, veza koja se obično ostvaruje u nepredvidljivijim i prekinuti.

Projekt Human Connectome

Koncept konektoma često se uspoređuje s konceptom genoma, riječi koja se pak odnosi na informacije sadržane u drugoj vrsti biološke strukture: DNK. Na isti način na koji su u 20. stoljeću vidjele biologija i srodne znanstvene discipline veliku nadu u mogućnost razotkrivanja unutarnje logike ljudskog genoma, u posljednje vrijeme godine neuroznanosti i psihologije, kao i informatike, počeli su razmatrati mogućnost razumijevanja tipičnog konektoma pripadnika naše vrste.

Zato je 2009. rođen Human Connectome Project, odnosno Human Connectome Project, koji financiraju članovi Nacionalnog instituta za zdravlje Sjedinjenih Američkih Država. Poveznica ove inicijative sa zdravljem je evidentna: moguće je mapirati veze zdravog ljudskog mozga, ali i povezan s određenom mentalnom bolešću, kako bi se locirale značajne razlike u načinu na koji živčane stanice međusobno komuniciraju u svakom slučaju.

Razumno je tražiti uzroke određenih poremećaja u ovom obrascu povezanosti, jer trenutno postoji važan konsenzus oko ideje da će mentalni procesi vjerojatnije imati funkcionalne probleme ako su skupine neurona koji ih pokreću jako su odvojeni jedni od drugih, jer rad s tim udaljenostima uključuje pretpostavku viših troškova metabolički. Ako je u mozgu ta udaljenost između skupina neurona abnormalno velika, mogu se pojaviti promjene u percepciji ili ponašanju. Do danas je projekt Human Connectome još uvijek u tijeku.

Fotografija mozga?

Kao što smo vidjeli, konektom je svojevrsna mapa mozga, a njegovo postojanje može olakšati razumijevanje njegovog rada. Međutim, po svojoj prirodi, to je alat s ograničenom snagom.

To je tako jer je živčani sustav, posebice mozak, sustav koji se stalno mijenja. Ovo je fenomen poznat kao Neuronska plastičnost, pri čemu svako iskustvo, bez obzira na njegovu važnost u psihološkom smislu, uzrokuje promjenu obrazaca povezanosti i aktivnosti naših neurona.

Dakle, konektom može dati približnu ideju o djelovanju određenih logika ponašanja, o učincima nekih mentalnih bolesti i ozljeda mozga, a može se koristiti čak i za stvaranje sustava za učenje neuronskih mreža računala. Zapravo, već postoje obećavajuća postignuća, poput ponovnog stvaranja konektoma mozga vrste crva, napravite simulaciju s njim i natjerajte ga da nauči određena ponašanja baš kao što bi jedna od ovih životinja učinila bez programiranja linije koda.

Ali konektom se ne može koristiti za točno predviđanje ponašanja organizma. s mozgom poput ljudskog ili s mozgom slične složenosti, budući da se mijenja konstantno. Ako uspijemo doći do tog stupnja znanja, čini se da je pred nama još dug put.