Otak manusia adalah salah satu sistem alami paling kompleks yang dikenal. Ini bukan hanya karena waktu yang relatif singkat sejak perkembangan teknologi memungkinkan terciptanya alat ukur yang memadai untuk mempelajari rangkaian organ ini, bukan juga karena rata-rata otak manusia dewasa mengandung sekitar 80.000.000 neuron. Kuncinya adalah bagaimana sel-sel saraf ini terhubung.
Seperti yang akan kita lihat di artikel ini, konsep connectome lahir untuk membantu kita memahami logika internal dari sesuatu yang serumit otak.
- Artikel terkait: ” Bagian-bagian otak manusia (dan fungsinya) “
Apa itu connectom?
Seperti yang telah kita lihat, ada sejumlah besar sel saraf di otak manusia. Namun, di samping itu, setiap neuron mampu terhubung dengan ratusan, ribuan neuron lainnya. Koneksi ini dapat berubah dan berkembang seiring waktu.
Dapat dikatakan bahwa jika sistem saraf kita bekerja itu karena neuron mampu mengirimkan jutaan impuls saraf satu sama lain melalui titik kontak ini, yang disebut sinapsis. Setiap neuron, secara individual, tidak mampu melakukan fungsi apa pun yang memungkinkan kita untuk berpikir, merasakan, atau bahkan tetap hidup.
Sebuah connectome, kemudian, adalah pemetaan koneksi saraf yang ada di sistem saraf atau di bagian dari sistem saraf, biasanya otak. Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa proyek telah muncul di mana upaya dilakukan untuk memahami fungsi berbagai bagian sistem saraf berkat representasi ini.
Koneksi struktural dan koneksi fungsional
Saat merancang penghubung, dimungkinkan untuk menggambarkan koneksi struktural dan koneksi fungsional. Yang pertama mengungkapkan pola konektivitas umum dan makroanatomi, biasanya tercermin dalam kumpulan akson yang dikelompokkan yang berpindah dari satu bagian sistem saraf ke wilayah lain di dalamnya. Yang kedua menunjukkan fokus pada detail dimensi yang lebih kecil yang terkait dengan kemungkinan sekelompok koneksi saraf akan mengirim impuls saraf tertentu ke grup lain, koneksi yang biasanya dibuat dengan cara yang lebih tidak terduga dan terputus.
Proyek Hubungan Manusia
Adalah umum untuk membandingkan konsep connectome dengan konsep genom, yang pada gilirannya mengacu pada informasi yang terkandung dalam jenis struktur biologis lain: DNA. Dengan cara yang sama bahwa pada abad kedua puluh biologi dan disiplin ilmu yang terkait dengannya melihat harapan besar dalam kemungkinan mengungkap logika internal genom manusia, dalam beberapa tahun terakhir ilmu saraf dan psikologi, serta ilmu komputer, telah mulai mengatur pandangan mereka tentang kemungkinan memahami hubungan khas anggota spesies kita.
Itulah sebabnya pada tahun 2009 lahirlah Proyek Human Connectome, atau Proyek Human Connectome, yang dibiayai oleh anggota National Institutes of Health, Amerika Serikat. Kaitan inisiatif ini dengan kesehatan terbukti: adalah mungkin untuk melacak pemetaan koneksi otak manusia yang sehat, tetapi juga yang terkait dengan penyakit mental tertentu, untuk menemukan perbedaan signifikan dalam cara sel-sel saraf berkomunikasi. satu sama lain dalam setiap kasus.
Masuk akal untuk mencari penyebab gangguan tertentu dalam pola konektivitas ini, karena saat ini ada konsensus penting seputar gagasan bahwa proses mental lebih cenderung memiliki masalah fungsional jika kelompok neuron yang mendorongnya terpisah jauh dari masing-masing. lainnya Ya, karena bekerja dengan jarak ini melibatkan asumsi biaya metabolisme yang lebih tinggi. Jika di otak jarak antara kelompok neuron ini sangat besar, perubahan persepsi atau perilaku dapat muncul. Sampai hari ini Proyek Human Connectome berlanjut.
Foto otak?
Seperti yang telah kita lihat, connectome adalah semacam peta otak, dan keberadaannya dapat memudahkan untuk memahami cara kerjanya. Namun, pada dasarnya, itu adalah alat dengan kekuatan terbatas.
Hal ini terjadi karena sistem saraf, terutama otak, adalah sistem yang terus berubah. Ini adalah fenomena yang dikenal sebagai plastisitas saraf, di mana pengalaman apa pun, terlepas dari kepentingannya dalam istilah psikologis, menyebabkan pola konektivitas dan aktivitas neuron kita berubah.
Dengan demikian, connectome dapat memberikan gambaran perkiraan tentang pengoperasian logika perilaku tertentu, efek dari beberapa penyakit mental dan cedera otak, dan bahkan dapat digunakan untuk membuat sistem pembelajaran jaringan saraf di komputer. Bahkan, sudah ada pencapaian yang menjanjikan, seperti membuat ulang koneksi otak sejenis cacing, membuat simulasi dengannya, dan membuatnya mempelajari perilaku tertentu seperti yang dilakukan salah satu hewan ini tanpa memprogram satu baris kode pun..
Tetapi penghubung tidak dapat digunakan untuk memprediksi secara akurat perilaku organisme dengan otak seperti manusia atau yang memiliki kompleksitas serupa, karena terus berubah. Jika kita ingin mencapai tingkat pengetahuan itu, tampaknya jalan masih panjang.