Neurowetenschappen trachten van oudsher het functioneren van het zenuwstelsel te begrijpen. Deze discipline, zowel functioneel als structureel, probeert te weten hoe de hersenen zijn georganiseerd. De laatste jaren is ze verder gegaan en wil niet alleen weten hoe het brein werkt, maar ook de weerslag die dit heeft op ons gedrag, onze gedachten en onze emoties.
Het doel van het koppelen van de hersenen aan de geest is de taak van de cognitieve neurowetenschappen. Het is een mengsel tussen neurowetenschap en cognitieve psychologie. De laatste houdt zich bezig met kennis van hogere functies zoals geheugen, taal of aandacht. Het primaire doel van cognitieve neurowetenschap is dus om het functioneren van de hersenen te relateren aan onze cognitieve vermogens en ons gedrag. De ontwikkeling van nieuwe technieken is op dit gebied van grote hulp geweest om de realisatie van experimentele studies mogelijk te maken. Neuroimaging-onderzoeken hebben de taak vergemakkelijkt om concrete structuren met verschillende functies te relateren, met behulp van een zeer nuttige tool voor dit doel: functionele magnetische resonantie beeldvorming. Daarnaast zijn ook tools ontwikkeld zoals niet-invasieve transcraniële magnetische stimulatie voor de behandeling van verschillende pathologieën.
Het begin van de neurowetenschap
Je kunt niet praten over het begin van de neurowetenschappen zonder Santiago Ramón y Cajal te noemen, die de doctrine van het neuron formuleerde. Hun bijdragen aan de problemen van ontwikkeling, degeneratie en regeneratie van het zenuwstelsel blijven actueel en worden nog steeds aan universiteiten onderwezen.
Als we een startdatum voor neurowetenschappen zouden bepalen, zou deze in de 19e eeuw liggen. Met de ontwikkeling van de microscoop en experimentele technieken, zoals de fixatie en kleuring van weefsels of het onderzoek naar de structuur van het zenuwstelsel en de functionaliteit ervan, begon deze discipline zich te ontwikkelen. Maar de neurowetenschap heeft bijdragen ontvangen van verschillende kennisgebieden die hebben geholpen om beter te begrijpen hoe het brein werkt. Het is mogelijk om te zeggen dat opeenvolgende ontdekkingen in de neurowetenschappen multidisciplinair zijn.
Ze heeft grote bijdragen ontvangen in de geschiedenis van de anatomie, die verantwoordelijk is voor het vinden van elk deel van het lichaam. De fysiologie was meer gericht op het begrijpen hoe ons lichaam werkt. Farmacologie met stoffen die niet afhankelijk zijn van ons lichaam, waarneming van de effecten op het lichaam en biochemie, met behulp van stoffen die door het lichaam zelf worden afgegeven als neurotransmitters. Psychologie heeft ook belangrijke bijdragen geleverd aan de neurowetenschappen via theorieën over gedrag en gedachten. In de loop der jaren is de visie verschoven van een meer lokalisatieperspectief, waarbij van elk gebied in de hersenen werd aangenomen dat het een concrete functie had, naar een functioneler gebied waarin het doel is om het algehele functioneren van de hersenen te kennen.
Cognitieve neurowetenschap
Neurowetenschap omvat een zeer breed spectrum binnen de wetenschap. Het omvat alles van fundamenteel tot toegepast onderzoek dat werkt met de repercussie van onderliggende mechanismen op gedrag. Binnen neurowetenschappen probeert cognitieve neurowetenschappen te ontdekken hoe hogere functies zoals taal, geheugen of besluitvorming werken.
Cognitieve neurowetenschap heeft als hoofddoel de nerveuze representaties van de mentale handelingen te bestuderen. Het richt zich op de neuronale substraten van mentale processen. Dat wil zeggen, wat is de weerslag van wat er in ons brein gebeurt in ons gedrag en onze gedachten? Specifieke gebieden van de hersenen die verantwoordelijk zijn voor sensorische of motorische functies zijn gedetecteerd, maar vertegenwoordigen slechts een kwart van de totale cortex.
De associatiegebieden, die geen specifieke functie hebben, zijn verantwoordelijk voor het interpreteren, integreren en coördineren van sensorische en motorische functies. Ze zouden verantwoordelijk zijn voor de hogere mentale functies. Hersengebieden die functies besturen zoals geheugen, denken, emoties, bewustzijn en persoonlijkheid zijn veel moeilijker te vinden. Het geheugen is gekoppeld aan de hippocampus, gelegen in het midden van de hersenen. In relatie tot de emoties is het bekend dat het limbische systeem dorst en honger (hypothalamus), agressie (amygdala) en emoties in het algemeen regelt. In de cortex, waar cognitieve vaardigheden zijn geïntegreerd, is het de plaats waar we ons vermogen om bewust te zijn vinden, om relaties te leggen en om een complexe redenering te voeren.
Hersenen en emoties
Emoties zijn een van de essentiële kenmerken van een normale menselijke ervaring, we ervaren ze allemaal. Alle emoties worden uitgedrukt door viscerale motorische veranderingen en stereotype motorische en somatische reacties, vooral de beweging van gezichtsspieren. Traditioneel werden
emoties toegeschreven aan het limbische systeem, dat nog steeds wordt onderhouden, maar het is bekend dat er meer encefale regio's bij betrokken zijn.
De andere gebieden waar de emotionele verwerking zich uitstrekt zijn de amygdala en het orbitale en mediale aspect van de frontale kwab. De gezamenlijke en complementaire actie van dergelijke regio's vormt een emotioneel motorisch systeem. Dezelfde structuren die emotionele signalen verwerken, nemen deel aan andere taken, zoals rationele besluitvorming en zelfs morele oordelen.
Viscerale kernen en somatische motoren coördineren de uitdrukking van emotioneel gedrag. Emotie en activering van het autonome zenuwstelsel zijn nauw met elkaar verbonden. Het voelen van elke vorm van emotie, zoals angst of verrassing, zou onmogelijk zijn zonder een toename in hartslag, transpiratie, beven te ervaren ... Het maakt deel uit van de rijkdom aan emoties.
Het toekennen van emotionele expressie aan hersenstructuren verleent zijn aangeboren aard.
Emoties zijn een adaptief hulpmiddel dat anderen informeert over onze emotionele toestand. Homogeniteit is aangetoond in de uitdrukking van vreugde, verdriet, woede ... in verschillende culturen. Het is een van de manieren waarop we moeten communiceren en ons inleven in mensen. Geheugen, de aanbetaling van onze hersenen Het geheugen is een psychologisch basisproces dat verwijst naar de codering, opslag en het ophalen van de geleerde informatie.
Het belang van herinnering in ons dagelijks leven heeft veel onderzoek naar dit onderwerp gemotiveerd. Vergeetachtigheid is ook het centrale thema van veel onderzoeken, omdat veel pathologieën geheugenverlies veroorzaken, wat de dagelijkse problemen ernstig verstoort. De reden waarom geheugen zo'n belangrijk thema configureert, is dat
daarin een groot deel van onze identiteit schuilt.
Aan de andere kant is de waarheid, ondanks de vergeetachtigheid in de pathologische bezorgdheid, dat ons brein nutteloze informatie moet weggooien om aanleiding te geven tot nieuw leren en belangrijke gebeurtenissen. In deze zin is het brein een expert in het recyclen van zijn bronnen. De neurale verbindingen veranderen door het gebruik of het niet gebruiken hiervan.
Wanneer we informatie bewaren die niet wordt gebruikt, verzwakken neurale verbindingen totdat ze verdwijnen. Op dezelfde manier creëren we nieuwe verbindingen wanneer we iets nieuws leren. Al degenen die leren die we kunnen associëren met andere kennis of vitale gebeurtenissen, zullen gemakkelijker onthouden worden. Kennis over het geheugen heeft de oorzaak vergroot van casestudy's van mensen met een zeer specifiek type amnesie. Het hielp met name om het kortetermijngeheugen en de consolidatie van declaratief geheugen beter te begrijpen. De beroemde H.M.-zaak versterkte het belang van de hippocampus om nieuwe herinneringen op te bouwen. Het geheugen van motorische vaardigheden daarentegen wordt gecontroleerd door de hersenen, de primaire motorische cortex en de basale ganglia. Taal en spraak
Taal is een van de vaardigheden die ons onderscheidt van de rest van de dieren. Het vermogen om met zo'n precisie te communiceren en de grote hoeveelheid nuances om gedachten en gevoelens tot uitdrukking te brengen, maakt taal tot onze communicatietool rijker en nuttiger. Dit exclusiviteitskenmerk van onze soort heeft veel onderzoek gestimuleerd om zich op haar studie te concentreren.
De prestaties van de menselijke cultuur zijn deels gebaseerd op de taal die een accurate communicatie mogelijk maakt. Taalvaardigheid hangt af van de integratie van verschillende specifieke gebieden van associatie-cortices in de temporale en frontale kwabben. Bij de meeste mensen bevinden de primaire functies van de taal zich in de linker hemisfeer.
De rechterhersenhelft is verantwoordelijk voor de emotionele inhoud van de taal. Specifieke schade aan hersengebieden kan essentiële taalfuncties verstoren en kan afasie veroorzaken. Afasie kan veel verschillende kenmerken vertonen, zoals moeilijkheden bij het articuleren, productie of taalbegrip.
Zowel taal als gedachte worden niet ondersteund door een enkel concreet gebied, maar door de associatie van verschillende structuren. Ons brein werkt op een dergelijke georganiseerde en complexe manier dat wanneer we denken of spreken, het meerdere associaties tussen gebieden uitvoert. Onze voorkennis zal de nieuwe beïnvloeden in een feedbacksysteem.
Grote ontdekkingen in de neurowetenschappen Het beschrijven van al die studies die van belang zijn voor de neurowetenschap zou een gecompliceerde en zeer uitgebreide taak zijn. De volgende bevindingen hebben enkele eerdere ideeën over hoe ons brein werkt geëlimineerd en nieuwe wegen geopend voor onderzoek.
Dit is een selectie van enkele belangrijke experimentele werken uit de duizenden bestaande onderzoeken
: Neurogenesis (Eriksson, 1998). Tot 1998 werd aangenomen dat neurogenese alleen optrad tijdens de ontwikkeling van het zenuwstelsel en dat na die periode neuronen alleen zouden sterven en nieuwe niet zouden worden geproduceerd. Maar na de bevindingen van Eriksson was het mogelijk om te bewijzen dat er zelfs op oudere leeftijd neurogenese bestaat.
Het brein is meer plastisch en kneedbaar dan eerder werd gedacht.
Contact in cognitieve en emotionele creatie en ontwikkeling (Lupien, 2000). Deze studie toonde het belang aan van het fysieke contact van de baby tijdens de creatie.De kinderen die weinig lichamelijk contact hebben gehad, zijn kwetsbaarder voor tekorten in cognitieve functies die vaak worden getroffen in perioden van depressie of in situaties van grote stress zoals aandacht en geheugen.
- Ontdekking van spiegelneuronen (Rizzolatti, 2004). Het vermogen van pasgeborenen om gebaren te imiteren, motiveerde het begin van deze studie. Spiegelneuronen werden ontdekt. Dit type neuron wordt geactiveerd als we een andere persoon een bepaalde taak zien uitvoeren. Ze faciliteren niet alleen imitatie maar ook empathie en dus sociale relaties. Cognitieve reserve (Petersen, 2009). De ontdekking van de cognitieve reserve is de afgelopen jaren zeer relevant geweest. Het postuleert dat de hersenen het vermogen hebben om te compenseren voor verwondingen die het heeft geleden.
- Verschillende factoren zoals de periode van scholing, werk, leesgewoonten of invloed op het sociale netwerk. Een grote cognitieve reserve kan schade bij ziekten zoals de ziekte van Alzheimer compenseren. De toekomst van de neurowetenschap: "Menselijk breinproject" Het Human Brain Project
- is een door de Europese Unie gefinancierd project dat gericht is op het bouwen van een informatie- en communicatietechnologie (ICT) infrastructuur.
- Deze infrastructuur wil wetenschappers van over de hele wereld voorzien van een database op het gebied van neurowetenschappen. Ontwikkelt 6 ICT-gebaseerde platforms: Neuro-informatica: levert wereldwijd wetenschappelijke onderzoeksgegevens.
Hersensimulatie: zal de informatie integreren in uniforme computermodellen om testen uit te voeren die niet op mensen kunnen worden uitgevoerd.
High performance computing: het biedt de interactieve supercomputertechnologie die neurowetenschappers nodig hebben voor modellering en gegevenssimulatie. Neuro Neuroinformatics computing: het zal hersenmodellen transformeren naar een nieuwe klasse hardwareapparaten door hun applicaties te testen. Neuro-robotica: het zal onderzoekers in de neurowetenschappen en de industrie in staat stellen te experimenteren met virtuele robots die worden bestuurd door hersenmodellen die in het project zijn ontwikkeld. Dit project is gestart in oktober 2013 en zal naar verwachting tien jaar duren.De gegevens die in deze enorme database worden verzameld, kunnen het werk van toekomstig onderzoek vergemakkelijken. Door de vooruitgang van nieuwe technologieën kunnen wetenschappers een dieper begrip van de hersenen hebben, hoewel fundamenteel onderzoek nog steeds veel problemen heeft die opgelost moeten worden in dit opwindende vakgebied.
