Kas ir savienojums? Jaunās smadzeņu kartes

Cilvēka smadzenes ir viena no vissarežģītākajām zināmajām dabiskajām sistēmām. Tas nav tikai tāpēc, ka tehnoloģiju attīstība salīdzinoši nesen ir ļāvusi izveidot mērīšanas rīkus. ir pietiekami, lai izpētītu šo orgānu kopumu, nevis faktam, ka pieauguša cilvēka smadzenēs ir aptuveni 80 000 000 neironiem. Galvenais ir tas, kā šīs nervu šūnas ir savienotas.

Kā mēs redzēsim šajā rakstā, savienojuma jēdziens radās, lai palīdzētu mums izprast kaut ko tik sarežģītu kā smadzenes iekšējo loģiku.

• Saistīts raksts: "Cilvēka smadzeņu daļas (un funkcijas)"

Kas ir savienojums?

Kā mēs redzējām, cilvēka smadzenēs ir milzīgs skaits nervu šūnu. Bet arī, katrs neirons spēj savienoties ar simtiem, tūkstošiem citu neironu. Šie savienojumi laika gaitā var mainīties un attīstīties.

Var teikt, ka, ja mūsu nervu sistēma darbojas, tas ir tāpēc, ka neironi spēj raidīt miljoniem nervu impulsu viens otram caur šiem piezemējumiem, ko sauc sinapse. Katrs neirons atsevišķi nav spējīgs veikt nevienu no funkcijām, kas ļauj mums domāt, just vai pat palikt dzīvam.

Savienojums tad ir neironu savienojumu kartēšana, kas pastāv nervu sistēmā vai nervu sistēmas daļā, parasti smadzenes. Pēdējos gados ir parādījušies vairāki projekti, caur kuriem, pateicoties šiem attēlojumiem, tiek mēģināts izprast dažādu nervu sistēmas daļu darbību.

Strukturālie savienojumi un funkcionālie savienojumi

Projektējot konektorus, iespējams aprakstīt gan strukturālos, gan funkcionālos savienojumus. Pirmie atklāj vispārējie un makroanatomiskie savienojamības modeļi, ko parasti iemieso staru kūļi aksoni grupēti, kas iet no vienas nervu sistēmas daļas uz citu tās reģionu. Otrais paraugs koncentrējas uz zemākas dimensijas detaļām, kas saistītas ar varbūtību, ka savienojumu grupa neironi sūta noteiktus nervu impulsus citai grupai, savienojums, kas parasti tiek izveidots neparedzamākā un pārtrauca.

Human Connectome projekts

Konnekoma jēdzienu bieži salīdzina ar genoma jēdzienu, kas savukārt attiecas uz informāciju, kas ietverta cita veida bioloģiskajā struktūrā: DNS. Tādā pašā veidā, kā to redzēja 20. gadsimtā bioloģija un ar to saistītās zinātnes disciplīnas liela cerība uz iespēju atšķetināt cilvēka genoma iekšējo loģiku, nesen gadiem neirozinātnes un psiholoģija, kā arī datorzinātnes, ir sākuši meklēt iespēju izprast mūsu sugas pārstāvju tipiskos savienojumus.

Tāpēc 2009. gadā radās Human Connectome Project jeb Human Connectome Project, ko finansēja Amerikas Savienoto Valstu Nacionālo veselības institūtu locekļi. Šīs iniciatīvas saikne ar veselību ir acīmredzama: ir iespējams kartēt veselīga cilvēka smadzeņu savienojumus, kā arī kas saistīts ar noteiktu garīgu slimību, lai katrā gadījumā noteiktu būtiskas atšķirības nervu šūnu savstarpējās saziņas veidā.

Šajā savienojamības modelī ir saprātīgi meklēt noteiktu traucējumu cēloņus, jo pašlaik pastāv svarīgs vienprātība ap ideju, ka garīgajiem procesiem, visticamāk, ir funkcionālas problēmas, ja grupas neironi, kas tos virza, ir ļoti atdalīti viens no otra, jo darbs ar šiem attālumiem ir saistīts ar augstāku izmaksu uzņemšanos vielmaiņas. Ja smadzenēs attālums starp neironu grupām ir neparasti liels, var parādīties uztveres vai uzvedības izmaiņas. Līdz šai dienai Human Connectome Project joprojām darbojas.

Smadzeņu fotogrāfija?

Kā mēs redzējām, savienojums ir sava veida smadzeņu karte, un tā pastāvēšana var veicināt izpratni par tās darbību. Tomēr pēc savas būtības tas ir instruments ar ierobežotu jaudu.

Tas ir tāpēc, ka nervu sistēma, īpaši smadzenes, ir pastāvīgi mainīga sistēma. Šī ir parādība, kas pazīstama kā Neironu plastiskums, kur jebkura pieredze, neatkarīgi no tās psiholoģiskās nozīmes, izraisa mūsu neironu savienojamības un darbības modeļu izmaiņas.

Tādējādi savienojums var sniegt aptuvenu priekšstatu par noteiktu uzvedības loģiku darbību, dažu ietekmi garīgās slimības un smadzeņu traumas, un to var pat izmantot, lai izveidotu neironu tīklu mācību sistēmas datori. Patiesībā jau ir bijuši daudzsološi sasniegumi, piemēram, tārpu veida smadzeņu savienojuma atjaunošana, izveidot simulāciju ar viņu un likt viņam apgūt noteiktas uzvedības tāpat kā viens no šiem dzīvniekiem darītu bez koda rindiņas programmēšanas.

Bet savienojumu nevar izmantot, lai precīzi prognozētu organisma uzvedību. ar tādām smadzenēm kā cilvēkam vai līdzīgas sarežģītības smadzenēm, jo ​​tās mainās pastāvīgi. Ja mēs spējam sasniegt šo zināšanu pakāpi, šķiet, ka vēl tāls ceļš ejams.