[Στιγμές] Χαρτογραφώντας τον ανθρώπινο εγκέφαλο

Είναι μακρύς ο δρόμος για να κατανοήσουμε τον ανθρώπινο εγκέφαλο και ένα από τα πρώτα ορόσημα σε αυτό το ταξίδι είναι να φτιαχθεί μια βάση δεδομένων. Τα τελευταία χρόνια, οι νευροεπιστήμονες επιδίδονται σε διάφορα φιλόδοξα προγράμματα προκειμένου να κατανοήσουν το περίπλοκο δίκτυο των νευρώνων που κάνουν την ανθρώπινη εμπειρία και ανθρώπινη και εμπειρία.

Στη Βρετανία τρέχει το Πρόγραμμα του Ανθρώπινου Εγκεφάλου, κόστους 1,3 δισ. δολαρίων, με στόχο να κατασκευαστεί ένα υπολογιστικό μοντέλο του εγκεφάλου. Στις ΗΠΑ το Κέντρο Ερευνας Εγκεφάλου προσπαθεί με προηγμένη νανοτεχνολογία να χαρτογραφήσει τη δυναμική δραστηριότητα των 86 δισεκατομμυρίων νευρώνων που βρίσκονται στο κεφάλι μας. Τώρα, το Ινστιτούτο Επιστήμης για τον Εγκέφαλο Αλεν διαθέτει μια βάση δεδομένων για τύπους νευρωνικών κυττάρων  που αποτελεί το πρώτο βήμα για να κατανοήσουμε πλήρως τον εγκέφαλο. Λειτουργεί στο πλαίσιο ενός σχεδίου για να βρούμε πώς λειτουργεί το οπτικό σύστημα ενός ποντικιού, ταξινομώντας τους διαφορετικούς τύπους νευρώνων.

«Ο στόχος μας είναι να καταλάβουμε τελικά πώς λειτουργεί ο εγκέφαλος» λέει η Λίντια Ναγκ, διευθύντρια της βάσης δεδομένων. «Τα κύτταρα αποτελούν δομικά στοιχεία του εγκεφάλου και φτιάχνοντας ένα μοντέλο τού πώς συνδέονται, μπορούμε να κατανοήσουμε όλη τη δραστηριότητα που εξελίσσεται όταν προσπαθούμε να αντιληφθούμε κάτι και να δράσουμε σχετικά με αυτό».

Αν και οι ερευνητές έχουν προχωρήσει στη μελέτη του εγκεφάλου, γράφει το περιοδικό «Wired», οι περισσότερες πληροφορίες που έχουν είναι σε μεγάλη κλίμακα με τη μορφή αποτύπωσης της ενέργειας σε περιοχές του εγκεφάλου ή σε μικρή, όπως η λειτουργία των νευροδιαβιβαστών σε συγκεκριμένα νευρώνια. Ομως η σχέση ανάμεσα σε αυτές τις δύο κλίμακες – το πώς δηλαδή δισεκατομμύρια νευρώνες δρουν μαζί και δημιουργούν αντιδράσεις και μοντέλα συμπεριφοράς – δεν είναι ακόμα σαφής.

Οταν ολοκληρωθεί, η βάση δεδομένων θα είναι η πρώτη στον κόσμο που θα συλλέξει πληροφορίες από τέσσερις εκφάνσεις των κυττάρων: μέγεθος, γονιδιακή έκφραση, θέση στον εγκέφαλο και ηλεκτρική δραστηριότητα. Προκειμένου να δημιουργήσουν ένα ολοκληρωμένο μοντέλο του εγκεφάλου, οι νευροεπιστήμονες πρέπει να συλλέξουν εκατομμύρια στοιχεία από τους νευρώνες. Κι αυτό διότι θα χρειαστεί να ερεθίσουν με ηλεκτρισμό καθέναν από αυτούς ώστε να γίνει και η μεταξύ τους σύγκριση – ένα τιτάνιο έργο. Ενα έργο στο οποίο χιουμοριστικά έδωσαν το όνομα «Νευροδεδομένα χωρίς σύνορα».

Οταν ολοκληρωθούν οι μελέτες στα ποντίκια, οι επιστήμονες ευελπιστούν να περάσουν και στη μελέτη του ανθρώπινου εγκεφάλου – μια πολύ πιο δύσκολη υπόθεση, η οποία θα γίνει με κύτταρα που προέρχονται από ασθενείς που υποβλήθηκαν σε εγχείρηση για επιληψία ή αφαίρεση όγκων στον εγκέφαλο. Και ίσως τελικά αυτά τα παραπεταμένα κατάλοιπα ανθρώπινων εγκεφάλων μπορεί να αποδειχθούν σημαντικά προκειμένου να ανακατασκευάσουμε έναν από την αρχή.