Чи неврологія протягом століть перебувала на неправильному шляху? Джастін Пікард/Flickr, CC BY-SA

Розуміння людського мозку - це, мабуть, найбільший виклик сучасної науки. провідний підхід для більшості Минулі 200 років було пов'язано його функції з різними областями мозку або навіть окремими нейронами (клітинами мозку). Але останні дослідження все більше пропонує що ми можемо піти зовсім неправильним шляхом, якщо хочемо колись зрозуміти людський розум.

Ідея про те, що мозок складається з численних областей, які виконують певні завдання, відома як «модульність”. І, на перший погляд, це вдалося. Наприклад, він може пояснити, як ми розпізнаємо обличчя, активувавши ланцюжок певних областей мозку в потиличний та скроневі часточки. Тіла, однак, обробляються різним набором областей мозку. І вчені вважають, що інші сфери - регіони пам’яті - допомагають об’єднати ці перцептивні стимули для створення цілісного уявлення про людей. Також спостерігається активність деяких областей мозку пов'язані зі специфічними станами та захворюваннями.

Причина, чому цей підхід став настільки популярним, частково пояснюється технологіями, які дають нам безпрецедентне уявлення про мозок. Функціональна магнітно-резонансна томографія (fMRI), який відстежує зміни в кровотоці в мозку, дозволяє вченим бачити, як ділянки мозку освітлюються у відповідь на діяльність - допомагаючи їм відобразити функції. Тим часом, Оптогенетика, методика, яка використовує генетичну модифікацію нейронів, щоб їх електричну активність можна було контролювати за допомогою світлових імпульсів, - може допомогти нам дослідити їх специфічний внесок у функцію мозку.

Хоча обидва підходи генерують захоплюючі результати, незрозуміло, чи вони коли -небудь дадуть значуще розуміння мозку. Невролог, який виявить кореляцію між нейроном або областю мозку та певним, але в принципі довільним фізичним параметром, таким як біль, буде спокушений зробити висновок, що цей нейрон або ця частина мозку контролює біль. Це іронічно, тому що навіть у невролога вроджена функція мозку - знайти кореляції - у будь -якому завданні, яке він виконує.

Але що, якби замість цього ми розглянули можливість того, що всі функції мозку розподілені по всьому мозку і що всі частини мозку впливають на всі функції? Якщо це так, кореляції, знайдені досі, можуть бути ідеальною пасткою для інтелекту. Тоді ми повинні вирішити проблему того, як область або тип нейрона з певною функцією взаємодіють з іншими частинами мозку, щоб створити змістовну, інтегровану поведінку. Поки що немає загального вирішення цієї проблеми - лише гіпотези в конкретних випадках, наприклад, для розпізнавання людей.

Проблему можна проілюструвати останнім дослідженням, яке показало, що психоделічний препарат ЛСД може порушити модульну організацію що може пояснити зір. Більш того, рівень дезорганізації пов’язаний із серйозністю “руйнування особистості”, яке люди зазвичай відчувають під час прийому препарату. Дослідження показало, що препарат впливає на спосіб спілкування кількох областей мозку з рештою мозку, підвищуючи їх рівень зв’язку. Отже, якщо ми коли -небудь захочемо зрозуміти, що насправді є нашим почуттям «я», нам потрібно зрозуміти глибинну зв’язок між областями мозку як частину складної мережі.

Шлях вперед?

Деякі дослідники тепер повір мозок і його захворювання в цілому можна розуміти лише як взаємодія між величезною кількістю нейронів, розподілених по центральній нервовій системі. Функції будь -якого нейрона залежать від функцій усіх тисяч нейронів, з якими він пов'язаний. Вони, в свою чергу, залежать від чужих. Одна і та ж область або один і той же нейрон можуть використовуватися у величезній кількості контекстів, але мають різні специфічні функції залежно від контексту.

Дійсно, це може бути крихітне збурення цих взаємозв'язків між нейронами, яке через лавинні ефекти в мережах викликає такі стани, як депресія або хвороба Паркінсона. У будь -якому випадку, нам потрібно зрозуміти механізми мереж, щоб зрозуміти причини та симптоми цих захворювань. Без повної картини ми навряд чи зможемо успішно вилікувати ці та багато інших станів.

Зокрема, нейронауці необхідно розпочати дослідження того, як мережеві конфігурації виникають із спроб мозку протягом усього життя осмислити світ. Нам також потрібно отримати чітке уявлення про те, як кора, стовбур мозку та мозочок взаємодіють разом з м’язами та десятками тисяч оптичних та механічних датчиків нашого тіла, щоб створити єдину, цілісну картину.

Повернення до фізичної реальності - це єдиний спосіб зрозуміти, як інформація представлена ​​в мозку. Однією з причин, по -перше, у нас є нервова система, є те, що для еволюції мобільності потрібна була система управління. Пізнавальні, психічні функції - і навіть думки - можна розглядати як механізми, що розвивалися по порядку щоб краще планувати наслідки руху та дій.

Тож шлях вперед для нейронауки може полягати в тому, щоб більше зосередитися на загальних нейронних записах (з оптогенетикою або фМРТ) - не прагнучи притримувати кожен нейрон або область мозку відповідальними за певну функцію. Це може бути використано для теоретичних мережевих досліджень, які мають потенціал для врахування різноманітних спостережень та надання комплексного функціонального пояснення. Насправді, така теорія має допомогти нам у розробці експериментів, а не тільки навпаки.

Основні перешкоди

Хоча це буде непросто. Поточні технології дорогі - у них вкладені значні фінансові ресурси, а також національний та міжнародний авторитет. Іншою перешкодою є те, що людський розум схильний віддавати перевагу більш простим рішенням, аніж складним поясненням, навіть якщо перші можуть мати обмежену силу пояснити висновки.

Усі відносини між нейронаукою та фармацевтичною промисловістю також будуються на модульній моделі. Типові стратегії, коли йдеться про поширені неврологічні та психіатричні захворювання, полягають у тому, щоб визначити один тип рецепторів у мозку, на які можна спрямувати ліки, щоб вирішити всю проблему.

Наприклад, СІЗЗС, які блокують всмоктування серотоніну в мозку, щоб отримати більше вільного доступу, - в даний час використовуються для лікування ряду різних проблем психічного здоров'я, включаючи депресію. Але вони не працюють для багатьох пацієнтів, і може бути ефект плацебо, коли вони це роблять.

Подібним чином, епілепсія сьогодні широко розглядається як єдине захворювання і є лікувати протисудомними препаратами, які працюють, гальмуючи діяльність всі нейронів. Такі препарати також діють не на всіх. Дійсно, може статися, що будь -яке хвилинне збурення ланцюгів у мозку, що виникає внаслідок одного з тисяч різних тригерів, унікальних для кожного пацієнта, може привести мозок до епілептичного стану.

Таким чином, нейронаука поступово втрачає компас на своєму передбачуваному шляху до розуміння мозку. Дуже важливо, щоб ми все зробили правильно. Він не тільки міг би стати ключем до розуміння деяких найбільших загадок, відомих науці - таких як свідомість, - він також міг би допомогти в лікуванні величезного ряду виснажливих і дорогих проблем зі здоров'ям.

про автора

Генрік Йорнтелл, старший викладач нейрології, Університет Лунда

Ця стаття була спочатку опублікована на Бесіда. Читати оригінал статті.

Суміжні книги

at InnerSelf Market і Amazon