Technology for dummies (Part 2): Εγκεφαλική βουτιά με το Brain Imaging.

Technology for dummies (Part 2): Εγκεφαλική βουτιά με το Brain Imaging.

Το καλοκαίρι σιγά σιγά τελειώνει και η εξεταστική του Σεπτεμβρίου καταλαμβάνει θέση στο προσκήνιο ολοταχώς. Κάποιοι ήδη έχουν αρχίσει το διάβασμα και άλλοι δίνουν ακόμη χρόνο ξεκούρασης στον εαυτό τους, περιμένοντας μερικές μέρες πριν την εξέταση για να κινητοποιηθούν. Σε αυτές λοιπόν τις στιγμές δυσκολίας ή χρονικής πίεσης σίγουρα θα έχουν περάσει από το μυαλό σου σκέψεις όπως «Μακάρι να είχα φωτογραφική μνήμη» ή «να μπορούσα να κοιμάμαι πολύ λίγες ώρες και να αποδίδω» ή «να έχω ταλέντο στα μαθηματικά»…

Μνήμη, αφαιρετική και συνθετική σκέψη, γλωσσική κατανόηση και ομιλία είναι κάποιες από τις ικανότητες και δεξιότητες, που ελέγχονται από ένα όργανο πτυχώσεων και εpct1ξογκωμάτων μερικών μόλις εκατοστών, τον εγκέφαλο.
Νευροεπιστήμη
, απεικόνιση και χαρτογράφηση του εγκεφάλου˙ έννοιες που πιθανόν τις έχεις ακουστά και χάρη στις οποίες μελλοντικά μπορεί να επιτευχθεί η έγκυρη διάγνωση και θεραπεία εγκεφαλικών διαταραχών, η εξέλιξη της τεχνητής νοημοσύνης και ίσως η υλοποίηση αυτών των σκέψεων σου, οι οποίες σήμερα προσεγγίζουν σενάριο επιστημονικής φαντασίας. Ας εστιάσουμε λοιπόν σε αυτές!

Νευροεπιστήμη (neuroscience): Επιστημονικός κλάδος που μελετά το νευρικό σύστημα, τη δομή, τις λειτουργίες, την εξέλιξή του καθώς και τις διαταραχές και ασθένειες που σχετίζονται με αυτό. Εστιάζει κυρίως στην κατανόηση της λειτουργίας του εγκεφάλου και στον τρόπο με τον οποίο αυτή επηρεάζει τη συμπεριφορά και τις γνωστικές δεξιότητες και ικανότητες (π.χ. αντίληψη, κρίση, κατανόηση, αίσθηση). Παλαιότερα θεωρούταν κλάδος μελέτης της Βιολογίας. Σήμερα ωστόσο αποτελεί αντικείμενο διεπιστημονικής έρευνας και απασχολεί ειδικούς από χώρους όπως γλωσσολογία, ιατρική, μαθηματικά, μηχανική, πληροφορική, φυσική, χημεία και ψυχολογία. Χωρίζεται σε υποκλάδους όπως:

  • Clinical: για τη μελέτη των διαταραχών του νευρικού συστήματος
  • Computational: για την προσομοίωση και τη μοντελοποίηση της εγκεφαλικής λειτουργίας με χρήση υπολογιστή
  • Cultural: για τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο οι πεποιθήσεις και οι πολιτισμικές αξίες διαμορφώνουν και διαμορφώνονται από τον εγκέφαλο και τα γονίδια στο πέρασμα του χρόνου
  • Neuroengineering: χρήση της μηχανικής για την κατανόηση, αντικατάσταση, επιδιόρθωση και βελτίωση του νευρικού συστήματος και των λειτουργιών του

Εγκεφαλική απεικόνιση (brain imaging):

Διάγραμμα εγκεφάλου υγιούς ατόμου με χρήση MRI
Διάγραμμα εγκεφάλου υγιούς ατόμου με χρήση MRI, directorsblog.nih.gov

Το σύνολο των μεθόδων που χρησιμοποιούνται για τη μελέτη της δομής και της λειτουργίας του εγκεφάλου. Μη φέρνεις στο μυαλό σου τρομακτικές εικόνες με νυστέρια και ανοιγμένα κρανία! Ίσως οι σημαντικότερες είναι:

  • Magnetic Resonance Imaging (MRI): Με χρήση μαγνητικού πεδίου προκύπτουν φωτογραφίες υψηλής ανάλυσης που μοιάζουν με ακτινογραφίες, για τη μελέτη των εγκεφαλικών δομών!
  • Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI): Έχει διαπιστωθεί ότι όταν ο εγκέφαλος πραγματοποιεί μία λειτουργία, συγκεντρώνεται περισσότερο αίμα στην περιοχή που επιτελείται. Με χρήση του μαγνητικού πεδίου μελετάται η ροή του αίματος και οπτικοποιείται η εγκεφαλική δραστηριότητα.
  • Electroencephalography (EEG): Πρόκειται για μελέτη της εγκεφαλικής δραστηριότητας μέσω της μέτρησης και της ανάλυσης των ηλεκτρικών σημάτων των νευρώνων. Οι νευρώνες είναι νευρικά κύτταρα που έχουν ρόλο τη μετάδοση της νευρικής ώσης. Είναι κάτι σαν ταχυδρόμοι που διαδίδουν το μήνυμα που στάλθηκε στον εγκέφαλο!

    Απεικόνιση της ανταπόκρισης του εγκεφάλου σε συναισθήματα με χρήση fMRI
    Απεικόνιση της ανταπόκρισης του εγκεφάλου σε συναισθήματα με χρήση fMRI, cmu.edu

Εγκεφαλική χαρτογράφηση (brain mapping): Πάμε πίσω σε ένα ταξίδι του 15ο αίωνα, σε ένα καράβι, στη μέση του ωκεανού. Προσπάθησε να φανταστείς τον Χριστόφορο Κολόμβο να ψάχνει επίμονα για άλλη μία ήπειρο με τα λιγοστά μέσα της εποχής. Κάπως έτσι, σαν απροσπέλαστη ήπειρος, ήταν ο εγκέφαλος για τους επιστήμονες πριν μερικές δεκαετίες. Μέχρι που το brain imaging συνέβαλε στη δημιουργία «χαρτών» που αναπαριστούν μεταξύ άλλων την ανατομία, την κυτταρική και μοριακή δομή του εγκεφάλου, τη συγκέντρωση αίματος στις διάφορες περιοχές του, τη σύνδεση περιοχών με λειτουργίες όπως η μνήμη και η όραση, ακόμη και με συγκεκριμένες λέξεις και ακούσματα.

Από τους πιο ενδιαφέροντες εγκεφαλικούς χάρτες είναι το Λεξικό του Εγκεφάλου που δημιουργήθηκε από νευροεπιστήμονες του πανεπιστημίου Berkeley της Καλιφόρνια. Ο διαδραστικός αυτός χάρτης αποκαλύπτει τον τρόπο με τον οποίο εκφράσεις και μεμονωμένες λέξεις, συνδέονται σημασιολογικά με τις περιοχές του εγκεφάλου. Για το σκοπό αυτό εθελοντές άκουσαν ηχογραφημένες ιστορίες διάρκειας δύο ωρών και με τη χρήση της τεχνικής MRI προσδιορίστηκε η συγκέντρωση του αίματος στον εγκέφαλο, άρα και οι περιοχές που διεγείρονται στο άκουσμα. Το αποτέλεσμα είναι εντυπωσιακό και προσβάσιμο από όλους διαδικτυακά!

Για περαιτέρω βουτιά στα εγκεφαλικά ύδατα: 

  1.  Neuroscience: Mapping and Manipulating the Brain –  Συλλογή TED ομιλιών
  2. Allan Jones: A map of the brain – TED ομιλία για το brain mapping
  3. Carl Zimmer: Updated Brain Map Identifies Nearly 100 New Regions – Άρθρο των New York Times για τις πιο πρόσφατες εξελίξεις στο brain mapping
  4. Dominic Basulto: Why Mapping the Human Brain Matters – Άρθρο της Washington Post για την σημασία του brain mapping


Πηγές: Neuro georgetown, The Brain, The Guardian

Athina Kyriakou

Μυαλό πρακτικό και φαντασία μπόλικη. Αν τη χάσεις θα τη βρεις είτε στην πτέρυγα των ΗΜΜΥ στην Πολυτεχνική, είτε με μία φωτογραφική και καλή παρέα στις θεσσαλονικιώτικες συνοικίες και στα αθηναϊκά σοκάκια ή συχνότερα με ένα κομμάτι χαρτί, ένα μολύβι και τη μουσική δυνατά να γράφει για θέματα πολλά και διάφορα!
Close Menu