Что такое коннектом? Новые мозговые карты

Человеческий мозг - одна из самых сложных известных природных систем. Это не просто из-за относительно недавнего времени, когда технологическое развитие позволило создать адекватные измерительные инструменты для изучения этого набора органов, а не из-за того, что средний человеческий мозг взрослого человека содержит приблизительно 80 000 000 нейроны. Ключ в том, как эти нервные клетки соединяются.

Как мы увидим в этой статье, концепция коннектома рожден, чтобы помочь нам понять внутреннюю логику чего-то такого сложного, как мозг.

• Статья по теме: «Части человеческого мозга (и функции)»

Что такое коннектом?

Как мы уже видели, в мозге человека находится огромное количество нервных клеток. Но, в дополнение, каждый нейрон может соединяться с сотнями, тысячами других нейронов. Эти связи могут меняться и развиваться со временем.

Можно сказать, что если наша нервная система работает, то это потому, что нейроны способны посылать миллионы нервных импульсов друг другу через эти контактные гнезда, называемые синапсами. Каждый нейрон в отдельности не способен выполнять какие-либо функции, которые позволяют нам думать, чувствовать или даже оставаться в живых.

Коннектом, то есть картирование нервных связей, которые существуют в нервной системе или в части нервной системы, обычно мозг. В последние годы появилось несколько проектов, с помощью которых мы пытаемся понять функционирование различных частей нервной системы благодаря этим представлениям..

Структурные связи и функциональные связи

При проектировании конектом можно описать как структурные, так и функциональные связи. Первое раскрытие общие и макроанатомические паттерны связности, обычно выражается в пучках сгруппированных аксонов, которые проходят от одной части нервной системы к другой области последней. Второе шоу посвящено деталям меньших размеров, связанным с вероятностью того, что группа нейрональных связей посылает определенные нервные импульсы в другую группу, связь, которая обычно создается более непредсказуемым и прерывистым образом..

Человеческий проект Connectome

Обычно сравнивают концепцию коннектома с концепцией генома, которая, в свою очередь, относится к информации, содержащейся в другом типе биологической структуры: ДНК. Точно так же, как в двадцатом веке биология и связанные с ней научные дисциплины видели большую надежду на возможность раскрытия внутренней логики человеческого генома в последние годы неврология и психология, а также информатика, начали изучать возможность понимания типичного коннектома представителей нашего вида..

Вот почему в 2009 году родился проект Human Connectome, или проект Human Connectome, финансируемый членами Национального института здравоохранения Соединенных Штатов Америки. Связь этой инициативы со здоровьем очевидна: можно составить карту связей здорового человеческого мозга, а также один связан с определенным психическим заболеванием, таким образом, чтобы найти значительные различия в том, как нервные клетки общаются друг с другом в каждом случае.

Разумно искать причины определенных расстройств в этом паттерне связности, поскольку в настоящее время существует важный консенсус относительно идеи о том, что психические процессы с большей вероятностью будут иметь функциональные проблемы, если группы нейронов, которые управляют ими, находятся очень далеко друг от друга. Да, поскольку работа с этими расстояниями предполагает более высокую метаболическую стоимость. Если в мозге аномально большое расстояние между группами нейронов, могут появиться изменения в восприятии или поведении. Сегодня проект Human Connectome все еще продолжается.

Фотография мозга?

Как мы уже видели, коннектом является своего рода картой мозга, и его существование может облегчить понимание его работы. Тем не менее, по своей природе, это инструмент с ограниченными возможностями.

Это потому, что нервная система, особенно мозг, является постоянно меняющейся системой. Это явление, известное как нейрональная пластичность, при котором любой опыт, независимо от его важности в психологическом отношении, вызывает изменение моделей связности и активности наших нейронов..

Таким образом, коннектом может дать приблизительное представление о функционировании определенной поведенческой логики, последствиях некоторых психических заболеваний и черепно-мозговых травм и даже может служить для создания обучающих систем с помощью нейронной сети в компьютерах. Фактически, многообещающие достижения уже были сделаны, такие как воссоздание коннектома мозга типа червя, создать симуляцию с ним, и заставить его учиться определенному поведению так же, как один из этих животных обойдется без программирования или строки кода.

Но коннектом не может служить для точного прогнозирования поведения организма с таким же мозгом, как у человека, или с мозгом аналогичной сложности, поскольку он постоянно меняется. Если нам удастся достичь этого уровня знаний, то, похоже, еще многое предстоит сделать.