Apa itu connectome? Otak baru memetakan

Otak manusia adalah salah satu sistem alami paling kompleks yang dikenal. Ini bukan hanya karena waktu yang relatif baru bahwa perkembangan teknologi telah memungkinkan penciptaan alat pengukuran yang memadai untuk mempelajari rangkaian organ ini, bukan fakta bahwa rata-rata otak manusia dari orang dewasa mengandung sekitar 80.000.000 neuron Kuncinya adalah bagaimana sel-sel saraf ini terhubung.

Seperti yang akan kita lihat di artikel ini, konsep connectome dilahirkan untuk membantu kita memahami logika internal dari sesuatu yang serumit otak.

• Artikel terkait: "Bagian otak manusia (dan fungsi)"

Apa yang terhubung?

Seperti yang telah kita lihat, di otak manusia ada banyak sekali sel-sel saraf. Namun, sebagai tambahan, setiap neuron dapat terhubung dengan ratusan, ribuan neuron lainnya. Koneksi ini dapat berubah dan berkembang seiring waktu.

Dapat dikatakan bahwa jika sistem saraf kita berfungsi, itu karena neuron mampu mengirimkan jutaan impuls saraf satu sama lain melalui soket kontak ini, yang disebut sinapsis. Setiap neuron, secara individual, tidak mampu melakukan fungsi apa pun yang memungkinkan kita untuk berpikir, merasakan atau bahkan tetap hidup.

Connectome, kemudian, adalah pemetaan koneksi saraf yang ada di sistem saraf atau di bagian sistem saraf, biasanya otak. Dalam beberapa tahun terakhir beberapa proyek telah muncul di mana kami mencoba memahami fungsi berbagai bagian sistem saraf berkat representasi ini.

Koneksi struktural dan koneksi fungsional

Saat merancang konektoma, dimungkinkan untuk menggambarkan koneksi struktural dan koneksi fungsional. Pengungkapan pertama pola konektivitas umum dan makroanatomik, biasanya diekspresikan dalam kumpulan akson yang dikelompokkan yang pergi dari satu bagian sistem saraf ke daerah lain yang terakhir. Acara kedua berfokus pada detail dimensi yang lebih kecil terkait dengan probabilitas bahwa sekelompok koneksi saraf mengirimkan impuls saraf tertentu ke kelompok lain, koneksi yang biasanya dibuat dengan cara yang lebih tidak terduga dan terputus..

Proyek Connectome Manusia

Adalah umum untuk membandingkan konsep connectome dengan konsep genome, yang pada gilirannya merujuk pada informasi yang terkandung dalam tipe lain dari struktur biologis: DNA. Dengan cara yang sama bahwa pada abad kedua puluh biologi dan disiplin ilmu yang terkait dengannya melihat harapan besar dalam kemungkinan mengungkap logika internal genom manusia, dalam beberapa tahun terakhir ilmu saraf dan psikologi, serta ilmu komputer, sudah mulai melihat kemungkinan untuk memahami hubungan tipikal dari anggota spesies kita.

Itulah sebabnya pada tahun 2009 Proyek Connectome Manusia lahir, atau Proyek Connectome Manusia, yang didanai oleh anggota National Institutes of Health, Amerika Serikat. Kaitan prakarsa ini dengan kesehatan terbukti: adalah mungkin untuk memetakan koneksi otak manusia yang sehat, tetapi juga dari yang berhubungan dengan penyakit mental tertentu, Dengan cara ini, temukan perbedaan signifikan dalam cara sel-sel saraf berkomunikasi satu sama lain dalam setiap kasus.

Adalah masuk akal untuk mencari penyebab gangguan tertentu dalam pola konektivitas ini, karena saat ini ada konsensus penting di sekitar gagasan bahwa proses mental lebih cenderung memiliki masalah fungsionalitas jika kelompok neuron yang menggerakkan mereka sangat berjauhan. Ya, karena bekerja dengan jarak ini melibatkan asumsi biaya metabolisme yang lebih tinggi. Jika di dalam otak yang jarak antar kelompok neuron sangat besar, perubahan persepsi atau perilaku bisa muncul. Saat ini Proyek Connectome Manusia masih berlangsung.

Sebuah foto otak?

Seperti yang telah kita lihat, connectome adalah semacam peta otak, dan keberadaannya bisa memfasilitasi pemahaman operasinya. Namun, pada dasarnya, itu adalah alat dengan kekuatan terbatas.

Ini karena sistem saraf, terutama otak, adalah sistem yang terus berubah. Ini adalah fenomena yang dikenal sebagai plastisitas neuron, di mana setiap pengalaman, terlepas dari pentingnya dalam hal psikologis, menyebabkan pola konektivitas dan aktivitas neuron kita berubah.

Dengan demikian, connectome dapat memberikan ide perkiraan fungsi logika perilaku tertentu, efek dari beberapa penyakit mental dan cedera otak, dan bahkan dapat berfungsi untuk menciptakan sistem pembelajaran dengan jaringan saraf di komputer. Faktanya, pencapaian yang menjanjikan telah dicapai, seperti menciptakan kembali keterhubungan otak dari sejenis cacing, buat simulasi dengannya, dan buat dia mempelajari perilaku tertentu seperti yang dilakukan oleh salah satu hewan ini tanpa pemrograman atau satu baris kode.

Tetapi seorang penghubung tidak dapat berfungsi untuk secara akurat memprediksi perilaku suatu organisme dengan otak seperti manusia atau salah satu dari kompleksitas yang sama, karena ia terus berubah. Jika kita mampu mencapai tingkat pengetahuan itu, tampaknya masih banyak yang harus dilakukan.