Γνωστική νευροεπιστήμη: κατανόηση της συμπεριφοράς του νου

Παραδοσιακά, ο στόχος της νευροεπιστήμης είναι να κατανοήσει τη λειτουργία του νευρικού συστήματος . Αυτή η πειθαρχία επιδιώκει να κατανοήσει πώς ο εγκέφαλος είναι οργανωμένος σε λειτουργικό και δομικό επίπεδο. Τον τελευταίο καιρό, ωστόσο, έχουμε προχωρήσει παραπέρα, δεν θέλουμε απλώς να μάθουμε πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος αλλά και τις επιπτώσεις που έχει αυτό στη συμπεριφορά μας, τις σκέψεις μας και συναισθήματα .

Ο στόχος της συσχέτισης του εγκεφάλου με το μυαλό είναι έργο της γνωστικής νευροεπιστήμης δηλαδή μια πειθαρχία που συνδυάζει τη νευροεπιστήμη και τη γνωστική ψυχολογία. Το τελευταίο ασχολείται με τη μελέτη ανώτερων λειτουργιών όπως η μνήμη, η γλώσσα ή η προσοχή. Ο κύριος στόχος της γνωστικής νευροεπιστήμης είναι επομένως να συσχετίσει τη λειτουργία του εγκεφάλου με τις γνωστικές μας ικανότητες και τις συμπεριφορές μας.

Η ανάπτυξη νέων τεχνικών βοήθησε πολύ σε αυτόν τον τομέα προκειμένου να πραγματοποιηθούν πειραματικές μελέτες. Οι μελέτες νευροαπεικόνισης έχουν διευκολύνει το έργο της συσχέτισης δομών από σκυρόδεμα με διαφορετικές λειτουργίες χρησιμοποιώντας ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για το σκοπό αυτό: τη λειτουργική απεικόνιση μαγνητικού συντονισμού. Επί πλέον .

Η γέννηση της νευροεπιστήμης

Δεν μπορείτε να μιλήσετε για τη γέννηση της νευροεπιστήμης χωρίς να την ονομάσετε Παρεκκλίνω αυτός που διατύπωσε τη θεωρία των νευρώνων. Η συμβολή του στα προβλήματα ανάπτυξης, εκφυλισμού και αναγέννησης του νευρικού συστήματος εξακολουθεί να είναι επίκαιρη και να διδάσκεται ακόμη στις σχολές. Εάν πρέπει να δοθεί ημερομηνία γέννησης στη νευροεπιστήμη, αυτή θα ήταν τον 19ο αιώνα.

Με την ανάπτυξη του μικροσκοπίου και των πειραματικών τεχνικών όπως η στερέωση και η χρώση ιστών ή η μελέτη των δομών του νευρικού συστήματος και της λειτουργικότητάς τους, αυτή η πειθαρχία άρχισε να αναπτύσσεται. Ωστόσο, η νευροεπιστήμη έχει λάβει συνεισφορές από πολλούς τομείς μελέτης που μας βοήθησαν να κατανοήσουμε καλύτερα πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος. Επομένως, μπορεί να ειπωθεί ότι Οι μετέπειτα νευροεπιστημονικές ανακαλύψεις είναι πολυεπιστημονικές .

Έχουν λάβει μεγάλη συμβολή από την ανατομία που ασχολείται με τον εντοπισμό κάθε μέρους του οργανισμού. Από τη φυσιολογία επικεντρώνεται περισσότερο στην κατανόηση του πώς λειτουργεί το σώμα μας. Από τη φαρμακολογία με ουσίες ξένες προς τον οργανισμό μας, παρατήρηση των επιπτώσεων αυτών στον οργανισμό και στη βιοχημεία χρησιμοποιώντας ουσίες που εκκρίνει ο οργανισμός όπως οι νευροδιαβιβαστές.

Σημαντική συνεισφορά έχει και η ψυχολογία στη νευροεπιστήμη μέσω της θεωρίας για τη συμπεριφορά και τη σκέψη. Με τα χρόνια, το όραμα μετακινήθηκε από μια προοπτική εντοπισμού στην οποία θεωρήθηκε ότι κάθε περιοχή του εγκεφάλου είχε μια συγκεκριμένη λειτουργία σε μια πιο λειτουργική, στην οποία ο στόχος είναι να κατανοηθεί η συνολική λειτουργία του εγκεφάλου.

Γνωστική νευροεπιστήμη

Η νευροεπιστήμη περιλαμβάνει ένα πολύ ευρύ φάσμα επιστημών. Ξεκινώντας από τη βασική έρευνα στην εφαρμοσμένη έρευνα που λειτουργεί με την απήχηση μηχανισμών που εξαρτώνται από τη συμπεριφορά. Μέσα στη νευροεπιστήμη υπάρχει η γνωστική νευροεπιστήμη που επιδιώκει να ανακαλύψει πώς λειτουργούν ανώτερες λειτουργίες όπως η γλώσσα, η μνήμη ή η λήψη αποφάσεων.

Η γνωστική νευροεπιστήμη έχει ως κύριο στόχο τη μελέτη των νευρικών αναπαραστάσεων των νοητικών πράξεων . Επικεντρώνεται στα νευρωνικά υποστρώματα των νοητικών διεργασιών, δηλαδή τι αντίκτυπο έχει αυτό που συμβαίνει στον εγκέφαλο στη συμπεριφορά και τη σκέψη μας; Έχουν ταυτοποιηθεί

Οι τομείς συσχέτισης που δεν έχουν συγκεκριμένη λειτουργία είναι υπεύθυνοι για την ερμηνεία, την ολοκλήρωση και τον συντονισμό των αισθητηριακών και κινητικών λειτουργιών. Θα ήταν υπεύθυνοι για ανώτερες νοητικές λειτουργίες. Οι περιοχές του εγκεφάλου που διέπουν τις λειτουργίες της μνήμης, της σκέψης, του συναισθήματος, της συνείδησης και της προσωπικότητας είναι πολύ πιο δύσκολο να εντοπιστούν.

Η μνήμη συνδέεται με τον ιππόκαμπο που βρίσκεται στο κέντρο του εγκεφάλου. Όσον αφορά τα συναισθήματα, είναι γνωστό ότι το μεταιχμιακό σύστημα ελέγχει τη δίψα και την πείνα (υποθάλαμος), την επιθετικότητα (αμυγδαλή) και τα συναισθήματα γενικότερα. Είναι στον φλοιό που ενσωματώνονται οι γνωστικές ικανότητες, το μέρος όπου βρίσκεται η ικανότητά μας να είμαστε συνειδητοί, να συνάπτουμε σχέσεις και να διεξάγουμε περίπλοκους συλλογισμούς.

Εγκέφαλος και συναισθήματα

Τα συναισθήματα είναι ένα από τα βασικά χαρακτηριστικά της φυσιολογικής ανθρώπινης εμπειρίας, τα νιώθουμε όλοι. Όλα τα συναισθήματα εκφράζονται μέσω σπλαχνικών κινητικών αλλαγών και στερεότυπες κινητικές και σωματικές αποκρίσεις, ιδιαίτερα τις κινήσεις των μυών του προσώπου. Παραδοσιακά τα συναισθήματα αποδίδονταν στο μεταιχμιακό σύστημα, αυτή η θεωρία είναι ακόμα στη μόδα σήμερα, αλλά εμπλέκονται και άλλες περιοχές του εγκεφάλου.

Οι άλλοι τομείς στους οποίους εκτείνεται η συναισθηματική διαδικασία είναι οι αμυγδαλή

Οι σπλαχνικοί πυρήνες και οι σωματικοί κινητήρες συντονίζουν την έκφραση της συναισθηματικής συμπεριφοράς . Τα συναισθήματα και η ενεργοποίηση του αυτόνομου νευρικού συστήματος είναι στενά συνδεδεμένα μεταξύ τους. Το να αισθάνεστε οποιοδήποτε είδος συναισθήματος, όπως φόβο ή έκπληξη, θα ήταν αδύνατο χωρίς αύξηση του καρδιακού ρυθμού, εφίδρωση, τρόμο… Είναι μέρος του πλούτου των συναισθημάτων.

Η απόδοση της συναισθηματικής έκφρασης στις δομές του εγκεφάλου του δίνει την έμφυτη φυσικότητά του. Τα συναισθήματα είναι ένα προσαρμοστικό εργαλείο που ενημερώνει τους άλλους για την ψυχική μας κατάσταση . Η ομοιογένεια των εκφράσεων χαράς, λύπης, θυμού έχει αποδειχθεί... σε διαφορετικούς πολιτισμούς. Είναι ένας από τους τρόπους μας να επικοινωνούμε και να νιώθουμε ενσυναίσθηση για τους άλλους.

Μνήμη: η αποθήκη του εγκεφάλου

Η μνήμη είναι μια βασική ψυχολογική διαδικασία που παραπέμπει σε κωδικοποιεί την αποθήκευση και την ανάκτηση μαθησιακών πληροφοριών . Η σημασία της μνήμης στην καθημερινή μας ζωή έχει δώσει αφορμή για διάφορες έρευνες σχετικά με αυτό το θέμα. Ένα άλλο κεντρικό θέμα πολλών μελετών είναι η λήθη καθώς πολλές παθολογίες προκαλούν αμνησία η οποία παρεμβαίνει σοβαρά στην καθημερινή ζωή.

Ο λόγος για τον οποίο η μνήμη είναι ένα τόσο σημαντικό θέμα είναι ότι ένα μεγάλο μέρος της ταυτότητάς μας βρίσκεται σε αυτήν. Από την άλλη πλευρά, ακόμα κι αν η λήθη με παθολογική έννοια μας προκαλεί ανησυχία, γνωρίζουμε ότι ο εγκέφαλος χρειάζεται να απαλλαγεί από άχρηστες πληροφορίες για να λάβει

Οι νευρωνικές συνδέσεις αλλάζουν με τη χρήση ή τη μη χρήση τους . Όταν διατηρούμε πληροφορίες που δεν χρησιμοποιούνται, οι νευρωνικές συνδέσεις εξασθενούν μέχρι να εξαφανιστούν. Ομοίως όταν μαθαίνουμε κάτι νέο δημιουργούμε νέες συνδέσεις. Όλες αυτές οι γνώσεις που μπορούμε να συσχετίσουμε με άλλες έννοιες ή γεγονότα στη ζωή θα είναι ευκολότερο να θυμόμαστε.

Η γνώση της μνήμης αυξήθηκε μετά από μια μελέτη σε άτομα με πολύ συγκεκριμένη αμνησία. Βοήθησε να μάθουμε περισσότερα για τη βραχυπρόθεσμη μνήμη και την ενοποίηση της δηλωτικής μνήμης. Το διάσημο H.M. περίπτωση τόνισε τη σημασία του ιππόκαμπου για τη δημιουργία νέων αναμνήσεων. Η μνήμη των κινητικών δεξιοτήτων, ωστόσο, ελέγχεται από την παρεγκεφαλίδα, τον πρωτογενή κινητικό φλοιό και τα βασικά γάγγλια.

Γλώσσα ε

Η γλώσσα είναι μια από τις δεξιότητες που μας διαφοροποιούν από το υπόλοιπο ζωικό βασίλειο. Η ικανότητα να επικοινωνούμε με τόση ακρίβεια και ο τεράστιος αριθμός τρόπων που έχουμε για να εκφράσουμε τις σκέψεις και τα συναισθήματα μας κάνει το γλώσσα το πλουσιότερο και πιο χρήσιμο εργαλείο επικοινωνίας μας . Αυτό το μοναδικό χαρακτηριστικό του είδους μας έχει προκαλέσει πολλές έρευνες να επικεντρωθούν σε αυτό.

Οι επιτυχίες από τον ανθρώπινο πολιτισμό βασίζονται εν μέρει στη γλώσσα που επιτρέπει την ακριβή επικοινωνία . Η γλωσσική ικανότητα εξαρτάται από την ακεραιότητα των διαφόρων εξειδικευμένων περιοχών των φλοιών συσχέτισης στον κροταφικό και μετωπιαίο λοβό. Στους περισσότερους ανθρώπους, οι κύριες λειτουργίες της γλώσσας βρίσκονται στο δεξί ημισφαίριο.

Το δεξί ημισφαίριο θα ασχολείται με συναισθηματικό περιεχόμενο της γλώσσας. Συγκεκριμένη βλάβη σε περιοχές του εγκεφάλου μπορεί να θέσει σε κίνδυνο τις βασικές γλωσσικές λειτουργίες, προκαλώντας τελικά αφασία. Οι αφασίες μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά, μπορεί να έχετε δυσκολίες τόσο στην άρθρωση όσο και στην παραγωγή ή κατανόηση της γλώσσας.

Ούτε η γλώσσα ούτε η σκέψη υποστηρίζονται από μια ενιαία συγκεκριμένη περιοχή παρά από έναν συνδυασμό διαφορετικών δομών . Ο εγκέφαλός μας λειτουργεί με τόσο οργανωμένο και πολύπλοκο τρόπο που όταν σκεφτόμαστε ή μιλάμε κάνει πολλαπλούς συσχετισμούς μεταξύ των εργασιών που εκτελεί. Οι προηγούμενες γνώσεις μας θα επηρεάσουν τη νέα γνώση σε ένα σύστημα ανατροφοδότησης.

Μεγάλες ανακαλύψεις στη νευροεπιστήμη

Η περιγραφή όλων των σχετικών μελετών στη νευροεπιστήμη θα ήταν μια περίπλοκη και πολύ εκτεταμένη εργασία. Οι παρακάτω ανακαλύψεις έχουν ανατρέψει ορισμένες προηγούμενες ιδέες για το πώς λειτουργεί ο εγκέφαλός μας και έχουν δώσει αφορμή για νέες μελέτες. Αυτή είναι μια επιλογή από μερικές σημαντικές πειραματικές μελέτες μεταξύ των χιλιάδων υπαρχόντων έργων:

Νευρογένεση(Eriksson 1998). Μέχρι το 1998 πίστευαν ότι η νευρογένεση συνέβαινε μόνο κατά την ανάπτυξη του νευρικού συστήματος και ότι μετά από αυτή την περίοδο οι νευρώνες πέθαιναν χωρίς να ξαναδημιουργηθούν. Μετά τα πειράματα του Erikkson, ωστόσο, ήταν δυνατό να εξακριβωθεί ότι η νευρογένεση συμβαίνει και κατά τη διάρκεια της τρίτης ηλικίας. Ο εγκέφαλος είναι πιο πλαστικός και εύπλαστος από ό,τι πιστεύαμε. Επαφή κατά την πρώιμη παιδική ηλικία και γνωστική και συναισθηματική ανάπτυξη(Lupien 2000). Σε αυτή τη μελέτη, καταδείχθηκε η σημασία της σωματικής επαφής του παιδιού κατά την πρώιμη παιδική του ηλικία. Η ανακάλυψη των νευρώνων καθρέφτη(Rizzolatti 2004). Αυτό που ξεκίνησε αυτή τη μελέτη ήταν η ικανότητα των νεογέννητων μωρών να μιμούνται τις χειρονομίες των άλλων. Αυτό οδήγησε στην ανακάλυψη του καθρέφτες νευρώνες Γνωστική εφεδρεία(Petersen 2009). Η ανακάλυψη της γνωστικής εφεδρείας ήταν πολύ σημαντική τα τελευταία χρόνια. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, ο εγκέφαλος είναι σε θέση να αντισταθμίσει τραυματισμούς. Διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν αυτή την ικανότητα, όπως η ηλικία του σχολείου, η εργασία που γίνεται, οι συνήθειες ανάγνωσης ή ο κοινωνικός κύκλος. Το υψηλό γνωστικό απόθεμα μπορεί να αντισταθμίσει τη βλάβη σε ασθένειες όπως το Αλτσχάιμερ.

Το μέλλον της νευροεπιστήμης: έργο ανθρώπινου εγκεφάλου

Το Human Brain Project είναι ένα έργο που χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση και στοχεύει στη δημιουργία μιας υποδομής βασισμένης στις τεχνολογίες πληροφοριών και επικοινωνιών (ΤΠΕ). Αυτή η υποδομή στοχεύει να κάνει μια βάση δεδομένων στον τομέα της νευροεπιστήμης διαθέσιμη σε όλους τους επιστήμονες στον κόσμο. Αναπτύσσει έξι πλατφόρμες βασισμένες σε ΤΠΕ:

Νευρο-πληροφορική: θα δώσει πρόσβαση σε δεδομένα από νευροεπιστημονικές μελέτες που πραγματοποιήθηκαν σε όλο τον κόσμο. Προσομοίωση εγκεφάλου: Θα ενσωματώσει πληροφορίες σε ενοποιημένα μοντέλα υπολογιστών για την εκτέλεση δοκιμών που δεν θα ήταν δυνατό να πραγματοποιηθούν αυτοπροσώπως. Υπολογισμός υψηλής απόδοσης: Θα προσφέρει τη διαδραστική υπερ-υπολογιστική τεχνολογία που χρειάζονται οι νευροεπιστήμονες για τη μοντελοποίηση δεδομένων και τις προσομοιώσεις. Νευρο-πληροφορική ορθογραφία: Θα μετατρέψει μοντέλα εγκεφάλου σε συσκευές υλικού δοκιμάζοντας τις εφαρμογές τους. Νευρορομποτική: θα επιτρέψει σε ερευνητές της νευροεπιστήμης και της βιομηχανίας να πειραματιστούν με εικονικά ρομπότ που ελέγχονται από μοντέλα εγκεφάλου που αναπτύχθηκαν στο έργο.

Το έργο αυτό ξεκίνησε τον Οκτώβριο του 2013 και θα έχει εκτιμώμενη διάρκεια 10 ετών. Τα δεδομένα που συλλέγονται σε αυτή την τεράστια βάση δεδομένων θα μπορούν να διευκολύνουν το έργο της μελλοντικής έρευνας. Η πρόοδος των νέων τεχνολογιών επιτρέπει στους επιστήμονες να έχουν μια βαθύτερη κατανόηση του εγκεφάλου αν και η βασική έρευνα έχει ακόμη πολλές αμφιβολίες να επιλύσει σε αυτό το συναρπαστικό πεδίο.

Βιβλιογραφία

Eriksson P.S. Perfilieva E. Bjork-Eriksson T. Alborn A. M. Nordborg C. Peterson D.A. GAGE F. Neurogenesis in the Adult Human Hippocal Nature Medicine.4(11) 1998 1313–1

Kandell E.R. Schwartz J.H. και Jessell T.M. Αρχές νευροεπιστήμης Milan CEA

Lupien S.J. King S. Meaney M.J. McEwen B.S. Τα επίπεδα της ορμόνης του στρες του παιδιού συσχετίζονται με την κοινωνικοοικονομική κατάσταση της μητέρας και την καταθλιπτική κατάσταση Biological Psychiatry 2000 48 976-980.

Purves Augustine Fitzpatrick Hall Lamantia McNamara και Williams.

Rizzolatti G. Craighero L. The mirror-neuron system. Annual Review of Neuroscience 2004 27 169–192.

Stern Y. Cognitive reserve Neuropsychologia 2007 47(10) 2015–2028.