Nowoczesna medycyna odkrywa tajemnice skrywane przez sieci ludzkiego mózgu. Może być wielką nadzieją dla chorych na schizofrenię i Alzheimera

Konektomika to jedna z najmłodszych i najbardziej innowacyjnych gałęzi medycyny, zajmująca się badaniem i odwzorowywaniem kompletnej mapy połączeń neuronowych ludzkiego mózgu. W przyszłości pozwoli poznać i zrozumieć przyczyny różnych zaburzeń, takich jak schizofrenia czy choroba Alzheimera.

– Konektomika jest stosunkowo nową dziedziną, która powstała około 10 lat temu. Jej zadaniem jest stworzenie kompletnej mapy połączeń w mózgu zarówno ludzkim, jak i zwierząt – mówi agencji informacyjnej Newseria Innowacje Karolina Finc, asystent naukowy z Interdyscyplinarnego Centrum Nowoczesnych Technologii Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu – Jeżeli chodzi o ludzki mózg, to stworzenie dokładnej mapy połączeń na poziomie poszczególnych neuronów jest bardzo trudne, właściwie niemożliwe, więc posługujemy się w badaniach narzędziem takim jak funkcjonalny rezonans magnetyczny. 

Rezonans pozwala zmapować struktury mózgu i przebieg włókien nerwowych u osoby badanej, a także umożliwia obserwowanie aktywności w czasie rzeczywistym, np. podczas uczenia się lub słuchania muzyki. W konsekwencji naukowcy mają szansę zrozumieć przyczyny różnych zaburzeń oraz chorób.

– Jeśli chodzi o badania ludzkiego konektomu z wykorzystaniem badań funkcjonalnych mózgu, to możemy odtworzyć mapę połączeń funkcjonalnych na podstawie zsynchronizowanej aktywności pomiędzy różnymi obszarami mózgu. Co ciekawe, takie połączenia funkcjonalne w ludzkim mózgu są bardzo dynamiczne, zmieniają się niezwykle szybko, w trakcie wykonywania zadań poznawczych, dlatego badania funkcjonalnej sieci ludzkiego mózgu mają ogromny potencjał w odkrywaniu procesów poznawczych człowieka – twierdzi Karolina Finc.

Podobnie jak połączenia neuronowe, również media społecznościowe mogą być zaprezentowane w formie sieci. Nic dziwnego, że naukowcy przełożyli ten model funkcjonowania na odwzorowanie pracy ludzkiego mózgu, dowodząc, że zarówno w nim, jak i społecznościach istnieje wiele różnorakich powiązań i zależności.

– Możemy wyróżnić pewne grupy obszarów w mózgu, które są ze sobą lepiej skomunikowane i wręcz kluczowe dla komunikacji w taki sam sposób, jak możemy to zaobserwować wśród grupy ludzi, którzy należą do jakiejś zorganizowanej społeczności – tłumaczy Karolina Finc.

Jak twierdzi asystent naukowy z Interdyscyplinarnego Centrum Nowoczesnych Technologii UMK, przyszłość konektomiki przedstawia się niezwykle obiecująco ze względu na rozwijające się technologie oraz nowe metody obrazowania.  

– Wciąż wynajdywane są nowe metody obrazowania ludzkiego mózgu, a obecne metody są usprawniane i ulepszane, co pozwala na obrazowanie mózgu z lepszą rozdzielczością. Wciąż rozwijane są również nowe algorytmy do analizowania sieci mózgu, tutaj też ten rozwój idzie w parze z tym, co dzieje się w analizie mediów społecznościowych – uważa Karolina Finc.

Dlatego być może już w niedalekiej przyszłości konektomika poprawi efektywność diagnoz lekarskich, a także pozwoli rozpoznać nieznane dotąd przyczyny takich zaburzeń jak schizofrenia czy choroba Alzheimer.

– Konektomika umożliwi wczesne wykrywanie zaburzeń, a tym samym pozwoli na ich wcześniejszą terapię. Z punktu widzenia moich badań najbardziej interesujące jest to, jak ludzki mózg zmienia się w trakcie uczenia się, a także jak te zmiany mogą przewidywać nasz sukces w uczeniu się – podsumowuje Karolina Finc.