Οι διασυνδέσεις των νευρικών ινών μεταξύ των τμημάτων του εγκεφάλου θυμίζουν μάλλον «σκάκι» παρά «κουβάρι» ή «πιάτο σπαγγέτι», σύμφωνα με νέα αμερικανική έρευνα, που έκανε τη λεπτομερέστερη μέχρι σήμερα απεικόνιση των εγκεφαλικών «καλωδιώσεων».
Χρησιμοποιώντας τις πλέον σύγχρονες τεχνικές για την καταγραφή της ροής των μορίων του νερού μέσω το υ εγκεφάλου, η νέα μελέτη αναδεικνύει μία απλή και σχεδόν γεωμετρική αρχιτεκτονική στο εσωτερικό του εγκεφάλου, ο οποίος έχει χαρακτηρισθεί «το πιο πολύπλοκο πράγμα στο γνωστό σύμπαν».
Οι ερευνητές του Κέντρου Βιοϊατρικής Απεικόνισης «Athinoula A. Martinos» , του Γενικού Νοσοκομείου της Μασαχουσέτης και της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Χάρβαρντ, με επικεφαλής τον Δρ Βαν Γουέντιν, δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο Science, σύμφωνα με το Nature και το New Scientist.
Οι ειδικοί παρουσίασαν τρισδιάστατες εικόνες που θυμίζουν κυβικό πλέγμα χωρίς διαγωνίους. Οι απεικονίσεις έγιναν μετά θάνατον σε εγκεφάλους τεσσάρων ειδών μαϊμούδων, καθώς και σε ανθρώπους εν ζωή.
Όπως είπαν οι ερευνητές, ο εγκέφαλος πολύ απέχει από το να είναι ένας κυκεώνας νευρωνικών «καλωδιώσεων», καθώς οι συνδέσεις του θυμίζουν περισσότερο ταινιοειδή καλώδια, που σχηματίζουν ορθές γωνίες μεταξύ τους. Η γεωμετρική αυτή δομή του εγκεφαλικού «πλέγματος» συναντάται τόσο στους ανθρώπους, όσο και στους πιθήκους.
Η νέα μελέτη, η οποία χαρακτηρίστηκε ορόσημο στην ανθρώπινη νευροανατομία, εντάσσεται στο φιλόδοξο πρόγραμμα «Human Connectome Project », που χρηματοδοτούν τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας των ΗΠΑ. Στόχος είναι για πρώτη φορά να χαρτογραφηθούν πλήρως όλες οι διασυνδέσεις στο εσωτερικό του εγκεφάλου, με την ελπίδα ότι αυτό θα έχει πολλαπλά οφέλη στον ιατρικό τομέα.
Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι όσο ο χάρτης του εγκεφάλου γίνεται πιο σαφής, τόσο πιο εφικτή θα καταστεί η αντιμετώπιση παθολογικών αποκλίσεων σε αυτή την «καλωδίωση» και άρα θα γίνεται πιο έγκαιρα η διάγνωση και θεραπεία διαφόρων ασθενειών, ιδίως των νευρολογικών.
Καθώς ο εγκέφαλος αναπτύσσεται από τη νηπιακή ηλικία, οι συνδέσεις μεταξύ των
τμημάτων του στο εσωτερικό του εξελίσσονται όχι άναρχα, αλλά κυρίως πάνω σε κάθετους και οριζόντιους άξονες. Αυτή η δομή πλέγματος φαίνεται πως καθοδηγεί
συνεχώς τις νευρωνικές «καλωδιώσεις» σαν λεωφόρους, που ξεπετάγονται όχι προς κάθε κατεύθυνση, αλλά προς τα αριστερά, δεξιά, πάνω ή κάτω. Με αυτό τον τρόπο, όπως εκτιμούν οι νευροεπιστήμονες, ο εγκέφαλος έχει βρει ένα τακτικό, οργανωμένο και αποδοτικό τρόπο να εξελίσσεται και να προσαρμόζεται.
τμημάτων του στο εσωτερικό του εξελίσσονται όχι άναρχα, αλλά κυρίως πάνω σε κάθετους και οριζόντιους άξονες. Αυτή η δομή πλέγματος φαίνεται πως καθοδηγεί
συνεχώς τις νευρωνικές «καλωδιώσεις» σαν λεωφόρους, που ξεπετάγονται όχι προς κάθε κατεύθυνση, αλλά προς τα αριστερά, δεξιά, πάνω ή κάτω. Με αυτό τον τρόπο, όπως εκτιμούν οι νευροεπιστήμονες, ο εγκέφαλος έχει βρει ένα τακτικό, οργανωμένο και αποδοτικό τρόπο να εξελίσσεται και να προσαρμόζεται.
Οι νευράξονες, που αποτελούν τμήμα της λευκής ουσίας, επιτρέπουν στις διαφορετικές και εξειδικευμένες περιοχές του εγκεφάλου να επικοινωνούν μεταξύ τους και να συντονίζουν τις δράσεις και αντιδράσεις τους. Στη φαιά ουσία, στην επιφάνεια του εγκεφάλου, είναι πιο εκτεταμένη η ακανόνιστη και μη γεωμετρική
«καλωδίωση». Όσο πιο βαθιά πηγαίνει κανείς, τόσο αναδεικνύεται η τακτοποιημένη
δομή του νευρωνικού πλέγματος.
Δεν λείπουν πάντως οι επιστήμονες που δηλώνουν επιφυλακτικοί και θεωρούν πρόωρη και υπεραπλουστευτική τη γεωμετρική αρχιτεκτονική που φαίνεται να αποκαλύπτει η νέα τεχνική, η οποία, όπως επισημαίνουν, εφαρμόστηκε σε ένα μικρό μόνο μέρος του εγκεφάλου. Πολλοί σκεπτικιστές πιστεύουν ότι σε άλλα σημεία του εγκεφάλου οι νευράξονες δεν θα συνδέονται μόνο με ορθογώνιο τρόπο.
«καλωδίωση». Όσο πιο βαθιά πηγαίνει κανείς, τόσο αναδεικνύεται η τακτοποιημένη
δομή του νευρωνικού πλέγματος.
Δεν λείπουν πάντως οι επιστήμονες που δηλώνουν επιφυλακτικοί και θεωρούν πρόωρη και υπεραπλουστευτική τη γεωμετρική αρχιτεκτονική που φαίνεται να αποκαλύπτει η νέα τεχνική, η οποία, όπως επισημαίνουν, εφαρμόστηκε σε ένα μικρό μόνο μέρος του εγκεφάλου. Πολλοί σκεπτικιστές πιστεύουν ότι σε άλλα σημεία του εγκεφάλου οι νευράξονες δεν θα συνδέονται μόνο με ορθογώνιο τρόπο.
Μελλοντικές έρευνες θα αποδείξουν τι ισχύει τελικά.
