Czym jest neuronauka?

Neuronauka jest nauką o tym, jak rozwija się układ nerwowy, jego strukturą i tym, co robi.

Neuronaukowcy koncentrują się na mózgu i jego wpływie na funkcje behawioralne i poznawcze (myślowe). Badacze badają również, co dzieje się z układem nerwowym, gdy ludzie mają zaburzenia neurologiczne, psychiczne i neurorozwojowe.

Przegląd

Neurologia była tradycyjnie klasyfikowana jako podjednostka biologii. Obecnie jest to nauka interdyscyplinarna, która ściśle łączy się z innymi dyscyplinami, takimi jak matematyka, lingwistyka, inżynieria, informatyka, chemia, filozofia, psychologia i medycyna.

Niektórzy twierdzą, że neuronauka oznacza to samo, co neurobiologia. Jednak neurobiologia patrzy na biologię układu nerwowego, podczas gdy neuronauka odnosi się do wszystkiego, co ma związek z układem nerwowym.

Neuronaukowcy zajmują się obecnie znacznie szerszym zakresem dziedzin niż wcześniej. Studiują aspekty komórkowe, funkcjonalne, ewolucyjne, obliczeniowe, molekularne, komórkowe i medyczne układu nerwowego.

Historia

Starożytni Egipcjanie uważali, że siedziba inteligencji jest w sercu. Z powodu tego przekonania, podczas procesu mumifikacji usuwali mózg, ale pozostawiają serce w ciele.

Najwcześniejsze pisma na temat mózgu zostały znalezione w 1700 roku pne Edwin Smith Surgical Papyrus. Słowo „mózg” jest wymieniane osiem razy przy opisie objawów, diagnozy i prawdopodobnych wyników dwóch osób, które miały rany głowy – złożone złamania czaszki.

Alcmaeon (Około 500 pne) – w starożytnej Grecji zaczęły pojawiać się różne poglądy na temat mózgu. Alcmaeon, uważany za studenta Pitagorasa, napisał, że mózg jest umysłem; był prawdopodobnie pierwszą osobą w historii, która wyraziła tę ideę na piśmie. Wkrótce nastąpił Hipokrates, mówiąc, że mózg jest siedzibą inteligencji.

Arystoteles (384-322 pne) – grecki filozof i polymath, odszedł nieco od normy, mówiąc, że mózg jest mechanizmem ochładzającym krew i że serce jest siedzibą inteligencji. Twierdził, że ludzie zachowują się bardziej racjonalnie niż zwierzęta, ponieważ nasze większe mózgi ochładzają gorącą krew, zapobiegając w ten sposób gorącokrwistości.

Herophilus i Erasistratus (około 300-240 r. Pne) – Herophilus z Calcedonii, grecki lekarz i Erasistratus z Ceos, grecki anatom i lekarz królewski, mają znaczny udział w anatomii mózgu i układu nerwowego. Niestety ich pisma zostały utracone – wiemy tylko o ich wkładzie za pośrednictwem źródeł wtórnych.

Galen z Pergamonu (129-200) – grecki anatom, który pracował w Rzymie, powiedział, że mózg był tam, gdzie zmysły były przetwarzane, ponieważ jest miękki, podczas gdy móżdżek kontroluje mięśnie, ponieważ jest gęstszy niż mózg.

Mikroskop (1590) – prawdopodobnie wynaleziony w Holandii w 1590 roku, pozwolił na znacznie głębsze zrozumienie mózgu.

Golgi (1843-1926) – Pod koniec lat 80-tych Gamillo Golgi, włoski lekarz, patolog i naukowiec, użył soli chromianu srebra, aby pokazać, jak wyglądają pojedyncze neurony.

Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) – hiszpański patolog, histolog i neurolog, wziął dalej pracę Golgiego i sformułował doktrynę neuronu: hipotezę, że neuron jest funkcjonalną jednostką mózgu. W 1906 roku Golgi i Cajal otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za szeroko zakrojone prace i kategoryzację neuronów w mózgu.

Hermann von Hemholtz (1821-1894) – pod koniec XIX wieku von Hemholtz, niemiecki lekarz i fizyk, wraz z grupą innych naukowców, wykazał pobudliwość elektryczną neuronów oraz wpływ stanu elektrycznego sąsiednich neuronów przez pobudzony elektrycznie neuron.

Pierre Paul Broca (1824-1880) – francuski lekarz, chirurg, anatom i antropolog, pracował nad pacjentami z uszkodzeniem mózgu. Doszedł do wniosku, że różne regiony mózgu zaangażowane są w określone funkcje.

John Hughlings Jackson (1835-1911) – angielski neurolog, poprzez obserwacje pacjentów z epilepsją, opracował sposób organizowania kory ruchowej podczas obserwowania postępu napadu w ciele.

Carl Wernicke (1848-1905) – niemiecki lekarz, anatom, psychiatra i neuropatolog wierzył, że niektóre części mózgu są odpowiedzialne za zrozumienie i wypowiedzenie języka.

Od lat 50. ubiegłego wieku badania naukowe nad układem nerwowym poczyniły ogromne postępy, głównie ze względu na postępy osiągnięte w innych dziedzinach pokrewnych, takich jak neuronauka obliczeniowa, elektrofizjologia i biologia molekularna.

Neuronaukowcy byli w stanie zbadać strukturę, funkcje, rozwój, nieprawidłowości i sposoby ich zmiany w systemie nerwowym.

Główne oddziały

Następujące gałęzie neuronauk można ogólnie podzielić na następujące dyscypliny (neuronaukowcy zwykle obejmują kilka oddziałów w tym samym czasie):

• Afektywna neuronauka – w większości przypadków prowadzi się badania na zwierzętach laboratoryjnych i przygląda się, jak neurony zachowują się w stosunku do emocji.
• Neurologia behawioralna – badanie biologicznych podstaw zachowania. Patrząc na to, jak mózg wpływa na zachowanie.
• Neuronologia komórkowa – badanie neuronów, w tym ich postaci i właściwości fizjologicznych na poziomie komórkowym.
• Neurologia kliniczna – patrzy na zaburzenia układu nerwowego, podczas gdy psychiatria patrzy na zaburzenia umysłu.
• Neuronauka kognitywna – badanie wyższych funkcji poznawczych, które istnieją u ludzi, oraz ich bazowych podstaw neuronalnych. Neuronauka kognitywna czerpie z lingwistyki, psychologii i kognitywistyki.Neuronaukowcy kognitywni mogą przyjąć dwa szerokie kierunki: behawioralny / eksperymentalny lub komputerowy / modelujący, którego celem jest zrozumienie natury poznania z neuronowego punktu widzenia.
• Obliczeniowa neuronauka – próba zrozumienia, w jaki sposób oblicza się mózg, wykorzystywanie komputerów do symulowania i modelowania funkcji mózgu oraz stosowanie technik z matematyki, fizyki i innych pól obliczeniowych do badania funkcji mózgu.
• Neurobiologia kulturowa – analizuje, w jaki sposób przekonania, praktyki i wartości kulturowe są kształtowane przez mózg, umysły i geny w różnych okresach.
• Neurologia rozwojowa – patrzy na rozwój układu nerwowego w oparciu o komórkę; jakie są podstawowe mechanizmy rozwoju nerwowego.
• Neuronauka molekularna – badanie roli poszczególnych cząsteczek w układzie nerwowym.
• Neuroinżynieria – stosowanie technik inżynierskich w celu lepszego zrozumienia, wymiany, naprawy lub ulepszenia systemów nerwowych.
• Neuroobrazowanie – gałąź obrazowania medycznego koncentrująca się na mózgu. Neuroobrazowanie służy do diagnozowania choroby i oceny stanu zdrowia mózgu. Może być także przydatny w badaniu mózgu, jego działania i tego, jak różne działania wpływają na mózg.
• Neuroinformatyka – integruje dane we wszystkich obszarach neuronauki, aby pomóc w zrozumieniu mózgu i leczeniu chorób. Neuroinformatyka obejmuje pozyskiwanie danych, udostępnianie, publikowanie i przechowywanie informacji, analizę, modelowanie i symulację.
• Neurolingwistyka – badanie, jakie mechanizmy nerwowe w mózgu kontrolują nabywanie, rozumienie i wypowiedź języka.
• Neurofizjologia – analizuje związek mózgu i jego funkcji oraz sumę części ciała i ich wzajemnych powiązań. Badanie funkcjonowania układu nerwowego, zazwyczaj za pomocą technik fizjologicznych, takich jak stymulacja za pomocą elektrod, kanałów światłoczułych lub barwników wrażliwych na jony lub napięcie.
• Paleoneurology – badanie starożytnych mózgów za pomocą skamieniałości.
• Neurologia społeczna – jest to interdyscyplinarna dziedzina poświęcona zrozumieniu, w jaki sposób systemy biologiczne wdrażają procesy i zachowania społeczne. Neurologia społeczna gromadzi biologiczne koncepcje i metody informowania i doskonalenia teorii zachowań społecznych. Wykorzystuje koncepcje i dane społeczne i behawioralne w celu udoskonalenia organizacji neuronowych i teorii funkcji.
• System neuronauki – podąża ścieżkami przepływu danych w ośrodkowym układzie nerwowym (centralny układ nerwowy) i próbuje określić rodzaje przetwarzania, które się tam dzieje. Wykorzystuje te informacje do wyjaśnienia funkcji behawioralnych.

Aby zbadać najnowsze osiągnięcia w dziedzinie neuronauki, odwiedź sekcję neurologii.