Ce este un conectom? Noile hărți ale creierului

Creierul uman este unul dintre cele mai complexe sisteme naturale cunoscute. Acest lucru nu se datorează doar faptului că evoluțiile tehnologice au permis crearea instrumentelor de măsurare relativ recent. adecvat pentru a studia acest set de organe, nu pentru faptul că un creier uman mediu al unei persoane adulte conține aproximativ 80.000.000 neuronii. Cheia este modul în care aceste celule nervoase sunt conectate.

După cum vom vedea în acest articol, conceptul de conectom s-a născut pentru a ne ajuta să înțelegem logica internă a ceva atât de complicat ca un creier.

• Articol înrudit: "Părți ale creierului uman (și funcții)"

Ce este conectomul?

După cum am văzut, există un număr copleșitor de celule nervoase în creierul uman. Dar de asemenea, fiecare neuron este capabil să se conecteze cu sute, mii de alți neuroni. Aceste conexiuni se pot schimba și dezvolta în timp.

Se poate spune că dacă sistemul nostru nervos funcționează este pentru că neuronii sunt capabili să trimită milioane de impulsuri nervoase unul către altul prin aceste atingeri, numite sinapsa. Fiecare neuron, individual, nu este capabil să îndeplinească nici una dintre funcțiile care ne permit să gândim, să simțim sau chiar să rămânem în viață.

Un conectom, deci, este o mapare a conexiunilor neuronale care există într-un sistem nervos sau o parte a acestuia, de obicei un creier. În ultimii ani au apărut mai multe proiecte prin care se încearcă înțelegerea funcționării diferitelor părți ale sistemului nervos grație acestor reprezentări.

Legături structurale și legături funcționale

La proiectarea conexiunilor, este posibil să se descrie atât conexiunile structurale, cât și cele funcționale. Primele dezvăluie modele generale și macroanatomice de conectivitate, încorporat în mod normal în grinzi de axonii grupate care merg dintr-o parte a sistemului nervos în altă regiune a acestuia. Al doilea eșantion se concentrează pe detalii de dimensiuni inferioare legate de probabilitatea ca un grup de conexiuni neuronii trimit anumite impulsuri nervoase unui alt grup, o conexiune care se face de obicei într-un mod mai imprevizibil și întrerupt.

Proiectul Human Connectome

Conceptul de conectom este comparat frecvent cu cel de genom, cuvant care se refera la randul sau la informatiile continute intr-un alt tip de structura biologica: ADN. În același mod în care a văzut în secolul al XX-lea biologia și disciplinele științifice conexe mare speranță în posibilitatea dezvăluirii logicii interne a genomului uman, în ultima perioadă ani neuroștiințe și psihologie, precum și informatică, au început să se uite la posibilitatea de a înțelege conectomul tipic al membrilor speciei noastre.

De aceea, în 2009, a luat naștere Human Connectome Project, sau Human Connectome Project, finanțat de membrii National Institutes of Health, din Statele Unite ale Americii. Legătura acestei inițiative cu sănătatea este evidentă: este posibil să se cartografieze conexiunile unui creier uman sănătos, dar și ale unul asociat cu o anumită boală psihică, pentru a localiza diferențe semnificative în modul în care celulele nervoase comunică între ele în fiecare caz.

Este rezonabil să se caute cauzele anumitor tulburări în acest model de conectivitate, deoarece în prezent există o importantă consens în jurul ideii că procesele mentale sunt mai susceptibile de a avea probleme funcționale dacă grupurile dintre neuronii care îi conduc sunt foarte separați unul de celălalt, deoarece lucrul cu aceste distanțe implică asumarea unui cost mai mare metabolic. Dacă într-un creier distanța dintre grupurile de neuroni este anormal de mare, ar putea apărea modificări ale percepției sau comportamentului. Până în prezent, Proiectul Human Connectome este încă în desfășurare.

O fotografie a creierului?

După cum am văzut, conectomul este un fel de hartă a creierului, iar existența lui poate facilitează înțelegerea funcționării acestuia. Cu toate acestea, prin însăși natura sa, este un instrument cu putere limitată.

Acest lucru se datorează faptului că sistemul nervos, în special creierul, este un sistem în continuă schimbare. Acesta este un fenomen cunoscut ca Plasticitatea neuronală, prin care orice experiență, indiferent de importanța ei în termeni psihologici, determină schimbarea conectivității și a tiparelor de activitate ale neuronilor noștri.

Astfel, un conectom poate da o idee aproximativă a funcționării anumitor logici comportamentale, a efectelor unor boli mintale și leziuni cerebrale și pot fi chiar folosite pentru a crea sisteme de învățare a rețelelor neuronale calculatoare. De fapt, au existat deja realizări promițătoare, cum ar fi recrearea conectomului creierului unui tip de vierme, creează o simulare cu el și fă-l să învețe anumite comportamente la fel cum s-ar descurca unul dintre aceste animale fără a programa o linie de cod.

Dar un conectom nu poate fi folosit pentru a prezice cu exactitate comportamentul unui organism. cu un creier ca cel uman sau unul de complexitate similară, deoarece se schimbă în mod constant. Dacă suntem capabili să ajungem la acel grad de cunoaștere, se pare că mai este mult de parcurs.