Mi az a csatlakozó? Az agy új térképei

Az emberi agy az egyik legösszetettebb ismert természetes rendszer. Ez nem egyszerűen azért van így, mert a technológiai fejlődés viszonylag nemrégiben lehetővé tette a mérőeszközök létrehozását. megfelelő ennek a szervkészletnek a tanulmányozására, nem arra a tényre, hogy egy felnőtt ember átlagos emberi agya körülbelül 80 000 000 neuronok. A kulcs az, hogy ezek az idegsejtek hogyan kapcsolódnak egymáshoz.

Ahogy ebben a cikkben látni fogjuk, a konnektom fogalma azért született, hogy segítsen megérteni egy olyan bonyolult dolog belső logikáját, mint az agy.

• Kapcsolódó cikk: "Az emberi agy részei (és funkciói)"

Mi az a kapcsolat?

Amint láttuk, az emberi agyban elsöprő számú idegsejt található. De szintén, minden neuron képes kapcsolódni több száz, több ezer másik neuronhoz. Ezek a kapcsolatok idővel változhatnak és fejlődhetnek.

Elmondható, hogy ha idegrendszerünk működik, az azért van, mert a neuronok képesek küldeni idegimpulzusok milliói jutnak egymáshoz ezeken a touchdownokon keresztül, ún Szinapszis. Mindegyik neuron külön-külön nem képes ellátni egyetlen olyan funkciót sem, amely lehetővé teszi számunkra, hogy gondolkodjunk, érezzünk vagy akár életben maradjunk.

Egy kapcsolat tehát van az idegrendszerben vagy az idegrendszer egy részében létező idegi kapcsolatok feltérképezése, általában egy agy. Az elmúlt években több olyan projekt is megjelent, amelyeken keresztül ezeknek a reprezentációknak köszönhetően próbálják megérteni az idegrendszer különböző részeinek működését.

Szerkezeti kapcsolatok és funkcionális kapcsolatok

A konnektorok tervezésénél lehetőség nyílik szerkezeti és funkcionális kapcsolatok leírására is. Az elsők elárulják a kapcsolódás általános és makroanatómiai mintái, általában a gerendákban testesül meg axonok csoportosítva, amelyek az idegrendszer egyik részéből egy másik régióba kerülnek. A második minta az alacsonyabb dimenziós részletekre összpontosít, amelyek a kapcsolatok csoportjának valószínűségével kapcsolatosak a neuronok bizonyos idegimpulzusokat küldenek egy másik csoportba, ez a kapcsolat általában egy kiszámíthatatlanabb és megszakított.

A Human Connectome projekt

A konnektom fogalmát gyakran hasonlítják össze a genom fogalmával, ez a szó viszont egy másik típusú biológiai szerkezetben, a DNS-ben található információra utal. Ugyanúgy, ahogy a 20. században a biológia és a kapcsolódó tudományágak látták nagy remény az emberi genom belső logikájának megfejtésének lehetőségében, a közelmúltban évek idegtudomány és pszichológia, valamint számítástechnika, elkezdték megvizsgálni annak lehetőségét, hogy megértsük fajunk tagjainak tipikus kapcsolatát.

Ezért született meg 2009-ben a Human Connectome Project vagy Human Connectome Project, amelyet az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézetének tagjai finanszíroztak. E kezdeményezés kapcsolata az egészséggel nyilvánvaló: fel lehet térképezni az egészséges emberi agy, de az egy bizonyos mentális betegséggel kapcsolatos, annak érdekében, hogy minden esetben jelentős különbségeket tárjunk fel az idegsejtek egymással való kommunikációjában.

Ebben a kapcsolódási mintában indokolt bizonyos zavarok okait keresni, hiszen jelenleg egy fontos konszenzus azon elképzelés körül, hogy a mentális folyamatok nagyobb valószínűséggel okoznak funkcionális problémákat, ha csoportok Az őket mozgató neuronok nagyon el vannak választva egymástól, mivel ezekkel a távolságokkal való munkavégzés magasabb költséggel jár. metabolikus. Ha az agyban a neuroncsoportok közötti távolság abnormálisan nagy, az észlelésben vagy a viselkedésben megváltozhatnak. A Human Connectome Project a mai napig is fut.

Egy fénykép az agyról?

Amint láttuk, a konnektom egyfajta térképe az agynak, és létezése lehet megkönnyíti működésének megértését. Azonban természeténél fogva korlátozott teljesítményű eszköz.

Ez azért van így, mert az idegrendszer, különösen az agy, folyamatosan változó rendszer. Ez egy olyan jelenség, amelyet ún Neuronális plaszticitás, ahol minden tapasztalat, függetlenül annak pszichológiai szempontból fontosságától, megváltoztatja neuronjaink kapcsolódási és tevékenységi mintáit.

Így egy konnektom közelítő képet adhat bizonyos viselkedési logikák működéséről, egyesek hatásairól mentális betegségek és agysérülések kezelésére, és akár neurális hálózati tanulási rendszerek létrehozására is használható számítógépek. Valójában már voltak ígéretes eredmények, mint például egyfajta féreg agyának kapcsolatának újrateremtése, hozzon létre vele egy szimulációt, és tanuljon meg bizonyos viselkedéseket ahogy az egyik ilyen állat megtenné egy kódsor programozása nélkül.

De a konnektom nem használható egy szervezet viselkedésének pontos előrejelzésére. egy olyan aggyal, mint az ember, vagy egy hasonló összetettségű aggyal, mivel változik állandóan. Ha a tudásnak ezt a fokát el tudjuk érni, úgy tűnik, még hosszú út áll előttünk.