Waarom 'n radikale oorweging nodig is om die menslike brein te verstaan
Het neurowetenskap al eeue lank op die verkeerde spoor geloop? Justin Pickard / Flickr, CC BY-SA

Om die menslike brein te verstaan, is waarskynlik die grootste uitdaging van die moderne wetenskap. Die leidende benadering vir die meeste van die verlede 200 jaar was om sy funksies te koppel aan verskillende breinstreke of selfs individuele neurone (breinselle). Maar onlangse navorsing stel toenemend voor dat ons die verkeerde pad heeltemal kan neem as ons die menslike verstand ooit sal verstaan. Die gesprek

Die idee dat die brein bestaan ​​uit talle streke wat spesifieke take verrig, staan ​​bekend as "modulariteit". En met die eerste oogopslag was dit suksesvol. Byvoorbeeld, dit kan 'n verduideliking gee vir hoe ons gesigte herken deur 'n ketting van spesifieke breinstreke in die oksipitale en temporale lobbe. Liggame word egter deur 'n ander stel breinstreke verwerk. En wetenskaplikes glo dat nog ander gebiede - geheue streke - help om hierdie perseptuele stimuli te kombineer om holistiese voorstellings van mense te skep. Die aktiwiteit van sekere breinareas was ook gekoppel aan spesifieke toestande en siektes.

Die rede waarom hierdie benadering so gewild is, is deels te danke aan tegnologieë wat ons ongekende insig in die brein gee. Funksionele magnetiese resonansie beelding (fMRI), watter spore verander in bloedvloei in die brein, laat wetenskaplikes toe om breinareas op te lig in reaksie op aktiwiteite - hulle help kaartfunksies. Intussen het Optogenetics, 'n tegniek wat genetiese modifikasie van neurone gebruik sodat hul elektriese aktiwiteit met ligpulse beheer kan word, kan ons help om hul spesifieke bydrae tot breinfunksie te verken.

Alhoewel beide benaderings genereer fassinerende resultate, is dit nie duidelik of hulle ooit 'n betekenisvolle begrip van die brein sal gee nie. 'N Neurowetenskaplike wat 'n korrelasie tussen 'n neuron of breingebied vind en 'n spesifieke, maar in beginsel arbitrêre fisiese parameter, soos pyn, sal versoek word om die gevolgtrekking te maak dat hierdie neuron of hierdie deel van die brein pyn beheer. Dit is ironies, want die brein se inherente funksie, selfs in die neurowetenskaplike, is om korrelasies te vind - in watter taak dit ook al gaan.


innerself teken grafiese in


Maar wat as ons die moontlikheid beskou dat alle breinfunksies oor die brein versprei word en dat alle dele van die brein bydra tot alle funksies? As dit so is, kan korrelasies tot dusver 'n perfekte val van die intellek wees. Ons moet dan die probleem oplos van hoe die streek of die neuron tipe met die spesifieke funksie interaksie met ander dele van die brein om betekenisvolle, geïntegreerde gedrag te genereer. Tot dusver is daar geen algemene oplossing vir hierdie probleem nie - net hipoteses in spesifieke gevalle, soos om mense te erken.

Die probleem kan geïllustreer word deur 'n onlangse studie wat bevind het dat die psigedeliese geneesmiddel LSD kan ontwrig die modulêre organisasie wat visie kan verduidelik. Daarbenewens is die vlak van disorganisering gekoppel aan die erns van die "verdeling van die self" wat mense gewoonlik ervaar wanneer hulle die dwelm gebruik. Die studie het bevind dat die dwelm die manier beïnvloed het dat verskeie breinstreke met die res van die brein kommunikeer en hul vlak van konnektiwiteit verhoog. Dus, as ons ooit wil verstaan ​​wat ons gevoel van self regtig is, moet ons die onderliggende verband tussen breinstreke as deel van 'n komplekse netwerk verstaan.

'N pad vorentoe?

Sommige navorsers glo nou die brein en sy siektes in die algemeen kan slegs as 'n verstaan ​​word wisselwerking tussen geweldige getalle neurone versprei oor die sentrale senuweestelsel. Die funksie van enige neuron is afhanklik van die funksies van al die duisende neurone waaraan dit gekoppel is. Hierdie op sy beurt is afhanklik van dié van ander. Dieselfde streek of dieselfde neuron mag oor 'n groot aantal kontekste gebruik word, maar het verskillende spesifieke funksies, afhangende van die konteks.

Dit kan inderdaad 'n klein versteuring wees van hierdie interplays tussen neurone wat deur middel van lawine-effekte in die netwerke toestande soos depressie of Parkinson se siekte veroorsaak. Hoe dan ook, ons moet die meganismes van die netwerke verstaan ​​om die oorsake en simptome van hierdie siektes te verstaan. Sonder die volle prentjie, sal ons waarskynlik nie hierdie en baie ander toestande suksesvol kan genees nie.

In die besonder moet die neurowetenskap begin ondersoek instel na hoe netwerkkonfigurasies voortspruit uit die brein se lewenslange pogings om sin van die wêreld te maak. Ons moet ook 'n duidelike beeld kry van hoe die korteks, breinstam en serebellum saamwerk met die spiere en die tienduisende optiese en meganiese sensors van ons liggame om een ​​geïntegreerde prentjie te skep.

Om terug te koppel aan die fisiese werklikheid is die enigste manier om te verstaan ​​hoe inligting in die brein voorgestel word. Een van die redes waarom ons in die eerste plek 'n senuweestelsel het, is dat die evolusie van mobiliteit 'n beheerstelsel vereis. Kognitiewe, verstandelike funksies - en selfs gedagtes - kan beskou word as meganismes wat in orde ontwikkel het om beter te beplan vir die gevolge van beweging en aksies.

So die pad vorentoe vir neurowetenskap kan wees om meer te fokus op algemene neurale opnames (met optogenetika of fMRI) - sonder om elke neuron of brein streek wat verantwoordelik is vir enige spesifieke funksie te hou. Dit kan gevoer word in teoretiese netwerknavorsing, wat die potensiaal het om 'n verskeidenheid waarnemings te verantwoord en 'n geïntegreerde funksionele verduideliking te gee. Trouens, so 'n teorie behoort ons te help om eksperimente te ontwerp, eerder as net andersom.

Groot hekkies

Dit sal egter nie maklik wees nie. Huidige tegnologieë is duur - daar is groot finansiële hulpbronne sowel as nasionale en internasionale prestige wat in hulle belê word. Nog 'n hindernis is dat die menslike verstand geneig is om eenvoudiger oplossings oor ingewikkelde verklarings te verkies, selfs al kan die voormalige beperkte krag beskik om bevindings te verduidelik.

Die hele verhouding tussen neurowetenskap en die farmaseutiese industrie word ook op die modulêre model gebou. Tipiese strategieë wanneer dit kom by algemene neurologiese en psigiatriese siektes, is om een ​​tipe reseptor in die brein te identifiseer wat met dwelms geteiken kan word om die hele probleem op te los.

Byvoorbeeld, SSRI's - wat die absorpsie van serotonien in die brein blokkeer sodat meer vrylik beskikbaar is - word tans gebruik om 'n aantal verskillende geestesgesondheidsprobleme, insluitende depressie, te behandel. Maar hulle werk nie vir baie pasiënte nie en daar kan 'n wees placebo-effek betrokke wanneer hulle dit doen.

Net so word epilepsie vandag wyd gesien as 'n enkele siekte en is dit behandel met anticonvulsante middels, wat werk deur die aktiwiteit van almal neurone. Sulke dwelms werk ook nie vir almal nie. Inderdaad, dit kan wees dat enige minuutversteuring van die stroombane in die brein - wat voortspruit uit een van duisende verskillende snellers wat uniek is aan elke pasiënt - die brein in 'n epileptiese toestand kan stoot.

Op hierdie manier word die neurowetenskap geleidelik kompas verloor op sy beweerde pad om die brein te verstaan. Dit is absoluut noodsaaklik dat ons dit reg kry. Dit kan nie net die sleutel wees tot die verstaan ​​van sommige van die grootste raaisels wat die wetenskap ken nie - soos bewussyn - dit kan ook help om 'n groot verskeidenheid verswarende en duur gesondheidsprobleme te behandel.

Oor Die Skrywer

Henrik Jörntell, Senior Lektor in Neurowetenskap, Lund Universiteit

Hierdie artikel is oorspronklik gepubliseer op Die gesprek. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

at InnerSelf Market en Amazon