U ZDRAVOM TIJELU ZDRAV DUH

Dešifriranje misterioznih dubina mozga

 

Prevela i uredila: Ljubica Šaran
Matrix World

Cordis.europa.eu

 

EU je financirala istraživanja o razvijanju inovativne nove tehnike koja može po prvi put pokazati konekcije i funkcije nervnih stanica, koja na takav način pomiče znanstvenike korak bliže do razvitka kompjutorskog modela mozga.

Studija publicirana u tiskovini Nature, je napravljena od strane grupe neuroznanstvenika sa University College London (UCL) i dijelom je financirala Europska Komisija za Istraživanje te dala početnu potporu na temelju Seventh Framework Programme (FP7).

Procjena je da postoji 100 milijardi nervnih stanica (‘neurona’) u mozgu, svaka povezana sa tisućama drugih nervnih stanica – što rezultira ukupnim brojem od otprilike 150 trilijuna konekcija (ili ‘sinapsa’). Na isti način kako je nazvana genomika, koja mapira postanke gena, ovaj novi tip istraživanja nazvan je ‘konektomika’ jer joj je cilj da mapira moždane sinapse. Onoga trenutka kad znanstvenici budu mogli razumjeti ove veze, vidjet će kako teku informacije kroz moždane sklopove i bit će u mogućnosti shvatiti naše percepcije, senzacije i kako se generiraju misli.

Ovo znanje nije pomoglo da shvatimo Alzheimerovu bolest, shizofreniju i moždanu kap.

„Kako ćemo shvatiti princip rada moždanih neurnoskih sklopova?“ zapitao se Dr. Tom Mrsic-Flogel, jedan od istraživača na UCL. „Mi prvo moramo shvatiti funkcije u svakom neuronu i pronaći sa kojim se drugim nervnim stanicama spajaju. Ako pronađemo način mapiranja konekcija između nervnih stanica za određene funkcije, mi ćemo tada biti u mogućnosti razviti kompjutorski model da shvatimo koliko je kompleksna dinamika neuralne mreže generiranja misli, senzacija i pokreta.“

Tim je koristio tehniku koju je razvio na miševima. Ona im omogućava kombinaciju informacija o funkcijama neurona zajedno sa detaljima drugih sinaptičkih konekcija. Korištenjem snimaka visoke rezolucije omogućava pregled vizualnog korteksa mišjeg mozga koji se sastoji od tisuća neurona i milijuna različitih konekcija. Time je uspio detektirati koji od neurona odgovaraju određenoj stimulaciji, na primjer, horizontalnim krajevima (obzoru prim. Prev.)

Tim je tada nastavio sa istraživanjem još jedne podgrupe neurona da bi ustanovili koji će neuroni odgovarati na određeni podražaj. To im je omogućilo procjenu da li su ovi neuroni sinaptički povezani sa prvom grupom neurona.

Otkrili su da neuroni reagirali vrlo slično istom vizualnom poticaju, kao što su krajevi iste orjentacije (tj: horizontalnog kraja ili vertikalnog kraja) ili na još kompleksnije vizualne efekte kao što su lica, tada se povezalo više njih, za razliku od drugačijih (jednostavnijih) podražaja.

Rezultati ove studije pomiču granice našeg saznanja o tome da li se lokalne konekcije između neurona pojavljuju slučajno ili u zavisnosti od funkcije, i o tome da se neuroni povezuju sa drugim neuronima kao odgovor na određeni poticaj.

„Počinjemo odmatati klupko kompleksnosti mozga,“ kazao je dr. Mrsic – Flogel. „Jednom kada budemo u stanju razumjeti funkcije i konekcije nervnih stanica koje se protežu u različitim nivoima mozga, onda ćemo početi razvijati kompjutorsku simulaciju i shvatiti kako ovaj nevjerojatni organ funkcionira. Ali za to će nam trebati mnogo godina i zajednički napor znanstvenika i masivna snaga kompjuterskog procesuiranja, da bi se obavio cijeli zadatak.“

Razumijevanje kompleksnosti unutrašnjeg rada mozga nam je tako postala jasnija i to zahvaljujući ovoj studiji koja također daje znanstvenicima novo oruđe koje im omogućava da dalje istraže mozak, najmisteriozniji organ ljudskog tijela. Ova studija također ima pozitivne implikacije za otkrivanje funkcionalnih sklopova tj povezanosti među regijama mozga koji se odnose na dodir, sluh i pokret.