Conectivitatea este cheia înţelegerii creierului

Înţelegerea creierului uman necesită descifrarea interconexiunilor cerebrale şi a funcţionalităţii sale interactive, conform unui material publicat de LiveScience.

 Creierul uman este o capodoperă a interconexiunilor neuronale, pornind de la legăturile simple dintre neuroni individuali şi până la fibrele nervoase care străbat mari zone cerebrale. Eforturile de a înţelege interconexiunile cerebrale sunt grupate generic sub numele de „conectom”.

Interesul ştiinţific cu privire la înţelegerea conectomului a crescut în ultima perioadă de timp, apreciază neurologul Henry Kennedy de la Institutul francez de cercetare a creierului şi a celulelor stem.

„Este acceptat faptul că înţelegerea proceselor neuronale implică înţelegerea structurii lor de bază”, a precizat Kennedy pentru LiveScience.

Până recent, teoria dominantă cu privire la conectivitatea cerebrală a fost aşa-numitul „model Small World”. În societatea umană, acest model indică faptul că grupurile sociale sunt puternic conectate şi că oricare doi indivizi sunt la doar „şase strângeri de mână” sau întâlniri pentru a se cunoaşte. Transpus în neurologie acest model ia în considerare doar relaţia de conectare/neconectare dintre două regiuni ale creierului şi nu intensitatea sau distanţa eventualei conexiuni.

Prin contrast, Kennedy şi colegii săi susţin acum că sistemul nervos central uman este o reţea densă de conexiuni, în care 70% dintre regiunile cerebrale sunt conectate cu toate celelalte regiuni cerebrale. Dacă revenim la analogia cu grupurile sociale, creierul este mai degrabă ca o societate tribală, în care fiecare membru îi cunoaşte şi are relaţii cu toţi ceilalţi membri ai comunităţii, însă anumiţi membri, aşa cum ar fi şeful comunităţii, sunt mai influenţi decât alţii.

Folosind o nouă bază de date cu privire la conectivitatea corticală – conexiunile care se produc în stratul exterior al creierului, acolo unde se nasc gândurile complexe – cercetătorii au descoperit că intensitatea conexiunii dintre două zone cerebrale scade odată cu creşterea distanţei dintre ele.

Această nouă paradigmă cu privire la modul în care diferite regiuni cerebrale sunt interconectate poate dezvălui întregul model de conectare al creierului, de la nivelul macro, al regiunilor cerebrale, până la nivelul neuronilor individuali, a precizat Kennedy.

Însă conectivitatea creierului nu oferă decât o abordare incompletă. Creierul este un organ dinamic, iar modelele sale dinamice de activitate sunt cele care asigură bogăţia şi diversitatea cogniţiei umane.

Pentru a dezlega misterul funcţionalităţii creierului, oamenii de ştiinţă recurg atât la abordări teoretice cât şi la abordări experimentale, apelând deseori la imagistica sistemului nervos central. În particular, imagistica prin rezonanţă magnetică funcţională (fMRI) a jucat un rol major în neurologia cognitivă. Această tehnologie este uşor disponibilă şi le permite oamenilor de ştiinţă să studieze creierul într-un mod neinvaziv.

Abordarea generală, precizează neurologul Nicholas Turk-Browne de la Universitatea Princeton, este de a încerca să identifici focarele de activare din creier unde activitatea este corelată de anumite procese în derulare, aşa cum ar fi recunoaşterea chipurilor.

„Am reuşit să facem nişte importanţi paşi înainte cu această abordare, dar încă există numeroase aspecte ale funcţionalităţii creierului care nu sunt contabilizate”, a susţinut Turk-Browne pentru LiveScience.

Într-unul dintre articolele ştiinţifice pe care le-a publicat, Turk-Browne explică faptul că funcţiile cerebrale sunt distribuite în mai multe zone ale creierului şi nu restrânse într-o singură regiune. Astfel, orice comportament complex necesită interacţiuni între aceste zone. Mai mult decât atât, aceste interacţiuni depind de „starea cognitivă” a unei persoane – dacă o persoană se gândeşte la ce a mâncat la micul dejun sau ascultă operă, spre exemplu.

Studierea creierului în complexitatea sa aparent infinită este problematică, iar pentru aceasta oamenii de ştiinţă trebuie să apeleze la instrumentele informaticii, a mai precizat el.

Folosirea sistemului fMRI reprezintă o tehnică complexă pentru analiza creierului. Însă, prin definiţie, această metodă detectează activitatea metabolică din zonele cerebrale şi nu direct conexiunile neuronale. Cele două sunt corelate, însă există un decalaj semnificativ de timp între activitatea neuronală şi semnalarea acestei activităţi în diferite zone cerebrale, prin scanarea cu ajutorul tehnologiei fMRI.

Nu în ultimul rând, oamenii de ştiinţă pot afla multe despre creier din analiza procesului de învăţare. Un aspect al funcţionalităţii cerebrale care este omis de majoritatea studiilor este diferenţa dintre modul în care creiere diferite asimilează informaţii, cu tot cu schimbările cerebrale rezultate.

„Începem să înţelegem că dacă ne uităm la starea iniţială a creierului, dinainte de învăţare, putem prevedea modul în care creierul se va schimba în contextul învăţării”, a comentat neurologul Robert Zatorre de la Universitatea canadiană McGill.

Zatorre şi-a pus semnătura pe un articol care explorează întrebarea dacă vorbirea şi abilităţile muzicale sunt încorporate în structura creierului, sau dacă pot fi învăţate şi implicit modificate.

„Noi încă nu ştim dacă aceste abilităţi pot fi considerate nişte condiţii care există doar în prezent, sau dacă sunt nişte trăsături care există de mult timp, probabil de la naştere. Există dovezi care susţin ambele abordări”, a declarat Zatorre pentru LiveScience.

Prin combinarea studiilor despre conectivitatea cerebrală între diferite regiuni şi, în ultimă instanţă, între neuroni individuali, cu modele teoretice şi studii psihologice asupra funcţionalităţii cerebrale, neurologii încep să pună cap la cap piesele acestui copleşitor puzzle care este mintea umană – un puzzle care însă este departe de a fi complet. (Agenţia Naţională de Presă AGERPRES)

Citește și

Spune ce crezi

Adresa de email nu va fi publicata

Acest sit folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.