สมองของมนุษย์เป็นสิ่งมหัศจรรย์ของการเดินสายประสาทจากการเชื่อมโยงระหว่างเซลล์ประสาทส่วนบุคคลไปยังเส้นใยที่คดเคี้ยวผ่านบริเวณสมองที่กว้างใหญ่
ความพยายามที่จะเข้าใจการเดินสายของสมองถูกจัดกลุ่มอย่างหลวม ๆ ภายใต้คำว่า "Connectome" ความสนใจใน Connectome มีความเจริญรุ่งเรืองในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Henry Kennedy นักประสาทวิทยาจากสถาบันการวิจัย STEM-cell และ Brain Research ในฝรั่งเศสกล่าว เขายังเป็นผู้เขียนหนึ่งในบทความที่ตีพิมพ์เป็นส่วนหนึ่งของซีรีส์เกี่ยวกับการเดินสายสมองในวารสารวิทยาศาสตร์วันนี้ (31 ต.ค. )
เครือข่ายสังคมออนไลน์
“ มีการยอมรับว่าการทำความเข้าใจกระบวนการทางประสาทเกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจโครงสร้างพื้นฐาน” เคนเนดีกล่าวกับ LiveScience -10 อันดับความลึกลับของจิตใจ-
จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้มุมมองที่แพร่หลายของการเชื่อมต่อสมองเป็นรุ่นที่เรียกว่า "โลกเล็ก" ในสังคมมนุษย์แบบจำลองนี้บอกว่ากลุ่มสังคมมีความเชื่อมโยงกันอย่างมากและคนสองคนมีเพียงหก "การจับมือกัน" หรือคนรู้จักห่างไกลจากการรู้จักกัน เมื่อแปลไปยังสมองมุมมองนี้จะพิจารณาว่าสองหรือไม่บริเวณสมองเชื่อมต่อกันไม่ใช่ความแข็งแรงหรือระยะทางของการเชื่อมต่อ
ในทางตรงกันข้ามเคนเนดีและเพื่อนร่วมงานของเขาก็แสดงสมองมนุษย์เป็นเครือข่ายที่เชื่อมต่อกันอย่างหนาแน่นซึ่งประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของสมองเชื่อมต่อกับทุกพื้นที่อื่น ๆ ในการเปรียบเทียบกลุ่มสังคมสมองเป็นเหมือนสังคมชนเผ่าซึ่งทุกคนรู้จักคนอื่น แต่บางคน (เช่นหัวหน้า) มีอิทธิพลมากกว่าคนอื่น ๆ
การใช้ฐานข้อมูลใหม่ของการเชื่อมต่อเยื่อหุ้มสมอง - การเชื่อมต่อในชั้นนอกสุดของสมองซึ่งความคิดที่ซับซ้อนเกิดขึ้น - นักวิจัยพบว่าความแข็งแรงของการเชื่อมต่อระหว่างสองพื้นที่ลดลงด้วยระยะห่างจากกัน
ความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับวิธีการที่สมองแตกต่างกันเชื่อมต่อกันว่าสมองมีสายไปจนถึงระดับของเซลล์ประสาทเดี่ยวเคนเนดีกล่าว
โครงสร้างกับฟังก์ชัน
แต่การเดินสายของสมองไม่ใช่เรื่องทั้งหมด สมองเป็นอวัยวะที่มีพลวัตและเป็นรูปแบบไดนามิกของกิจกรรมที่ก่อให้เกิดความร่ำรวยและความหลากหลายของความรู้ความเข้าใจของมนุษย์ -ภายในสมอง: การเดินทางภาพถ่ายผ่านกาลเวลา-
เพื่อคลี่คลายความลึกลับของการทำงานของสมองนักวิทยาศาสตร์ใช้ทั้งวิธีการทางทฤษฎีและการทดลองซึ่งมักใช้การถ่ายภาพสมอง
โดยเฉพาะอย่างยิ่งการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กที่ใช้งานได้(fMRI) มีบทบาทสำคัญในการรับรู้ประสาทวิทยาศาสตร์ เทคนิคนี้มีอยู่อย่างกว้างขวางและช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาสมองได้อย่างไม่รุกล้ำ
วิธีการทั่วไป Nicholas Turk-Browne นักประสาทวิทยาของมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันกล่าวคือพยายามที่จะระบุจุดเปิดใช้งานที่ร้อนแรงในสมองซึ่งกิจกรรมดูเหมือนจะเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่ต่อเนื่องเช่นการจดจำใบหน้า
“ เรามีความคืบหน้าอย่างมากกับวิธีการนั้นและยังมีหลายแง่มุมของการทำงานของสมองที่ไม่ได้รับการพิจารณา” Turk-Browne ผู้เขียนบทความวิทยาศาสตร์อีกฉบับหนึ่งบอกกับ Livescience
บทความอธิบายว่าการทำงานของสมองมีการกระจายไปทั่วบริเวณสมองที่แตกต่างกันไม่ได้ จำกัด อยู่ในภูมิภาคเดียว พฤติกรรมที่ซับซ้อนใด ๆ ต้องมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างพื้นที่เหล่านี้
ยิ่งไปกว่านั้นการโต้ตอบเหล่านี้ขึ้นอยู่กับ "สภาวะความรู้ความเข้าใจ" ของบุคคลเช่นว่าเขากำลังคิดเกี่ยวกับสิ่งที่เขาทานสำหรับอาหารเช้าหรือฟังโอเปร่า Turk-Browne กล่าว
กำลังเรียนสมองในความซับซ้อนที่ไม่มีที่สิ้นสุดดูเหมือนจะยุ่งยากและจะต้องมีนักวิทยาศาสตร์ต้องพึ่งพาเครื่องมือจากวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์เขากล่าว
การใช้ fMRI เป็นเทคนิคที่ทรงพลังในการตรวจสอบสมอง แต่ตามคำนิยามวิธีการตรวจจับกิจกรรมการเผาผลาญของพื้นที่สมองไม่ใช่การยิงเส้นประสาทเอง ทั้งสองมีความสัมพันธ์กัน แต่มีความล่าช้าอย่างมีนัยสำคัญระหว่างกิจกรรมของเซลล์ประสาทและเมื่อพื้นที่สว่างขึ้นในการสแกนสมอง
สมองเรียนรู้อย่างไร
ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์สามารถเรียนรู้มากมายเกี่ยวกับสมองจากการเรียนรู้ตัวเอง แง่มุมหนึ่งของการทำงานของสมองที่การศึกษาส่วนใหญ่พลาดคือความแตกต่างในการเรียนรู้ของสมองที่แตกต่างกันและสมองเปลี่ยนผลลัพธ์ที่เกิดขึ้น
“ เราเริ่มตระหนักว่าถ้าคุณดูสถานะเริ่มต้นของสมองก่อนที่จะเรียนรู้เราสามารถทำนายวิธีที่สมองจะเปลี่ยนไปในบริบทของการเรียนรู้” Robert Zatorre นักประสาทวิทยาจาก McGill University ในแคนาดากล่าว
Zatorre เขียนบทความสำรวจคำถามว่าคำพูดและความสามารถทางดนตรีถูกฝังอยู่ในโครงสร้างสมองหรือสามารถเรียนรู้และปรับเปลี่ยนได้
“ เราไม่รู้ว่าความสามารถเหล่านี้เป็นรัฐหรือลักษณะหรือไม่” Zatorre บอกกับ Livescience (รัฐเป็นเงื่อนไขที่มีอยู่ตอนนี้เท่านั้นในขณะที่ลักษณะเป็นสิ่งที่มีอยู่เป็นเวลานานบางทีอาจมาตั้งแต่แรกเกิด) "ฉันคิดว่ามีหลักฐานสำหรับคำอธิบายทั้งสอง"
โดยการรวมการศึกษาการเชื่อมต่อของสมองระหว่างภูมิภาคต่าง ๆ และในที่สุดเซลล์ประสาทส่วนบุคคลกับแบบจำลองทางทฤษฎีและการศึกษาทางสรีรวิทยาของการทำงานของสมองนักประสาทวิทยาเริ่มรวมตัวกันปริศนาของจิตใจมนุษย์ - ปริศนาที่ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์
ติดตามลูอิสถามบนTwitterและGoogle+- ติดตามเรา@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับLiveScience-
