Apa itu connectome? Peta baru otak

Otak manusia adalah salah satu sistem alam paling kompleks yang dikenal. Ini bukan hanya karena perkembangan teknologi telah memungkinkan terciptanya alat ukur yang relatif baru. cukup untuk mempelajari kumpulan organ ini, belum lagi fakta bahwa rata-rata otak manusia pada orang dewasa mengandung sekitar 80.000.000 neuron. Kuncinya adalah bagaimana sel-sel saraf ini terhubung.

Seperti yang akan kita lihat di artikel ini, konsep connectome lahir untuk membantu kita memahami logika internal dari sesuatu yang serumit otak.

• Artikel terkait: "Bagian-bagian otak manusia (dan fungsinya)"

Apa itu connectom?

Seperti yang telah kita lihat, ada banyak sekali sel saraf di otak manusia. Tetapi juga, setiap neuron mampu terhubung dengan ratusan, ribuan neuron lainnya. Koneksi ini dapat berubah dan berkembang seiring waktu.

Dapat dikatakan bahwa jika sistem saraf kita bekerja itu karena neuron mampu mengirim jutaan impuls saraf satu sama lain melalui touchdown ini, disebut sinaps. Setiap neuron, secara individu, tidak mampu melakukan fungsi apa pun yang memungkinkan kita untuk berpikir, merasakan, atau bahkan tetap hidup.

Sebuah connectome, kemudian, adalah pemetaan koneksi saraf yang ada di sistem saraf atau bagian dari sistem saraf, biasanya otak. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa proyek telah muncul di mana upaya dilakukan untuk memahami fungsi berbagai bagian sistem saraf berkat representasi ini.

Koneksi struktural dan koneksi fungsional

Saat merancang sambungan, dimungkinkan untuk menggambarkan sambungan struktural dan fungsional. Yang pertama terungkap pola konektivitas umum dan makroanatomi, biasanya diwujudkan dalam balok akson dikelompokkan yang pergi dari satu bagian dari sistem saraf ke daerah lain itu. Sampel kedua berfokus pada detail dimensi yang lebih rendah terkait dengan probabilitas sekelompok koneksi neuron mengirim impuls saraf tertentu ke kelompok lain, koneksi yang biasanya dibuat dengan cara yang lebih tidak terduga dan terganggu.

Proyek Hubungan Manusia

Konsep connectome sering dibandingkan dengan genome, sebuah kata yang pada gilirannya mengacu pada informasi yang terkandung dalam jenis lain dari struktur biologis: DNA. Dengan cara yang sama seperti yang terlihat pada biologi abad ke-20 dan disiplin ilmu terkait harapan besar dalam kemungkinan mengungkap logika internal genom manusia, baru-baru ini bertahun-tahun ilmu saraf dan psikologi, serta ilmu komputer, telah mulai melihat kemungkinan untuk memahami hubungan khas anggota spesies kita.

Itulah sebabnya pada tahun 2009 Proyek Hubungan Manusia, atau Proyek Hubungan Manusia, lahir, dibiayai oleh anggota National Institutes of Health, Amerika Serikat. Kaitan inisiatif ini dengan kesehatan terbukti: tidak hanya mungkin untuk memetakan koneksi otak manusia yang sehat, tetapi juga dari yang terkait dengan penyakit mental tertentu, untuk menemukan perbedaan yang signifikan dalam cara sel-sel saraf berkomunikasi satu sama lain dalam setiap kasus.

Masuk akal untuk mencari penyebab gangguan tertentu dalam pola konektivitas ini, karena saat ini ada yang penting konsensus seputar gagasan bahwa proses mental lebih cenderung memiliki masalah fungsional jika berkelompok neuron yang menggerakkan mereka sangat terpisah satu sama lain, karena bekerja dengan jarak ini melibatkan asumsi biaya yang lebih tinggi metabolik. Jika di otak jarak antara kelompok neuron sangat besar, perubahan dalam persepsi atau perilaku dapat muncul. Hingga saat ini Human Connectome Project masih berjalan.

Foto otak?

Seperti yang telah kita lihat, connectome adalah sejenis peta otak, dan keberadaannya bisa memudahkan pemahaman pengoperasiannya. Namun, pada dasarnya, itu adalah alat dengan kekuatan terbatas.

Ini karena sistem saraf, terutama otak, adalah sistem yang terus berubah. Ini adalah fenomena yang dikenal sebagai Plastisitas neuron, di mana pengalaman apa pun, terlepas dari pentingnya dalam istilah psikologis, menyebabkan konektivitas dan pola aktivitas neuron kita berubah.

Dengan demikian, sebuah penghubung dapat memberikan gambaran perkiraan tentang pengoperasian logika perilaku tertentu, tentang efek dari beberapa penyakit mental dan cedera otak, dan bahkan dapat digunakan untuk membuat sistem pembelajaran jaringan saraf komputer. Bahkan, sudah ada prestasi yang menjanjikan, seperti menciptakan kembali penghubung otak sejenis cacing, buat simulasi dengannya, dan buat dia mempelajari perilaku tertentu seperti yang dilakukan salah satu hewan ini tanpa memprogram sederet kode.

Tetapi penghubung tidak dapat digunakan untuk secara akurat memprediksi perilaku suatu organisme. dengan otak seperti manusia atau salah satu kompleksitas yang sama, karena sedang berubah selalu. Jika kita mampu mencapai tingkat pengetahuan itu, tampaknya jalan masih panjang.