人間の脳を理解するために根本的な再考が必要な理由
神経科学は何世紀も間違った道を歩んできましたか? ジャスティンピッカード/フリッカー, のCC BY-SA

人間の脳を理解することは、間違いなく現代科学の最大の課題です。 ザ 先導的アプローチ ほとんどの 過去200年 その機能を異なる脳領域または個々のニューロン(脳細胞)に連結することであった。 しかし最近の研究 ますます示唆している 私たちが人間の心を理解するためには、間違った道を完全にとっているかもしれません。 会話

脳が特定の作業を行う多数の領域で構成されているという考え方は、モジュール性" そして、一見すると、それは成功しています。 例えば、特定の脳領域の鎖を活性化することによって、我々が顔を認識する方法を説明することができます 後頭部 & 側頭葉。 しかし、身体は異なる脳領域の組によって処理される。 そして科学者たちは、記憶領域が他の領域、つまり知覚刺激を組み合わせて人々の全体像を表現するのに役立つと信じています。 特定の脳領域の活動はまた、 特定の状態および疾患に関連する.

このアプローチが広く普及している理由の一部は、脳への前例のない洞察を与える技術によるものです。 機能的磁気共鳴イメージング(fMRI)脳の血流の変化を追跡することで、科学者は活動に応じて脳の領域を照らし出すことができ、機能をマッピングするのに役立ちます。 また、 オプトジェネティックスニューロンの電気的活動を光パルスで制御できるようにニューロンの遺伝子改変を使用する技術は、我々が脳機能に対する特定の寄与を探るのに役立つ。

両方のアプローチが 魅力的な結果彼らが脳の意味ある理解を提供するかどうかは不明です。 ニューロンまたは脳領域と特定の、しかし原則として任意の物理的パラメータ、例えば痛みとの間の相関関係を見出す神経科学者は、このニューロンまたは脳のこの部分が痛みを制御するという結論を導き出すために誘惑される。 神経科学者でさえも、脳の本来の機能は、それが何をしているにせよ、相関関係を見つけることであるから、これは皮肉なことです。


インナーセルフ購読グラフィック


しかし、代わりに、すべての脳機能が脳全体に分散し、脳のすべての部分がすべての機能に寄与する可能性を考えればどうでしょうか? そうであれば、これまでに見つかった相関関係は知性の完全な罠かもしれません。 次に、特定の機能を持つ領域またはニューロンのタイプが、脳の他の部分とどのように相互作用して意味のある統合された動作を生成するかという問題を解決する必要があります。 これまでのところ、この問題に対する一般的な解決策はない - 人々を認知するなどの特定の場合の仮説。

この問題は、サイケデリックな薬物LSDが モジュラー組織を混乱させる ビジョンを説明することができます。 さらに、組織解体のレベルは、人々が薬を服用する際に経験する「自己の崩壊」の重症度と関連しています。 この研究は、この薬物が、いくつかの脳領域が脳の他の部分と通信して、それらの結合性のレベルを増加させるように影響を与えることを見出した。 ですから、自分の感覚が本当に何であるかを理解したければ、複雑なネットワークの一環としての脳領域の基本的なつながりを理解する必要があります。

今後の道?

一部の研究者 今信じる 脳とその疾患は一般に 中枢神経系全体に分布する膨大な数のニューロン間の相互作用。 いずれかのニューロンの機能は、それが接続されている何千ものニューロンの機能に依存する。 これらは、次に、他人のものに依存している。 同じ領域または同じニューロンは、膨大な数の文脈にわたって使用され得るが、文脈に応じて異なる特定の機能を有する。

実際には、ニューロン間のこれらの相互作用のわずかな摂動であり、ネットワークにおける雪崩作用により、うつ病またはパーキンソン病のような状態を引き起こす。 いずれにしても、これらの病気の原因と症状を理解するためには、ネットワークの仕組みを理解する必要があります。 完全な画像がなければ、これらおよび他の多くの条件をうまく治療することはできません。

特に、神経科学は、脳の生涯にわたる世界の感覚をどのようにして構成するかを調査する必要があります。 また、皮質、脳幹および小脳が筋肉や数万の光学的および機械的センサーと相互作用して1つの統合された画像を作成する方法を明確に把握する必要があります。

物理的な現実に戻って接続することは、情報が脳内でどのように表現されているかを理解する唯一の方法です。 最初に神経系がある理由の1つは、モビリティの進化には制御システムが必要であったことです。 認知的、精神的な機能 - と思っても - 順番に進化したメカニズムとみなすことができます 結果をより良く計画する 行動と行動の

したがって、神経科学の将来の道は、特定の機能に関与する各ニューロンまたは脳領域を保持することを目指すことなく、一般的な神経記録(オプトジェネティクスまたはfMRI)にもっと焦点を当てることができます。 これは理論的なネットワーク研究に供給される可能性があり、これは様々な観測を説明し、機能的な説明を統合する可能性があります。 実際、このような理論は、他の方法だけでなく、実験を設計するのに役立つはずです。

主要なハードル

しかし、それは簡単ではありません。 現在の技術は高価です。主要な財源や国内外の威信が投資されています。 もう一つの障害は、たとえ前者が知見を説明する権限が限られていても、人間の心は複雑な説明よりも簡単な解決法を好む傾向があるということです。

神経科学と製薬業界との関係は、モジュラーモデルにも基づいています。 一般的な神経学的および精神医学的疾患についての典型的な戦略は、脳全体の問題を解決するために薬剤で標的化され得る1つのタイプの受容体を同定することである。

例えば、セロトニンの脳内吸収を阻止し、より多くのセロトニンが吸収されるSSRIは現在、うつ病を含むさまざまな精神的健康問題を治療するために使用されています。 しかし、彼らは多くの患者のために働かないし、 彼らがするときに関係するプラセボ効果.

同様に、てんかんは今日では単一の疾患として広く見られ、 抗けいれん薬で治療したこれは、 ニューロン。 そのような薬は誰のためにも働かない。 確かに、各患者に特有の何千もの異なる誘因の1つに起因する脳内の回路の僅かな摂動は、脳をてんかん状態に押し上げる可能性があります。

このようにして、神経科学は、脳を理解するためのその道筋について、徐々にコンパスを失っています。 私たちが正しいことをすることは絶対に重要です。 意識のような科学に知られている最大の謎の一部を理解する鍵となるだけでなく、衰弱して高価な健康問題の広範な治療にも役立ちます。

著者について

神経科学の上級講師であるHenrikJörntellは、 ルンド大学

この記事は、最初に公開された 会話。 読む 原著.

関連書籍

at InnerSelfMarketとAmazon