Οι επιστήμονες ίσως μόλις πλησίασαν όσο ποτέ στην αποκωδικοποίηση του τρόπου με τον οποίο ο ανθρώπινος εγκέφαλος οργανώνει τη σκέψη, τη μνήμη και την αντίληψή μας για τον κόσμο. Μια ερευνητική ομάδα από το Ohio State University παρουσίασε έναν λεπτομερή «χάρτη συνδεσιμότητας» του εγκεφάλου, ο οποίος αποκαλύπτει ότι κάθε περιοχή διαθέτει ένα μοναδικό «αποτύπωμα» – ένα είδος νευρωνικού δακτυλικού αποτυπώματος – που καθορίζει τη λειτουργία της. Η ανακάλυψη αυτή θα μπορούσε να αλλάξει ριζικά τον τρόπο που μελετώνται οι διαταραχές του εγκεφάλου και να ανοίξει νέους δρόμους στη διάγνωση και θεραπεία τους.
Η μελέτη προσφέρει την πιο ολοκληρωμένη μέχρι σήμερα απόδειξη ότι η αρχιτεκτονική των συνδέσεων του εγκεφάλου (το πώς οι περιοχές επικοινωνούν μεταξύ τους) είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τη λειτουργία τους. «Βρήκαμε στοιχεία που δείχνουν ότι η συνδεσιμότητα δεν είναι απλώς μια λεπτομέρεια της λειτουργίας του εγκεφάλου, αλλά ο θεμελιώδης κανόνας που την οργανώνει», εξηγεί η Kelly Hiersche, επικεφαλής συγγραφέας της έρευνας και υποψήφια διδάκτορας ψυχολογίας στο Ohio State. «Αυτό έχει τεράστιες επιπτώσεις στην κατανόηση του τι συμβαίνει όταν ο εγκέφαλος δυσλειτουργεί».
Η ομάδα των ερευνητών μιλά για «δακτυλικά αποτυπώματα συνδεσιμότητας», ένα είδος μοναδικού νευρωνικού προφίλ που διαφοροποιεί κάθε περιοχή του εγκεφάλου. Όπως εξηγεί η Zeynep Saygin, αναπληρώτρια καθηγήτρια ψυχολογίας στο Ohio State, «όπως κανένα δακτυλικό αποτύπωμα δεν είναι ίδιο, έτσι και κάθε περιοχή του εγκεφάλου έχει το δικό της μοναδικό αποτύπωμα συνδέσεων, που αντικατοπτρίζει τον ρόλο της στη σκέψη και τη συμπεριφορά».
Ο David Osher, επίσης καθηγητής ψυχολογίας και ανώτερος συντάκτης της μελέτης, προσθέτει ότι αυτό το εύρημα δίνει στους επιστήμονες ένα νέο εργαλείο: «Μπορούμε πλέον να προσδιορίσουμε τι κάνει μια περιοχή απλώς εξετάζοντας με ποιον τρόπο συνδέεται. Κατανοούμε, για παράδειγμα, ποιο είναι το μοτίβο συνδέσεων που κάνει μια περιοχή υπεύθυνη για τη γλώσσα και τι τη διαφοροποιεί από τις γειτονικές της».
Για να χαρτογραφήσουν αυτές τις σχέσεις, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δεδομένα από το Human Connectome Project, μια τεράστια βάση δεδομένων που περιλαμβάνει σαρώσεις εγκεφάλου (MRI) από 1.018 συμμετέχοντες. Οι σαρώσεις αυτές επιτρέπουν στους επιστήμονες να δουν πώς οι διάφορες περιοχές «συνομιλούν» μεταξύ τους σε πραγματικό χρόνο.
Στη συνέχεια, συνδύασαν αυτά τα δεδομένα με το NeuroQuery, ένα εργαλείο τεχνητής νοημοσύνης που αναλύει χιλιάδες μελέτες και προβλέπει ποια τμήματα του εγκεφάλου ενεργοποιούνται σε διαφορετικές γνωστικές δραστηριότητες, από τη λήψη αποφάσεων μέχρι την αναγνώριση προσώπων ή την ακρόαση μουσικής. Ο συνδυασμός των δύο πηγών δεδομένων επέτρεψε στους ερευνητές να δημιουργήσουν υπολογιστικά μοντέλα που συνδέουν με ακρίβεια τη δομή των συνδέσεων με τη λειτουργία του εγκεφάλου.
Το αποτέλεσμα ήταν εντυπωσιακό: σε κάθε γνωστικό τομέα, από την ομιλία μέχρι τη μνήμη, παρατηρήθηκε σταθερή αντιστοιχία μεταξύ του πώς είναι «δικτυωμένη» μια περιοχή και του πώς ενεργοποιείται. Με απλά λόγια, το πλέγμα των συνδέσεων αρκούσε για να προβλέψει αν μια περιοχή θα συμμετείχε ή όχι σε μια συγκεκριμένη νοητική διεργασία.
Η σχέση αυτή φάνηκε ιδιαίτερα ισχυρή στις περιοχές που σχετίζονται με τις ανώτερες γνωστικές λειτουργίες, όπως η μνήμη, η σκέψη και η λήψη αποφάσεων. Σύμφωνα με την Hiersche, αυτό ίσως οφείλεται στο γεγονός ότι οι ικανότητες αυτές χρειάζονται χρόνια για να αναπτυχθούν.
Πέρα από το επιστημονικό ενδιαφέρον, η μελέτη έχει και πρακτική σημασία. Δημιουργεί έναν «χάρτη αναφοράς» για το πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος ενός υγιούς ενήλικα, τον οποίο οι ερευνητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν για να συγκρίνουν εγκεφάλους ανθρώπων με νευρολογικές ή ψυχιατρικές διαταραχές. Οι διαφορές στα μοτίβα συνδέσεων θα μπορούσαν να αποκαλύψουν τι ακριβώς πάει στραβά σε περιπτώσεις όπως η σχιζοφρένεια, το Alzheimer ή η κατάθλιψη.
[source]
