Vă puteți închipui că toate gândurile și emoțiile noastre sunt create de un organ de consistență moale de aproximativ1,4 kg? Ei bine creierul a fost studiat de mulți neurologi de-a lungul timpului, unii se concentrează pe studiul individual al celulelor fine care formează sistemul nervos – neuroni și celule gliale, iar alții studiază modul în care neuronii folosesc substanțele nutritive pe de o parte și pe de altă parte cum substanțele toxice îi afectează. Mulți neurologi se concentrează pe miliardele de conexiuni ale creierului – sinapse având în vedere că în creier există aproximativ 160.000 km de fibre nervoase care formează substanța albă, suficientă pentru a înconjura Pământul de patru ori. În Antichitate, medicii credeau că creierul este format din flegmă. Era considerat un fel de frigider care răcea fierbințeala inimii. Până la Renaștere, se credea că gândurile, emoțiile și percepțiile noastre erau date de „spiritele animatoare”, niște vapori imposibil de cunoscut care trăiau în creier și se plimbau prin corpul nostru. Cu un secol mai târziu, după revoluția științifică, oamenii și-au dat seama că creierul este un organ electric.

În urma studiului structurii celulelor nervoase, s-a descoperit că un neuron are în medie 10.000 de sinapse. Pentru a studia conexiunile neuronilor, biologii au încercat să analizeze bucăți foarte mici de creier. Însă acest studiu nu-i ajută foarte mult deoarece adevărații neuroni sunt formați din ADN, proteine și alte molecule. Fiecare neuron produce un anumit tip de proteine (neurotransmițător), de exemplu neuronii din zona numită substanța neagră produc dopamina, neurotrasmițător care ne asigură comportamentul motivat de recompensă, reglarea dispoziției, motivația, sentimentul de mulțumire și coordonarea mișcărilor. La boala Parkinson, neuronii din substanța neagră produc mai puțină dopamină decât este normal. Boala Alzheimer trimite grupuri de proteine încâlcite prin tot creierul. Pentru a dezvălui prezența genelor active din neuroni, cercetătorii au feliat în secțiuni microscopice și au îmbibat în substanțe chimice creierele unor persoane recent decedate. Biologii au studiat șase creiere și au descoperit activitatea a 20.000 de gene care codifică proteine în 700 de locații ale fiecărui creier. Oamenii de știință au descoperit că aproximativ 84% din genele din ADN-ul nostru devin active undeva în creierul adult. Dintre toate metodele de studiu al creierului, una foarte interesantă este este cea în care neurolog și un psihiatru, împreună cu colegii lor, au început prin a face un creier de șoarece transparent. Apoi l-au îmbibat într-un set de chimicale care se atașează doar de anumite proteine sau urmăresc o anumită rețea de neuroni. Ei au reușit apoi să îndepărteze setul de substanțe și să-l schimbe cu un altul pentru a dezvălui structura unui alt tip de neuroni. Cercetătorii au încercat să descopere ce se întâmplă în creierul unui șoarece când acesta vede o imagine. Ei au plasat un electrod într-o regiune a creierului care este implicată în percepția vizuală. Aceștia au reușit să vadă regiuni ale creierului vizual specializate în diverse sarcini, de exemplu detectarea marginilor unui obiect, însă nu au reușit să vadă toate aceste zone funcționând simultan. Acest experiment a făcut un pas înainte spre marele obiectiv și anume înțelegerea completă a acestui organ foarte complex, însă nu a ajuns încă destul de departe să schimbe modul în care medicii își tratează pacienții. Dar, totuși există interfețele creier/mașină care au început deja să schimbe vieți.

La 43 de ani, Cathy Hutchinson a avut un atac cerebral în urma căruia a rămas paralizată. Ea și-a dat seama că medicii nu știau dacă mai e conștientă. Sora ei a întrebat-o dacă o înțelege și a răspuns cu privirea. În partea de sus a creierului există o zonă numită cortex motor. Această zonă trimite comenzile către mușchi. Cortexul lui Cathy de exemplu, a rămas intact însă și-a pierdut conexiunile cu mușchii. Timp de ani de zile, cercetătorul John Donogue a creat un implant și l-a încercat pe maimuțe, iar după ce s-a convins că e sigur, au început să lucreze cu oameni. Cathy a fost unul dintre aceștia. După vindecarea operației, cercetătorii au conectat implantul ei la un cablu care transmitea diverse semnale de la creierul ei la un cărucior plin cu computere. Au început prin a face computerele să recunoască semnalele din cortexul femeii și a le folosi pentru a mișca un cursor pe ecran. Doi ani mai târziu au conectat un braț robotic la computere și au făcut un program care să interpreteze semnalele cerebrale astfel încât să miște brațul.

În concluzie, creierul uman este un organ foarte complex care a fost studiat de numeroși oameni de știință prin diferite metode, însă nu se știe încă exact cum funcționează. Totuși, probabil cele mai folositoare realizări ale cercetătorilor sunt interfețele creier/mașină.

Surse de documentare: National Geographic – Noua știință despre creier

Wikipedia

Crina Nealcoș

clasa a VII-a B