Ce este o conexiune? Noile hărți ale creierului

Creierul uman este unul dintre cele mai complexe sisteme naturale cunoscute. Acest lucru nu se datorează doar faptului că dezvoltarea tehnologică relativ recentă a permis crearea unor instrumente adecvate de măsurare pentru a studia acest set de organe, nu faptul că un creier uman mediu al unui adult conține aproximativ 80 000 000 neuroni. Cheia este modul în care aceste celule nervoase se conectează.

Așa cum vom vedea în acest articol, conceptul de connectome se naste pentru a ne ajuta sa intelegem logica interna a unui lucru la fel de complicat ca un creier.

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

Ce este conexiunea?

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

Se poate spune că dacă sistemul nostru nervos funcționează, se întâmplă deoarece neuronii sunt capabili să transmită unii altora milioane de impulsuri nervoase prin intermediul acestor prize de contact, numite sinapse. Fiecare neuron, individual, nu este capabil să îndeplinească niciuna dintre funcțiile care ne permit să gândim, să ne simțim sau chiar să rămânem în viață.

O conexiune, atunci este o cartografiere a legăturilor neuronale care există într-un sistem nervos sau într-o parte a sistemului nervos, în mod normal, un creier. În ultimii ani au apărut mai multe proiecte prin care încercările de a înțelege funcționarea diferitelor părți ale sistemului nervos datorită acestor reprezentări.

Conexiuni structurale și conexiuni funcționale

La proiectarea conectomas, este posibil să se descrie atât conexiunile structurale, cât și conexiunile funcționale. Prima revelare modele generale și macroanatomice de conectivitate, formate în mod normal în mănunchiuri de axoni grupați care merg de la o parte a sistemului nervos către o altă regiune a acestuia. Acesta din urmă spectacol se concentreze pe detalii mai mici legate de probabilitatea ca un grup de conexiuni neuronale trimit anumite impulsuri nervoase către alte conexiuni de grup efectuate întrerupt mai des și impredictibil.

Proiectul Human Connectome

Este comun să se compare conceptul de connectome cu cel al genomului, care, la rândul său, se referă la informațiile conținute într-un alt tip de structură biologică: ADN. În același mod în care, în secolul al XX-lea, biologia și disciplinele științifice legate de aceasta au văzut o mare speranță în posibilitatea de a distruge logica internă a genomului uman în ultimii ani neuroștiință și psihologie, precum și știința calculatoarelor, au început să se uite la posibilitatea de a înțelege conexiunea tipică a membrilor speciei noastre.

De aceea, în 2009 sa născut Proiectul Human Connectome sau Proiectul Human Connectome, finanțat de membrii Institutului Național de Sănătate al Statelor Unite ale Americii. Legătura dintre această inițiativă și sănătate este evidentă: este posibilă urmărirea conexiunilor de cartografiere a unui creier uman sănătos, dar și a una asociată cu o anumită boală mintală, pentru a identifica astfel diferențe semnificative în modul în care celulele nervoase comunică între ele în fiecare caz.

Este rezonabil să caute cauzele anumitor tulburări în acest model de conectivitate, pentru că există acum un consens puternic în jurul ideii că procesele mentale sunt mai susceptibile de a avea probleme cu funcționalitate în cazul în care grupurile de neuroni pe care le conduc sunt departe unul de celălalt Da, deoarece lucrul cu aceste distanțe implică asumarea unui cost metabolic mai ridicat. Dacă într-un creier distanța dintre grupurile de neuroni este anormal de mare, pot apărea modificări ale percepției sau comportamentului. Proiectul Human Connectome este încă în curs de desfășurare.

O fotografie a creierului?

După cum am văzut, conexomul este un fel de hartă a creierului, iar existența lui poate facilitarea înțelegerii funcționării sale. 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 sub numele de plasticitate neuronală, prin care orice experiență, indiferent de importanța sa din punct de vedere psihologic, face ca tiparele de conectivitate și activitatea neuronilor noștri să se schimbe.

Astfel, un Connectome poate da o idee de modul in care anumite logica comportamentală a efectelor unor boli mintale si leziuni ale creierului, si poate fi chiar folosit pentru a crea sisteme de învățare calculatoare rețele neuronale. De fapt, realizări promițătoare au fost deja făcute, cum ar fi recrearea creierului conexom de un tip de vierme, să creeze o simulare cu el și să-l facă să învețe anumite comportamente la fel cum una dintre aceste animale ar face fără programare sau cu o linie de cod.

Dar un conectoma nu poate fi folosit pentru a prezice cu exactitate comportamentul unui organism cu un creier ca omul sau cu o complexitate asemănătoare, deoarece se schimbă în mod constant. Dacă suntem capabili să ajungem la acel nivel de cunoaștere, se pare că mai sunt multe de făcut.