Νευροεπιστήμες

Νευροεπιστήμες

Οι νευροεπιστήμες εστιάζονται στη μελέτη όλων των κομματιών του νευρικού συστήματος, περιλαμβανομένων των μοριακών, των κυτταρικών, των λειτουργικών και των δομικών στοιχείων, όπως επίσης και επαναστατικές θεραπείες.

Οι νευροεπιστήμες έχουν ως κοινό στόχο την μελέτη του εγκεφάλου. Ο εγκέφαλος είναι το πιο πολύπλοκο σύστημα που υπάρχει, επεξεργάζεται και δημιουργεί σχεδόν κάθε πτυχή των συνειδητών εμπειριών μας. Ο εγκέφαλος δεν είναι απλά ένα ακόμη όργανο στο σώμα, είμαστε ο εγκέφαλος μας.

Οι νευροεπιστήμονες κάνουν προσπάθεια να κατανοήσουν και να διαλευκάνουν τη λειτουργία του εγκεφάλου μας. Η σύγχρονη νευροεπιστήμη ξεκίνησε στα τέλη του 19^ου αιώνα με την ανακάλυψη των νευρώνων αλλά η πρώτη μελέτη για τον εγκέφαλο εντοπίζεται σε ιερογλυφικές γραφές στην αρχαία Αίγυπτο.

Κάποια παραδείγματα των βασικών αρχών των νευροεπιστημών είναι :

1. Η μεταγωγή σήματος.
2. Η ανάπτυξη των νευρώνων και η βιολογική τους λειτουργία.
3. Ο σχηματισμός των νευρικών κυκλωμάτων και ο λειτουργικός τους ρόλος στα αντανακλαστικά, στις αισθήσεις, στη μνήμη, στη μάθηση και στη συναισθηματική απόκριση.
4. Η γνωστική νευροεπιστήμη που ασχολείται με τις ψυχολογικές λειτουργίες που έχουν σχέση με τα νευρικά κυκλώματα.
5. Η απεικόνιση του εγκεφάλου για την διάγνωση των παθήσεων (πχ μαγνητική εγκεφάλου MRI).

Οι νευροεπιστήμονες εξερευνούν όλα τα στοιχεία του νευρικού συστήματος. Με αυτό τον τρόπο προσπαθούν να  κατανοήσουν τη δομή του, τη λειτουργία του, το σχηματισμό του, τις δυσλειτουργίες και τις πιθανές θεραπείες.

Το νευρικό σύστημα αποτελείται από νευρώνες που επικοινωνούν μεταξύ τους και με άλλα κύτταρα μέσω ειδικών συναπτικών συνδέσεων. Οι νευρώνες έχουν την μορφή νημάτων (άξονας) που μπορεί να λάβουν και να μεταδώσουν σήματα σε απομακρυσμένα σημεία του σώματος. Με αυτό τον τρόπο επηρεάζουν την νευρική, την μυϊκή και την αδενική δραστηριότητα.

Επιπλέον, οι νευροεπιστήμες συμβάλλουν στην κατανόηση της γενετικής βάσης πολλών νευρολογικών διαταραχών όπως η νόσος Αλτσχάιμερ και στην αναγνώριση στρατηγικών για την θεραπεία και την διαχείριση της νόσου.

Τι είναι οι νευροεπιστήμες;

Οι νευροεπιστήμες έχουν ως στόχο την βαθύτερη κατανόηση της λειτουργίας των 85 δισεκατομμυρίων νευρικών κυττάρων του ανθρώπινου εγκέφαλου , την ανάπτυξη τους και τον τρόπο που σχηματίζουν τις σκέψεις και τις συμπεριφορές μας.

Ο εγκέφαλος μας αποτελείται από διακριτά μέρη, στον τελεγκέφαλο, στο στέλεχος του εγκεφάλου και στην παρεγκεφαλίδα. Ο τελεγκέφαλος περιλαμβάνει έξι περιοχές του εγκεφάλου και στα δύο ημισφαίρια. Τέσσερις από αυτές τις περιοχές είναι ο μετωπιαίος, ο βρεγματικός, ο ινιακός και ο κροταφικός λοβός. Οι άλλοι δύο λοβοί, ο μεταιχμιακός και ο νησιωτικός λοβός, εντοπίζονται μέσα στον τελεγκέφαλο.

Το εξωτερικό τμήμα του εγκεφάλου ονομάζεται φλοιός, ο οποίος περιέχει ένα στρώμα νευρώνων που περιβάλλουν όλους τους λοβούς του εγκεφάλου, και έχει πάχος 1.5-3mm.

Οι νευρώνες αποτελούν τους διαύλους επικοινωνίας στον εγκέφαλο, εμπλέκονται στην μεταγωγή των σημάτων στις διάφορες περιοχές του εγκεφάλου. Έτσι, πυροδοτούν συμπεριφορές, δημιουργούν και ανακαλούν αναμνήσεις, και εμπειρίες. Μια πυκνή συλλογή νευρώνων εντοπίζεται εντός του φλοιού και σε άλλες περιοχές μέσα στο μεταιχμιακό σύστημα και το νησιωτικό φλοιό. Οι νευρώνες στέλνουν τα μηνύματα, και μια ποικιλία άλλων κυττάρων, που ονομάζονται νευρογλοιακά κύτταρα, υποστηρίζουν και διευκολύνουν την επικοινωνία.

Ποιες τμήματα του εγκεφάλου είναι καλά μελετημένα; 

Κάποια από τα πιο καλά μελετημένα τμήματα του εγκεφάλου είναι:

• Ο μετωπιαίος φλοιός (εντοπίζεται στο μπροστινό μέρος του μετωπιαίου λοβού): παίζει ρόλο στις γνωστικές λειτουργίες όπως η προσοχή, η λήψη αποφάσεων, οι σύνθετες συμπεριφορές και η ρύθμιση των κοινωνικών πράξεων. Όλες αυτές οι λειτουργίες είναι συνήθως εκτελεστικές.
• Ο μεσεγκέφαλος (εντοπίζεται στο βρεγματικό λοβό, σχεδόν στο όριο του μετωπιαίου φλοιού): εμπλέκεται στην επεξεργασία των κινητικών ερεθισμάτων (την αίσθηση του αγγίγματος) και στο συντονισμό των κινήσεων. Βέβαια, δεν είναι μόνο αυτή η περιοχή που εμπλέκεται σε αυτές τις διαδικασίες.
• Ο ινιακός λοβός εμπλέκεται στη διορατικότητα, διαθέτει πολλά επίπεδα, το καθένα από τα οποία επεξεργάζεται διαφορετικά στοιχεία που έχουν σχέση με την αντίληψη του κόσμου, όπως η όραση.
• Οι κροταφικοί λοβοί έχουν σχέση με τη γλώσσα, την ομιλία.
• Μέσα στον εγκέφαλο υπάρχουν διαφορετικές περιοχές που περιλαμβάνουν τα βασικά γάγγλια, τον ιππόκαμπο (επεξεργασία της μνήμης) και την αμυγδαλή (αντίδραση στο φόβο).

Υπάρχουν πολλές άλλες σημαντικές και εντυπωσιακές περιοχές στον εγκέφαλο που είναι πολύ εξειδικευμένες.

Κλάδοι νευροεπιστήμης

Υπάρχουν πολλοί και διαφορετικοί κλάδοι νευροεπιστημών, ωστόσο οι πιο γνωστοί είναι η γνωστική νευροεπιστήμη και η συμπεριφορική νευροεπιστήμη.

Γνωστική νευροεπιστήμη

Η γνωστική νευροεπιστήμη ασχολείται με την μελέτη των βιολογικών στοιχείων πίσω από τις γνωστικές ικανότητες και τις ψυχικές διαδικασίες και δίνει απαντήσεις σε ερωτήματα όπως πως οι ψυχολογικές/γνωστικές λειτουργίες αντανακλώνται από τη νευρική δραστηριότητα στον εγκέφαλο.

Γενικά, τα στοιχεία συλλέγονται από απεικονιστικές μεθόδους όπως η λειτουργική μαγνητική τομογραφία (fMRI), το PET, το  ηλεκτροεγκεφαλογράφημα (EEG).

Συμπεριφορική νευροεπιστήμη

Στον αντίποδα, η συμπεριφορική νευροεπιστήμη (γνωστή επίσης ως βιοψυχολογία) μελετά την επίδραση του νευρικού συστήματος στην προσοχή, στην αντίληψη, στην κίνηση, στην απόδοση, στη μάθηση και στη μνήμη και τις εκδηλώσεις στην ανθρώπινη συμπεριφορά. Πολλές μελέτες επικεντρώνονται στην αλληλεπίδραση του εγκεφάλου και της συμπεριφοράς σε πραγματικό περιβάλλον.

Το νευρικό σύστημα και ο εγκέφαλος

Όλο το σώμα είναι συνδεδεμένο με τον εγκέφαλο μέσω κυττάρων και νεύρων που μεταφέρουν ερεθίσματα μπρος και πίσω ανάμεσα στον εγκέφαλο, στο νωτιαίο μυελό, στα όργανα και στα άκρα.

Ο εγκέφαλος και ο νωτιαίος μυελός αποτελούν το Κεντρικό Νευρικό Σύστημα (ΚΝΣ), καθώς ενσωματώνουν όλες τις εισερχόμενες πληροφορίες από τους αισθητήρες και ρυθμίζουν την δραστηριότητα του σώματος.

Σε αντίθεση, το Περιφερικό Νευρικό Σύστημα (ΠΝΣ) περιλαμβάνει τα σωματικά και αυτόνομα συστήματα, τα οποία είναι υπεύθυνα για τον έλεγχο των σκελετικών μυών όπως επίσης και για την ακούσια ρύθμιση λειτουργιών του σώματος όπως ο ρυθμός της καρδιάς, η πέψη, η αναπνοή, η ούρηση και η σεξουαλική διέγερση.

Καθώς το περιφερικό σύστημα διαφέρει από το κεντρικό νευρικό σύστημα, υπάρχουν πολλές συνδέσεις ανάμεσα στα δύο συστήματα.

Ποιες είναι οι βασικές αρχές των νευροεπιστημών;

Οι βασικές αρχές είναι:

1. Ο εγκέφαλος είναι το πιο πολύπλοκο όργανο στο σώμα.
2. Οι νευρώνες επικοινωνούν μέσω ηλεκτρικών και χημικών σημάτων.
3. Γενετικά καθορισμένα κυκλώματα είναι τα θεμέλια του νευρικού συστήματος.
4. Οι εμπειρίες της ζωής αλλάζουν το νευρικό σύστημα.
5. Η ευφυΐα προκύπτει καθώς ο εγκέφαλος αιτιολογεί, σχεδιάζει και λύνει προβλήματα.
6. Ο εγκέφαλος καθιστά δυνατή την μεταφορά της γνώσης μέσω της γλώσσας.
7. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος μας προικίζει με μια φυσική περιέργεια να κατανοήσουμε πως λειτουργεί ο κόσμος.
8. Οι θεμελιώδεις ανακαλύψεις προάγουν την υγιεινή ζωή και την θεραπεία των νοσημάτων.

Εφαρμογές της νευροεπιστήμης

Η εφαρμογή της νευροεπιστήμης περιλαμβάνει 10 διαφορετικές ειδικευμένες κατευθύνσεις:

• Την φυσιατρική 
• Την φυσιολογία
• Τις επιστήμες της συμπεριφοράς
• Την φαρμακολογία
• Την βιοχημεία, την μοριακή βιολογία
• Την ψυχολογία, την ενδοκρινολογία, το μεταβολισμό
• Την ακτινολογία, την πυρηνική ιατρική
• Την οφθαλμολογία
• Την ζωολογία
• Την ανοσολογία
• Την γηριατρική

Οι νευροεπιστήμες προσπαθούν να δώσουν απαντήσεις σε όλα όσα αφορούν τον εγκέφαλο, τις πράξεις και τις συμπεριφορές μας.

Οι νευροεπιστήμονες σε όλο τον κόσμο προσπαθούν να κατανοήσουν ακόμη καλύτερα την δομή και τη λειτουργία του εγκεφάλου, με την χρήση ασφαλών και αξιόπιστων μεθόδων. Ο στόχος της νευροεπιστήμης είναι η ανάπτυξη νέων τεχνικών και θεραπειών για τις παθήσεις του εγκεφάλου όπως η νόσος Αλτσχάιμερ και το Πάρκινσον.

Γιατί είναι σημαντικές οι νευροεπιστήμες;

Το νευρικό μας σύστημα δεν λειτουργεί μόνο για να παράγει σκέψεις, συναισθήματα και συμπεριφορές, αλλά επίσης ελέγχει σημαντικές λειτουργίες του σώματος όπως η αναπνοή. Όπως ένας υπολογιστής έχει πολλές ηλεκτρικές συνδέσεις, ο εγκέφαλος έχει πολλές νευρικές συνδέσεις. Αυτές οι συνδέσεις συμβάλλουν στην μεταφορά των μηνυμάτων στις διάφορες περιοχές του εγκεφάλου ώστε να γίνει σωστά η επεξεργασία τους. Ένας από τους κύριους στόχους της νευροεπιστήμης είναι να μελετά πως τα νευρικά κυκλώματα λειτουργούν και τι συμβαίνει σε περιπτώσεις που εμφανιστεί κάποιο πρόβλημα.

Εξάλλου, οι νευροεπιστήμες μελετούν πολλές ανθρώπινες λειτουργίες και συμβάλλει στην καλύτερη κατανόηση ενός εύρους καταστάσεων όπως το σύνδρομο Down, η ΔΕΠΥ (διαταραχή ελλειμματικής προσοχής και υπερκινητικότητας), η σχιζοφρένεια, οι όγκοι στον εγκέφαλο, η νόσος Πάρκινσον, και πολλά αυτοάνοσα νοσήματα.

Στις μέρες μας έχουν γίνει τεράστια τεχνολογικά άλματα, με τις νέες διαγνωστικές μεθόδους όπως η PCR, η αλληλούχιση του γενώματος. Υπάρχει μια μεγαλύτερη κατανόηση των κυτταρικών και μοριακών διαδικασιών στη σκέψη, στην επιθυμία και στη συμπεριφορές.  Τα επόμενα 50 χρόνια όλοι πιστεύουν ότι θα γίνουν τεράστια τεχνολογικά επιτεύγματα. Όλα αυτά θα βοηθήσουν στην απάντηση σε ερωτήματα όπως, πως οι νευρώνες αλληλεπιδρούν και προκαλούν μια συμπεριφορά, τι είδους αλλαγές οδηγούν σε παθήσεις, τι είναι αυτό που κάνει τον ανθρώπινο εγκέφαλο μοναδικό.