Daca in privinta Universului exista teorii care mai de care mai bizare, cercetatorii dorind sa lase impresia ca ei au patruns Nepatrunsul, in privinta complexei activitati a creierului uman lucrurile sunt departe de a fi transate intr-o maniera convingatoare. Avem doar adevaruri partiale, si acelea susceptibile de revizuiri, si cai mai noi sau mai vechi de intelegere a misterului.
Creierul, aceasta unitate centrala a fiintelor in general si a celei umane in particular, un microprocesor (comparand cu "inima" unui computer) infinit de complex si deocamdata de necuprins pe de-a-ntregul, o adevarata minune a creatiei al carui Designer (Arhitect) nu-l cunoastem, este o structura impecabil organizata a miliardelor de interconexiuni neuronale, de la cele mai simple legaturi dintre neuronii individuali, pana la fibrele nervoase care strabat intinsele zone cerebrale. De aceea intelegerea creierului ar necesita tocmai descifrarea acestor interconexiuni cerebrale si intelegerea in profunzime, printr-o abordare holistica, a functionalitatii sale interactive. Acest efort de a intelege interconexiunile cerebrale, de alcatuire a unei harti cerebrale atotcuprinzatoare este grupat generic sub numele de "conectom". Cercetarile in acest domeniu sunt destul de recente.
In 2005, Dr. Olaf Sporns la Indiana University si Dr. Patric Hagmann de la Spitalul Universitar din Lausanne au sugerat independent si simultan termenul "conectom" pentru a se referi la o harta a conexiunilor neuronale din creier. Termenul face intr-un fel trimitere, ba chiar a fost inspirat, la eforturile cercetatorilor de a alcatui faimoasa harta a codului genetic uman, numit genom. Patric Hagmann scria intr-o lucrare din 2005 ca "asemenea genomului, care este mai mult decat o juxtapunere a genelor, setul de conexiuni neuronale din creier este mai mult decat suma componentelor individuale.
Genomul este o entitate intrinseca, si tocmai din interactiunea subtila a genelor apare viata. Intr-o maniera similara, putem considera ca acest conectom cerebral, setul tuturor conexiunilor neuronale, este o entitate individuala intrinseca. Vreau sa scot in evidenta faptul ca aceasta uriasa capacitate de comunicare neuronala precum si extraordinara putere computationala se bazeaza tocmai pe aceasta subtila arhitectura a conexiunilor, incredibil de complexa".
Pionieri in universul creierului
Cercetarile legate de "conectom" evolueaza, si o data cu ele, apar noi abordari. Una dintre acestea apartine neurologului Henry Kennedy de la Institutul francez de cercetare a creierului si a celulelor stem. Pentru a intelege procesele neuronale, sinapsele si conexiunile este necesara intelegerea structurii lor de baza, spune Kennedy. Intelegem ca ne aflam intr-un fel de pionierat in privinta creierului, prin analogie cu Universul suntem undeva pe la stadiul descoperirii planetelor din Sistemul nostru Solar! Oricum, incercam sa avansam, o data ce am stabilit ca Pamantul e rotund. Si sa revizuim teoriile mai vechi.
Astfel, pana de curand teoria dominanta cu privire la conectivitatea cerebrala a fost asa-numitul model "Small World", al Lumii Mici. In societatea umana, acest model se referea la faptul ca grupurile sociale sunt puternic conectate si ca oricare doi indivizi sunt la doar "sase strangeri de mana" pentru a se cunoaste. Transpus in neurologie acest model ia in considerare doar relatia de conectare/neconectare dintre doua regiuni ale creierului si nu ia in calcul intensitatea sau distanta eventualei conexiuni.
Teoria lui Henry Kennedy si a colegilor lui sustine acum ca sistemul nervos central uman este o retea densa de conexiuni, in care 70% dintre regiunile cerebrale sunt conectate cu toate celelalte regiuni cerebrale. Daca revenim la analogia cu grupurile sociale, creierul este mai degraba ca o societate tribala, in care fiecare membru ii cunoaste si are relatii cu toti ceilalti membri ai comunitatii, insa anumiti membri, asa cum ar fi seful comunitatii, sunt mai influenti decat altii. Cu alte cuvinte "Mica Lume" este in realitate una gigantica. Conectivitatea creierului nu ofera decat o abordare incompleta pentru ca creierul este un organ dinamic, iar modelele sale dinamice de activitate sunt cele care asigura bogatia si diversitatea conditiei umane.
Pentru a dezlega misterul functionalitatii creierului, oamenii de stiinta recurg atat la abordari teoretice cat si la abordari experimentale, apeland deseori la imagistica sistemului nervos central. In particular, imagistica prin rezonanta magnetica functionala (fMRI) a jucat un rol major in neurologia cognitiva. Abordarea generala, precizeaza neurologul Nicholas Turk-Browne de la Universitatea Princeton, este de a incerca sa identifici focarele de activare din creier unde activitatea este corelata de anumite procese in derulare, asa cum ar fi recunoasterea chipurilor. "Am reusit sa facem niste importanti pasi inainte cu aceasta abordare, dar inca exista numeroase aspecte ale functionalitatii creierului care nu sunt contabilizate", recunoaste Turk-Browne pentru Live Science preluat de Rompres.
Sinapse si conexiuni
Intr-unul dintre articolele stiintifice pe care le-a publicat, Turk-Browne explica faptul ca functiile cerebrale sunt distribuite in mai multe zone ale creierului si nu restranse intr-o singura regiune. Astfel, orice comportament complex necesita interactiuni intre aceste zone. Mai mult decat atat, aceste interactiuni depind de "starea cognitiva" a unei persoane – daca o persoana se gandeste la ce a mancat la micul dejun sau asculta opera, spre exemplu.
Un mod de a intelege complexitatea creierului este analiza procesului de invatare. "Incepem sa intelegem ca daca ne uitam la starea initiala a creierului, dinainte de invatare, putem prevedea modul in care creierul se va schimba in contextul invatarii", a comentat neurologul Robert Zatorre de la Universitatea canadiana McGill. Tot el s-a intrebat daca vorbirea si abilitatile muzicale sunt incorporate in structura creierului, sau daca pot fi invatate si implicit modificate. "Noi inca nu stim daca aceste abilitati pot fi considerate niste conditii care exista doar in prezent, sau daca sunt niste trasaturi care exista de mult timp, probabil de la nastere. Exista dovezi care sustin ambele abordari", a mai spus Robert Zatorre. Asadar, in privinta creierului uman, suntem la inceput. E necesara o combinare a studiilor despre conectivitatea cerebrala intre diferite regiuni si, in ultima instanta, intre neuroni individuali, cu modele teoretice si studii psihologice asupra functionalitatii cerebrale.
Ca si Universul, creierul uman este un gigantic puzzle in care neurologii incep sa puna cap la cap piesele disparate pentru a realiza harta completa mult dorita si atat de necesara. Conectomul inseamna, ca si in cazul genomului uman, o munca uriasa, despre care nu stim cand va fi incununata cu succes. Sau daca vreodata…
GEORGE CUSNARENCU
Comentarii