מהו חיבור? מפות המוח החדשות

המוח האנושי הוא אחד המערכות הטבעיות המורכבות ביותר הידועות. זה לא רק בגלל הזמן האחרון יחסית, כי פיתוח טכנולוגי אפשרה את יצירתם של כלי מדידה נאותים כדי ללמוד את זה קבוצה של איברים, לא את העובדה כי המוח האנושי הממוצע של אדם מבוגר מכיל כ 80,000,000 נוירונים המפתח הוא כיצד תאי עצב אלה מתחברים.

כפי שנראה במאמר זה, את הרעיון של נולד כדי לעזור לנו להבין את ההיגיון הפנימי של משהו מסובך כמו המוח.

• מאמר קשור: "חלקים של המוח האנושי (ופונקציות)"

מה הקשר?

כפי שראינו, במוח האנושי יש מספר עצום של תאי עצב. אבל, בנוסף, כל נוירון הוא מסוגל להתחבר עם מאות, אלפי נוירונים אחרים. קשרים אלה יכולים להשתנות ולהתפתח עם הזמן.

ניתן לומר כי אם מערכת העצבים שלנו עובדת זה בגלל הנוירונים מסוגלים לשלוח מיליוני דחפים עצביים אחד לשני באמצעות שקעי מגע אלה, הנקראים סינפסות. כל נוירון, בנפרד, אינו מסוגל לבצע את כל הפונקציות שמאפשרות לנו לחשוב, להרגיש או אפילו להישאר בחיים.

A connectome, אם כן, הוא מיפוי של הקשרים העצביים הקיימים במערכת העצבים או בחלק ממערכת העצבים, בדרך כלל מוח. בשנים האחרונות הופיעו מספר פרויקטים בהם אנו מנסים להבין את תפקודם של חלקים שונים של מערכת העצבים הודות לייצוגים אלה.

חיבורים מבניים וחיבורים פונקציונליים

בעת תכנון קונקטומות, ניתן לתאר הן קשרים מבניים והן חיבורים פונקציונליים. הראשון לחשוף כללי ו macroanatomic דפוסי הקישוריות, המתבטאת בדרך כלל בחבילות של אקסונים מקובצים העוברים מחלק אחד של מערכת העצבים לאזור אחר. התמקדות המופע האחרונה על פרטים קטנים הקשורים ההסתברות כי קבוצה של קשרים עצביים לשלוח אותות עצביים מסוימים חיבור לקבוצת אחרים שבוצעה בתדירות גבוהה יותר ובאופן בלתי צפוי קטע.

הפרויקט האנושי

מקובל להשוות את המושג connectome עם זה של הגנום, אשר בתורו מתייחס למידע הכלול בסוג אחר של מבנה ביולוגי: DNA. בדומה לכך שבמאה העשרים הביולוגיה והמדעים המדעיים הקשורים אליה ראתה תקווה גדולה לאפשרות לפרש את ההיגיון הפנימי של הגנום האנושי, בשנים האחרונות מדעי המוח, פסיכולוגיה, כמו גם מדעי המחשב, החלו לבחון את האפשרות להבין את הקשר הרגיל של חברי המין שלנו.

לכן בשנת 2009 נולד פרוייקט Human Connectome, או פרויקט Human Connectome, הממומן על ידי חברי המכון הלאומי לבריאות, של ארצות הברית של אמריקה. הקשר של יוזמה זו עם בריאות ניכר: אפשר למפות את הקשרים של מוח אנושי בריא, אבל גם של אחד הקשור למחלת נפש מסוימת, כדי לאתר בדרך זו הבדלים משמעותיים באופן שבו תאי עצב לתקשר אחד עם השני בכל מקרה.

סביר לחפש את הסיבות להפרעות מסוימות בדפוס זה של קישוריות, שכן יש כיום הסכמה חשובה סביב הרעיון שתהליכים מנטליים נוטים יותר להיות בעלי בעיות פונקציונליות, אם קבוצות הנוירונים המניעים אותן רחוקות זו מזו. כן, שכן עבודה עם מרחקים אלה כרוכה בהנחה של עלות מטבולית גבוהה יותר. אם במוח כי המרחק בין קבוצות של נוירונים הוא גדול באופן לא נורמלי, שינויים של תפיסה או התנהגות יכול להופיע. היום פרויקט Human Connectome עדיין בעיצומו.

תצלום של המוח?

כפי שראינו, החיבור הוא מעין מפת מוח, וקיומו יכול להקל על ההבנה של פעולתו. עם זאת, מעצם טבעו, הוא כלי עם כוח מוגבל.

הסיבה לכך היא מערכת העצבים, במיוחד המוח, היא מערכת משתנה כל הזמן. זוהי תופעה הידועה כפלסטיות עצבית, שלפיה כל ניסיון, ללא קשר לחשיבותו במונחים פסיכולוגיים, גורם לשינוי בדפוסי הקישוריות והפעילות של הנוירונים שלנו.

לפיכך, חיבור יכול לתת מושג משוער על תפקודם של לוגיקה התנהגותית מסוימת, ההשפעות של כמה מחלות נפש ופציעות מוח, ואף יכול לשמש כדי ליצור מערכות למידה על ידי רשת עצבית במחשבים. למעשה, הישגים מבטיחים כבר נעשו, כגון יצירה מחדש של connectome של המוח של סוג של תולעת, ליצור סימולציה איתו, ולגרום לו ללמוד התנהגויות מסוימות בדיוק כמו שאחד החיות האלה יעשה בלי תכנות או שורה של קוד.

אבל חיבור לא יכול לשמש כדי לחזות במדויק את ההתנהגות של אורגניזם עם מוח כמו האדם או אחד המורכבות דומה, שכן הוא משתנה ללא הרף. אם אנחנו מסוגלים להגיע לרמה של ידע, נראה כי יש עדיין הרבה מה ללכת.