Hjärna att tänka, att förstå

För att Förstå den mänskliga hjärnan — utan tvekan, detta är en av den moderna vetenskapens största utmaningar. Den ledande metoden för de flesta av de senaste 200 åren har varit att länka hjärnans funktioner med dess olika områden eller ens enskilda neuroner (hjärnceller). Men senare studier allt mer tyder på att vi kan gå helt fel väg, att försöka förstå det mänskliga sinnet.

Tanken att hjärnan består av många regioner att utföra specifika uppgifter, som kallas "modularitet". Vid första hon verkade ganska framgångsrik. Till exempel, det kan ge en förklaring av hur vi känner igen ansikten, aktivering av en kedja av specifika områden i hjärnan i skallbenet och temporala loberna. Kroppen, dock hanteras på helt olika områden i hjärnan. Och forskarna tror att andra regioner — minne — hjälp att kombinera den perceptuella incitament för skapandet av en holistisk syn på människor. Aktiviteten i vissa regioner av hjärnan har också varit förknippade med särskilda villkor och sjukdomar.

Anledningen till detta tillvägagångssätt var så populärt, delvis på teknik som ger oss en aldrig tidigare skådad uppdelning av hjärnan. Funktionell magnetisk resonanstomografi (fMRI), som övervakar förändringar i blodflödet i hjärnan, ger forskare möjlighet att se hur de aktiveras områden i hjärnan som svar på åtgärder, ge dem möjlighet att tillämpa funktioner till kartan. Under tiden, optogenetik., en metod som används genetisk modifiering av nervceller, deras elektriska aktiviteten var övervakas med hjälp av ljuspulser som kan hjälpa oss att utforska deras specifika bidrag till hjärnans funktion.

Även om båda metoderna ge mycket intressanta resultat, det är oklart om de någonsin kommer att ge oss en meningsfull förståelse av hjärnan. Neurolog, som finner ett samband mellan neuron eller område i hjärnan och specifika, men i princip godtycklig fysikalisk parameter, till exempel smärta, kan dra slutsatsen att detta neuron eller denna del av hjärnan som styr smärta. Och det är ironiskt, eftersom även de mest hjärnans inneboende i uppgift att finna samband i allt han gör.

Men vad händer om vi istället överväga möjligheten att alla hjärnans funktioner är fördelad över hjärnan och att alla delar av hjärnan bidrar till att alla dessa funktioner? Om så är fallet, det finns korrelation kan vara en perfekt fälla av intellektet. Och då måste vi lösa problemet med hur en region eller typ av neuron med en särskild funktion samverkar med andra delar av hjärnan att bilda en meningsfull integrerad beteende. Det är fortfarande inte någon Allmän lösning på detta problem — bara hypoteser för särskilda fall, till exempel erkännande av människor.

Det Här problemet kan väl illustrera de senaste studie, som visade att den psykedeliska drogen LSD kan störa den modulära organisation, förklarar vision. Dessutom, graden av oordning i samband med "personlighetsstörning", som är tillgänglig för personer som vid tiden du tar läkemedlet. Studien visade att läkemedlet påverkar hur flera regioner av hjärnan samverkar med resten av hjärnan, öka deras nivåer av samhörighet. Så om vi någonsin vill förstå vad som faktiskt är vår känsla av själv, måste vi förstå de relationer som ligger djupt mellan områden i hjärnan som en del av ett komplext nätverk.

en Väg framåt?

Idag, vissa forskare tror att hjärnan sjukdomar i Allmänhet endast kan förstås som ett samspel mellan ett stort antal nervceller som distribueras i hela Centrala nervsystemet. Funktionen för varje enskild neuron beror på funktionerna av alla tusentals nervceller som det är kopplat till. De i sin tur är beroende av andra. Samma område eller samma neuron kan vara inblandade i ett stort antal sammanhang, men har olika funktioner beroende på sammanhanget.

Kanske är det en liten överträdelse av dessa interaktioner mellan nervceller orsaka en lavin effekter i nätverk, vilket leder till utveckling av depression eller Parkinsons sjukdom. I alla fall, måste vi förstå de mekanismer av dessa nätverk för att förstå orsaker och symptom på dessa sjukdomar. Utan att hela bilden är det osannolikt att vi kan bota dessa och många andra villkor.

I synnerhet, neurovetenskap behöver för att börja utforska, eftersom det finns nätverk konfiguration av den kontinuerliga försök av hjärnan att förstå världen. Vi måste också få en tydlig bild av hur hjärnan, hjärnstammen och lillhjärnan interagera med muskler och tiotusentals av optiska och mekaniska sensorer i hela vår kropp, att skapa en enda bild.

I Samband med den fysiska verkligheten är det enda sättet att förstå hur information representeras i hjärnan. En av anledningarna till att vi har ett nervsystem, i första hand, är att utvecklingen av rörlighet kräver ett ledningssystem. Kognitiva, psykiska funktioner, och även tanke — kan ses som mekanismer som har utvecklats för att bättre planera för effekter av rörelser och handlingar.

Det bästa sättet neurologi kan vara mer inriktade på gemensamma neurala inspelningar (med optogenetic fMRI), när målet är inte att fixa varje neuron eller område i hjärnan för någon särskild funktion. Detta kan användas i det teoretiska nätverket studier som tar hänsyn till flera iakttagelser och ge en integrerad funktionell förklaring. Men teorin bör hjälpavi utforma experiment, inte bara slå runt Busken.

Stora hinder

Det kommer inte att bli lätt. Modern teknik är dyra — de investerar stora finansiella resurser och nationell och internationell prestige. Ett annat hinder är att det mänskliga sinnet tenderar att föredra enkla lösningar över mer komplex, även om den förstnämnda kan förklara resultaten är inte i så stor utsträckning som de sistnämnda.

Alla relationer mellan neurovetenskap och läkemedelsindustrin också bygger på en modulär modell. Den typiska strategi när det kommer till vanliga neurologiska och psykiatriska sjukdomar är att identifiera en typ av receptorer i hjärnan, vilket kan vara riktade medicin för att lösa hela problemet.

Till Exempel Ssri-preparat (selektiva hämmare av serotonin återupptagshämmare), som blockerar upptaget av serotonin i hjärnan för att ett större antal var fritt tillgängliga, som för närvarande används för att behandla en rad olika psykiska problem, bland annat depressioner. Men de fungerar inte för många patienter och kan skapa en placebo-effekt.

Likaså epilepsi är nu betraktas som en separat sjukdom och behandlas med antiepileptika som hämmar aktiviteten av alla nervceller. Dessa läkemedel inte fungerar för alla. Någon omedelbar strid i de kretsar i hjärnan — och varje patient kan ha tusentals unika mekanismer av kör — kan skicka hjärnan på ett epileptiskt tillstånd.

Från denna synpunkt, neurovetenskap, successivt förlora kompassen på väg att förstå hjärnan. Vi behöver absolut att ändra det. Dessutom kan det vara en nyckel till förståelse av några av de största mysterier är kända för vetenskapen, såsom medvetande, men också kommer att hjälpa till vid behandling av många olika sjukdomar och hälsoproblem, fysiska och psykiska.