신경 과학은 수세기 동안 잘못된 경로에 있었습니까? 저스틴 피커드 / 플리커, CC의 BY-SA

인간의 두뇌를 이해하는 것은 틀림없이 현대 과학의 가장 큰 도전입니다. 그만큼 선도적 접근법 대부분의 지난 200 년 그 기능을 다른 뇌 영역 또는 심지어 개별 뉴런 (뇌 세포)에 연결하는 것이었다. 그러나 최근의 연구 점점 더 제안한다. 우리가 인간의 마음을 이해한다면 우리는 완전히 잘못된 길을 택할 것입니다.

뇌가 특정 작업을 수행하는 수많은 영역들로 구성된다는 생각은 "모듈성". 그리고 언뜻보기에 성공했습니다. 예를 들어, 특정 뇌 영역의 체인을 활성화하여 얼굴을 인식하는 방법에 대한 설명을 제공 할 수 있습니다. 후두부 과 측두엽. 그러나 신체는 다른 두뇌 영역 세트에 의해 처리됩니다. 그리고 과학자들은 다른 영역 인 기억 영역 (memory regions)이 이러한 지각 적 자극을 결합하여 사람들의 전체적인 표현을 창출하는 데 도움이된다고 믿습니다. 특정 두뇌 영역의 활동도 특정 조건 및 질병과 관련있다..

이 접근법이 인기를 얻은 이유 중 하나는 부분적으로 우리에게 전례없는 뇌 통찰력을 제공하는 기술 덕분입니다. 기능적 자기 공명 영상 (fMRI)는 뇌의 혈류 변화를 추적하여 과학자들이 활동에 반응하여 뇌 영역을 밝혀 내고 기능을지도 할 수 있도록합니다. 그 동안에, Optogenetics, 뉴런의 유전 적 변형을 이용하여 빛의 펄스로 전기 활동을 제어 할 수있는 기술은 우리가 뇌 기능에 대한 특정 기여를 조사하는 데 도움이 될 수 있습니다.

두 가지 방법 모두에서 매혹적인 결과, 그들이 뇌에 대한 의미있는 이해를 제공 할 것인지는 명확하지 않다. 신경 또는 뇌 영역과 특정하지만 원칙적으로 임의의 물리적 매개 변수, 예를 들어 통증과의 상관 관계를 찾는 신경 과학자는이 신경 또는 뇌의이 부분이 통증을 조절한다는 결론을 이끌어 내고자합니다. 이것은 신경 과학자 일지라도 뇌의 본질적인 기능은 상관 관계를 찾는 것입니다.

그러나 우리가 모든 뇌 기능이 뇌 전체에 걸쳐 분포되어 있으며 뇌의 모든 부분이 모든 기능에 기여할 가능성을 고려한다면 어떻게 될까요? 그렇다면 지금까지 발견 된 상관 관계가 지성의 완벽한 함정 일 수 있습니다. 우리는 특정 기능을 가진 영역이나 뉴런 유형이 의미 있고 통합 된 행동을 생성하기 위해 어떻게 뇌의 다른 부분과 상호 작용하는지에 대한 문제를 해결해야합니다. 지금까지이 문제에 대한 일반적인 해결책은 없습니다. 예를 들어 사람들을 인식하는 것과 같은 특정 경우의 가설입니다.

이 문제는 환각제 인 LSD가 심장 발작을 일으킬 수있는 것으로 밝혀진 최근 연구에 의해 설명 될 수 있습니다. 모듈 식 조직을 혼란시키다. 비전을 설명 할 수 있습니다. 더욱이, 조직 해체의 수준은 사람들이 마약 복용시 경험하는 "자아의 붕괴"의 심각성과 관련이 있습니다. 이 연구는이 약물이 여러 뇌 영역이 나머지 뇌와 의사 소통하는 방식에 영향을 미치고 연결 수준을 높인 것으로 나타났습니다. 따라서 우리가 자기 자신의 감각이 실제로 무엇인지 이해하기를 원한다면 복잡한 네트워크의 일부로 두뇌 영역 간의 기본 연결을 이해해야합니다.

앞으로 방법?

일부 연구원 지금 믿는다. 뇌와 그 질병은 일반적으로 중추 신경계에 걸쳐 분포 된 엄청난 수의 뉴런 사이의 상호 작용. 어느 한 뉴런의 기능은 연결되어있는 수천 개의 뉴런의 기능에 달려 있습니다. 이들은 차례로 다른 사람들의 것에 의존합니다. 동일한 영역 또는 동일한 뉴런이 많은 수의 컨텍스트에서 사용될 수 있지만 컨텍스트에 따라 다른 특정 기능을 갖습니다.

네트워크에서 눈사태 효과를 통해 우울증이나 파킨슨 병 같은 상태를 유발하는 뉴런 사이의 이러한 상호 작용에 대한 작은 혼란 일 수 있습니다. 어느 쪽이든 우리는 이러한 질병의 원인과 증상을 이해하기 위해 네트워크의 메커니즘을 이해해야합니다. 전체 그림이 없으면 우리는 이들 및 다른 여러 조건을 성공적으로 치료할 수 없을 것입니다.

특히, 신경 과학은 세계의 감각을 만들기위한 뇌의 평생 시도에서 네트워크 구성이 어떻게 발생하는지 조사해야합니다. 또한 우리는 피질, 뇌간 및 소뇌가 근육과 수만개의 신체의 광학 및 기계적 센서와 상호 작용하여 하나의 통합 된 그림을 만드는 방식을 명확하게 파악해야합니다.

육체적 현실에 다시 연결하는 것은 정보가 뇌에서 어떻게 표현되는지를 이해하는 유일한 방법입니다. 우선 우리가 신경계를 가지고있는 이유 중 하나는 이동성의 진화가 제어 시스템을 필요로한다는 것입니다. 인지 적, 정신적 기능 - 심지어 생각 -은 순서대로 진화하는 메커니즘으로 간주 될 수 있습니다. 그 결과를 더 잘 계획하기 운동과 행동.

따라서 신경 과학에 대한 방법은 특정 신경계 또는 뇌 기능을 담당하는 일반적인 신경 기록 (optogenetics 또는 fMRI)에 더 초점을 맞추는 것일 수 있습니다. 이것은 다양한 관측을 설명하고 통합 된 기능적 설명을 제공 할 수있는 이론적 인 네트워크 연구에 적용될 수 있습니다. 사실 이러한 이론은 우리가 실험을 설계하는 데 도움이됩니다.

주요 장애물

그것은 쉽지 않을 것입니다. 현재의 기술은 값 비싸지 만 주요한 재정적 자원뿐만 아니라 국가적 및 국제적 명성이 투자되고 있습니다. 또 다른 장애물은 비록 인간이 결과를 설명 할 수있는 능력이 제한적이라 할지라도 인간의 마음은 복잡한 설명보다 단순한 해결책을 선호하는 경향이 있다는 것입니다.

신경 과학과 제약 산업 간의 전체 관계는 모듈 식 모델을 기반으로합니다. 일반적인 신경학 및 정신과 질환에 대한 일반적인 전략은 뇌 전체에서 문제를 해결하기 위해 약물로 표적화 될 수있는 수용체의 한 유형을 확인하는 것입니다.

예를 들어, 뇌에서 세로토닌의 흡수를 차단하여 더 많은 것을 자유롭게 이용할 수있는 SSRI는 현재 우울증을 비롯한 다양한 정신 건강 문제를 치료하는 데 사용됩니다. 그러나 그들은 많은 환자들에게는 효과가 없으며, 그들이 할 때 포함 된 위약 효과.

유사하게, 간질은 오늘날 단일 질병으로 널리 알려져 있으며 항 경련제로 치료 한, 어떤 활동을 댐퍼하여 작동 모든 뉴런. 그러한 약은 모두에게 효과가 없습니다. 실제로, 각 환자에게 독특한 수천 가지 다른 트리거 중 하나에서 발생하는 뇌 회로의 미세한 섭동이 뇌를 간질 상태로 만들 수 있습니다.

이런 방식으로, 신경 과학은 뇌를 이해하는 방향으로 나침반을 잃어 가고 있습니다. 우리가 올바르게 받아들이는 것은 절대적으로 중요합니다. 의식과 같은 과학에 알려진 가장 큰 신비의 일부를 이해하는 것이 중요 할뿐만 아니라 쇠약하고 값 비싼 건강 문제의 큰 범위를 치료하는데도 도움이 될 수 있습니다.

저자에 관하여

Henrik Jörntell, 신경 과학 선임 강사, 룬드 대학

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