Hvad er en forbindelse? De nye hjernekort

Den menneskelige hjerne er et af de mest komplekse naturlige systemer kendt. Dette skyldes ikke blot den relativt nylige tid, at den teknologiske udvikling har muliggjort skabelsen af ​​passende måleinstrumenter til at studere dette sæt organer, ikke det faktum, at en gennemsnitlig menneskelig hjerne hos en voksen person indeholder ca. 80.000.000 neuroner. Nøglen er, hvordan disse nerveceller forbinder.

Som vi vil se i denne artikel, begrebet connectome er født for at hjælpe os med at forstå den interne logik på noget så kompliceret som en hjerne.

• Relateret artikel: "Dele af den menneskelige hjerne (og funktioner)"

Hvad er forbindelsen?

Som vi har set, er der i det menneskelige hjerne et overvældende antal nerveceller. Men derudover, hver neuron er i stand til at forbinde med hundreder, tusindvis af andre neuroner. Disse forbindelser kan ændre sig og udvikle sig over tid.

Det kan siges, at hvis vores nervesystem virker, er det fordi neuronerne er i stand til at sende millioner af nerveimpulser til hinanden gennem disse kontaktstikkontakter, kaldet synapser. Hver neuron, individuelt, er ikke i stand til at udføre nogen af ​​de funktioner, der tillader os at tænke, føle eller endda forblive i live.

En forbindelse er så en kortlægning af de neurale forbindelser, der findes i et nervesystem eller i en del af et nervesystem, normalt en hjerne. I de senere år har der været flere projekter, hvor vi forsøger at forstå funktionen af ​​forskellige dele af nervesystemet takket være disse repræsentationer.

Strukturelle forbindelser og funktionelle forbindelser

Ved konstruktion af konektomer er det muligt at beskrive både strukturelle forbindelser og funktionelle forbindelser. Den første afslører generelle og makroanatomiske mønstre af forbindelse, normalt udtrykt i bundter af grupperede axoner, der går fra den ene del af nervesystemet til en anden region af sidstnævnte. Det andet show fokuserer på detaljer om mindre dimensioner relateret til sandsynligheden for, at en gruppe af neuronale forbindelser sender bestemte nerveimpulser til en anden gruppe, en forbindelse som normalt laves på en mere uforudsigelig og afbrudt måde..

Human Connectome Project

Det er almindeligt at sammenligne konceptet med forbindelsen med genet, der igen refererer til informationer indeholdt i en anden type biologisk struktur: DNA. På samme måde oplevede biologi og videnskabelige discipliner i det tyvende århundrede stor håb om muligheden for at ophæve den interne logik af det menneskelige genom i de seneste år neurovidenskab og psykologi, samt datalogi, er begyndt at se på muligheden for at forstå de typiske forbindelser mellem medlemmerne af vores art.

Derfor blev Human Connectome Project i 2009 født, eller Human Connectome Project, finansieret af medlemmer af National Institutes of Health i USA. Koblingen af ​​dette initiativ med sundhed er tydeligt: ​​det er muligt at kortlægge forbindelserne til en sund menneskelig hjerne, men også til en forbundet med en bestemt psykisk sygdom, at på denne måde finde signifikante forskelle i den måde, hvorpå nervecellerne kommunikerer med hinanden i hvert enkelt tilfælde.

Det er rimeligt at se årsagerne til visse lidelser i dette forbindelsesmønster, da der for tiden er en vigtig konsensus om ideen om, at mentale processer har større sandsynlighed for at have funktionalitetsproblemer, hvis de neurongrupper, der kører dem, er meget langt fra hinanden. Ja, da arbejdet med disse afstande indebærer en højere metabolisk omkostning. Hvis i en hjerne denne afstand mellem grupper af neuroner er unormalt stor, kan ændringer af opfattelse eller adfærd forekomme. I dag er Human Connectome-projektet stadig i gang.

Et fotografi af hjernen?

Som vi har set, er forbindelsen en slags hjernekort, og dets eksistens kan lette forståelsen af ​​dens drift. Men i sagens natur er det et værktøj med begrænset effekt.

Dette skyldes, at nervesystemet, især hjernen, er et konstant skiftende system. Dette er et fænomen, der er kendt som neuronal plasticitet, hvorved enhver oplevelse, uanset dens betydning i psykologiske termer, bevirker, at vores neurons forbindelsesmønstre og aktivitet ændres.

Således kan en forbindelse give en omtrentlig ide om funktionen af ​​visse adfærdsmæssige logikker, virkningerne af nogle psykiske sygdomme og hjerneskade, og kan endda tjene til at skabe læringssystemer ved neurale netværk i computere. Faktisk er lovende præstationer allerede blevet lavet, som f.eks. Genskabelse af hjernens forbindelse til en slags orm, lav en simulering med ham og få ham til at lære visse adfærd ligesom et af disse dyr ville gøre uden programmering eller en kodekode.

Men en forbindelse kan ikke tjene til nøjagtigt at forudsige en organismes adfærd med en hjerne som mennesket eller en lignende kompleksitet, da den hele tiden ændrer sig. Hvis vi er i stand til at nå det niveau af viden, ser det ud til, at der stadig er meget at gå.