Cervello: ripensare, per capire

Capire il cervello umano — senza dubbio, questo è uno dei compiti piu ' difficili della scienza moderna. Il principale approccio per gran parte degli ultimi 200 anni è quello di associare le funzioni del cervello con le sue varie aree o anche i singoli neuroni (le cellule cerebrali). Ma studi recenti, sempre più spesso, indicano che possiamo andare completamente sbagliato strada, cercando di capire la mente umana.

L'Idea che il cervello è costituito da numerose regioni, che svolgono compiti specifici, si chiama «modularità». All'inizio sembrava un pieno successo. Ad esempio, si può dare una spiegazione di come riconosciamo i volti, attivando una catena di determinate aree del cervello in occipitale e temporale frazioni. Il corpo, tuttavia, vengono elaborati una serie completamente diversa di aree del cervello. E gli scienziati ritengono che altre aree — aree di memoria consentono di combinare questi перцепционные incentivi per la creazione di olistici rappresentazioni di esseri umani. L'attività di determinate aree del cervello egualmente è stata associata con specifiche patologie e malattie.

Il Motivo per cui questo approccio è stato così popolare, in parte nelle tecnologie, che ci forniscono un inedito taglio del cervello. La risonanza magnetica funzionale (fmri), che tiene traccia delle modifiche del flusso di sangue nel cervello, permette agli scienziati di vedere come si attivano le aree del cervello in risposta alle azioni — consentendo loro di applicare le funzioni su una mappa. Nel frattempo optogenetics, un metodo che utilizza una modifica di neuroni, per la loro attività elettrica controllata tramite impulsi di luce, può aiutarci a esplorare il loro contributo specifico in funzione del cervello.

Anche se entrambi gli approcci dare molto interessanti i risultati, non è chiaro se possono mai fornire noi significativo per la comprensione del cervello. Un neuroscienziato, che trova una correlazione tra il neurone o zona del cervello e specifico, ma in linea di principio arbitrario parametro fisico, così come il dolore, può concludere che questo neurone o quella parte del cervello che gestisce il dolore. E ' ironico, perché anche se il cervello è inerente il compito di individuazione di correlazione in tutto ciò che fa.

Ma che, se noi invece consideriamo la possibilità che tutte le funzioni del cervello sono distribuiti al cervello e che tutte le parti del cervello contribuiscono in tutte queste funzioni? Se è così, allora trovate correlazioni possono essere un'ottima trappola intelligenza. E poi abbiamo bisogno di risolvere un problema, come la regione o il tipo di neurone con una funzione specifica interagisce con altre parti del cervello, per formare significativo il comportamento integrato. Non c'è ancora una soluzione generale al problema — solo ipotesi per casi specifici, ad esempio, di riconoscere le persone.

Questo problema può ben illustrare recentemente condotto uno studio che ha dimostrato che il farmaco psichedelica LSD può violare modulare l'organizzazione, spiega la visione. Inoltre, il livello di disorganizzazione è associato con il grado di «disturbi della personalità», che sono le persone al momento della somministrazione del farmaco. La ricerca ha dimostrato che il farmaco influisce su come alcune aree del cervello interagiscono con il resto del cervello, aumentando il loro livello di connettività. Quindi se mai vogliamo capire che in realtà è il nostro senso di sé, dobbiamo capire di comunicazione, che giacciono in profondità tra le aree del cervello come parte di una rete complessa.

il Modo in avanti?

Oggi alcuni ricercatori ritengono che il cervello e la sua malattia in generale si può capire solo come l'interazione tra l'enorme numero di neuroni, distribuite su tutto il sistema nervoso centrale. La funzione di ogni singolo neurone dipende dalle funzionalità di tutte le migliaia di neuroni, con cui è associato. Essi, a loro volta, dipendono da altri. La stessa regione o lo stesso neurone possono essere coinvolti in un gran numero di contesti, ma avere una varietà di funzioni specifiche a seconda del contesto.

Forse è piccolo violazione di queste interazioni tra i neuroni generano valanghe effetti nelle reti, che portano allo sviluppo di depressione o del morbo di Parkinson. In ogni caso abbiamo bisogno di capire i meccanismi di queste reti, per capire le cause e i sintomi di queste malattie. Senza un quadro completo difficilmente riusciamo a curare con successo queste e molte altre condizioni.

In particolare, la neuroscienza deve iniziare ad esplorare come appaiono le configurazioni di rete dei continui tentativi del cervello di comprendere il mondo. Abbiamo anche bisogno di ottenere un quadro chiaro di come la corteccia, tronco encefalico e il cervelletto interagiscono con i muscoli e decine di migliaia di ottiche e meccaniche di sensori in tutto il nostro corpo, creando una singola immagine.

Il Collegamento con la realtà fisica è l'unico modo per capire come le informazioni presentate nel cervello. Uno dei motivi che abbiamo un sistema nervoso, in primo luogo, consiste nel fatto che l'evoluzione della mobilità richiede un sistema di controllo. Cognitive, le funzioni mentali — e anche i pensieri possono essere considerati come i meccanismi che si sono evoluti per pianificare meglio le conseguenze di movimenti e azioni.

In questo modo, il percorso di neurologia può essere in gran parte concentrata sui comuni neurali record (con l'aiuto di оптогенетики o fmri), quando non è messo scopo di ancorare ogni neurone o una regione del cervello per una particolare funzione. Questo può essere usato teorici rete di studi che tengono conto di una serie di sorveglianza e di fornire integrato funzionale spiegazione. Ma la teoria deve aiutareci progettare esperimenti, e non solo girarci intorno.

i Principali ostacoli

Non sarà facile. Le moderne tecnologie costose — in hanno investito grandi risorse finanziarie, ma anche nazionale e internazionale di prestigio. Un altro ostacolo è che la mente umana è incline a preferire soluzioni più semplici più difficile, anche se i primi possono spiegare i risultati non sono così ampiamente come gli ultimi.

Tutti i rapporti tra neuroscienza e l'industria farmaceutica anche in fase di costruzione modulare del modello. Strategie più comuni, quando si tratta di comuni malattie neurologiche e malattie mentali, sono, per identificare un tipo di recettori nel cervello, che può essere destinata farmaco per risolvere l'intero problema.

Ad Esempio, SSRI (inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina), che bloccano l'assorbimento della serotonina nel cervello, per il crescente numero era di dominio pubblico, attualmente utilizzati per il trattamento di un certo numero di diversi problemi di salute mentale, tra cui la depressione. Ma non funzionano per molti pazienti e possono creare un effetto placebo.

Allo Stesso modo, l'epilessia oggi è considerata una malattia e si cura con farmaci anticonvulsivanti, che inibiscono l'attività dei neuroni. Tali farmaci non funzionano per tutti. Qualsiasi violazione immediata nel sistema di circuiti del cervello — e in ogni paziente può essere mille meccanismi di avvio può inviare il cervello in эпилептическое stato.

Da questo punto di vista la neuroscienza sta gradualmente perdendo la freccia della bussola verso la comprensione del cervello. Abbiamo assolutamente bisogno di questa modifica. Non solo, questo può essere la chiave per la comprensione di una serie più gravi di enigmi, famosi nel campo della scienza, ad esempio coscienza, ma anche aiutare nel trattamento di una pluralità di diverse malattie e problemi di salute, fisica e mentale.