Čo je to konektóm? Nové mapy mozgu

Ľudský mozog je jedným z najkomplexnejších známych prírodných systémov. Nie je to len preto, že technologický vývoj umožnil vytvorenie meracích nástrojov relatívne nedávno. dostatočné na štúdium tohto súboru orgánov, nie na skutočnosť, že priemerný ľudský mozog dospelého človeka obsahuje približne 80 000 000 neuróny. Kľúčom je, ako sú tieto nervové bunky spojené.

Ako uvidíme v tomto článku, koncept konektómu sa narodil, aby nám pomohol pochopiť vnútornú logiku niečoho tak komplikovaného, ​​ako je mozog.

• Súvisiaci článok: "Časti ľudského mozgu (a funkcie)"

Čo je to konektóm?

Ako sme videli, v ľudskom mozgu je obrovské množstvo nervových buniek. Ale tiež, každý neurón je schopný spojiť sa so stovkami, tisíckami ďalších neurónov. Tieto spojenia sa môžu časom meniť a rozvíjať.

Dá sa povedať, že ak náš nervový systém funguje, je to preto, že neuróny sú schopné vysielať milióny nervových impulzov k sebe navzájom prostredníctvom týchto dotykov, tzv synapsia. Každý neurón jednotlivo nie je schopný vykonávať žiadnu z funkcií, ktoré nám umožňujú myslieť, cítiť alebo dokonca zostať nažive.

Konektóm teda je mapovanie nervových spojení, ktoré existujú v nervovom systéme alebo časti nervového systému, zvyčajne mozog. V posledných rokoch sa objavilo niekoľko projektov, prostredníctvom ktorých sa pokúšame pochopiť fungovanie rôznych častí nervového systému vďaka týmto zobrazeniam.

Konštrukčné väzby a funkčné väzby

Pri navrhovaní konektómov je možné popísať štrukturálne aj funkčné spojenia. Tie prvé prezrádzajú všeobecné a makroanatomické vzorce konektivity, normálne stelesnené v trámoch z axóny zoskupené, ktoré prechádzajú z jednej časti nervového systému do inej jeho oblasti. Druhá vzorka sa zameriava na detaily nižšej dimenzie súvisiace s pravdepodobnosťou skupiny spojení neuróny posielajú určité nervové impulzy do inej skupiny, spojenie, ktoré sa zvyčajne vytvára v nepredvídateľnejšom a prerušený.

Projekt Human Connectome

Koncept konektómu sa často porovnáva s pojmom genóm, slovom, ktoré zase odkazuje na informácie obsiahnuté v inom type biologickej štruktúry: DNA. Tak, ako to v 20. storočí videla biológia a príbuzné vedné disciplíny veľká nádej v možnosť rozlúštenia vnútornej logiky ľudského genómu, v nedávnej dobe rokov neuroveda a psychológia, ako aj informatika, sa začali zaoberať možnosťou pochopenia typického konektómu príslušníkov nášho druhu.

Preto sa v roku 2009 zrodil Human Connectome Project, alebo Human Connectome Project, financovaný členmi National Institutes of Health, Spojených štátov amerických. Prepojenie tejto iniciatívy so zdravím je evidentné: je možné zmapovať súvislosti zdravého ľudského mozgu, ale aj spojené s určitou duševnou chorobou, aby sa našli významné rozdiely v spôsobe, akým nervové bunky v každom prípade navzájom komunikujú.

Je rozumné hľadať príčiny určitých porúch v tomto vzorci konektivity, keďže v súčasnosti existuje dôležitá konsenzus okolo myšlienky, že mentálne procesy majú väčšiu pravdepodobnosť funkčných problémov, ak skupiny Neuróny, ktoré ich poháňajú, sú od seba veľmi oddelené, pretože práca s týmito vzdialenosťami si vyžaduje vyššie náklady. metabolické. Ak je v mozgu vzdialenosť medzi skupinami neurónov abnormálne veľká, môžu sa objaviť zmeny vo vnímaní alebo správaní. Do dnešného dňa projekt Human Connectome stále beží.

Fotografia mozgu?

Ako sme videli, konektóm je druh mapy mozgu a jeho existencia môže uľahčiť pochopenie jeho fungovania. Zo svojej podstaty však ide o nástroj s obmedzenou silou.

Je to tak preto, že nervový systém, najmä mozog, je neustále sa meniaci systém. Ide o fenomén známy tzv Neurónová plasticita, pričom každá skúsenosť, bez ohľadu na jej význam z psychologického hľadiska, spôsobuje zmenu vzorcov konektivity a aktivity našich neurónov.

Konektóm teda môže poskytnúť približnú predstavu o fungovaní určitých behaviorálnych logík, o účinkoch niektorých duševné choroby a poranenia mozgu a môžu byť dokonca použité na vytvorenie systémov učenia neurónových sietí v počítačov. V skutočnosti už boli dosiahnuté sľubné úspechy, ako napríklad obnovenie konektómu mozgu určitého druhu červa, vytvorte s ním simuláciu a prinútiť ho naučiť sa určité správanie presne tak, ako by sa jedno z týchto zvierat zaobišlo bez naprogramovania riadku kódu.

Konektóm však nemožno použiť na presné predpovedanie správania organizmu. s mozgom ako je ľudský alebo s podobnou zložitosťou, pretože sa mení neustále. Ak sme schopní dosiahnuť tento stupeň poznania, zdá sa, že je pred nami ešte dlhá cesta.