V tomto blogovom príspevku skúmame, či konektóm – sieť neurónových spojení v mozgu – môže pomôcť odomknúť tajomstvá ľudskej mysle, pamäte a osobnosti.
Odkedy si ľudstvo uvedomilo existenciu mysle, neustále sa jej snažíme porozumieť. Toto hľadanie sa vyvinulo do akademickej disciplíny filozofie mysle (alebo filozofie mysle), ktorá skúma vzťah medzi duševnými javmi a fyzickým telom. Ústrednou otázkou v tomto skúmaní je, či sú telo a myseľ jedno alebo dve samostatné entity. Descartes napríklad obhajoval dualizmus mysle a tela a tvrdil, že ľudia sú bytosti, v ktorých fyzické telo a myseľ existujú spoločne ako odlišné entity. Hoci stratil na presvedčivosti, keď na otázku „Ako teda môžu tieto dve látky interagovať?“ ponúkol trochu vágnu odpoveď – že tieto dve látky interagujú na mieste nazývanom epifýza, jeho dielo je významné v tom, že znamenalo začiatok serióznej a systematickej diskusie o ľudskej mysli, téme, o ktorej sa diskutuje od staroveku.
Vedecký pokrok následne odhalil, že mozog slúži ako ústredný bod pre fyzické aj duševné aktivity človeka. Cieľom výskumníkov mozgu sa následne stalo pochopiť nervový systém ako celok vrátane mozgu a identifikovať faktory ovplyvňujúce duševnú aktivitu v mozgu. Prvé teórie boli ovplyvnené frenológiou, disciplínou, ktorá sa snažila odvodiť ľudskú osobnosť a psychologické črty z tvaru lebky. V tom čase frenológia obhajovala paralelnú teóriu, ktorá tvrdila, že analýza lebky by mohla odhaliť štruktúru mozgovej kôry. Na základe tejto teórie vedci študujúci mozog v tom čase tvrdili, že veľkosť mozgu ovplyvňuje ľudskú duševnú aktivitu. Dokonca priniesli experimentálne výsledky naznačujúce vzťah medzi veľkosťou mozgu a inteligenciou; išlo však iba o „koreláciu“ a nedokázalo sa, že ľudia s väčším mozgom nevyhnutne disponujú vyššou inteligenciou. Následne si vedci uvedomili obmedzenia frenológie a presunuli svoje zameranie z celkovej veľkosti mozgu na jeho lokalizáciu, pričom navrhli hypotézu, že špecifické oblasti mozgu vykonávajú odlišné funkcie. Vývoj tejto hypotézy ovplyvnilo niekoľko udalostí. Jeden takýto incident sa týkal stavebného robotníka, ktorý prežil po tom, čo mu lebku prerazila výstužná tyč, ale jeho osobnosť sa tak drasticky zmenila, že sa stal úplne iným človekom. Výskum podporujúci túto hypotézu zahŕňal aj objav „Brocovej oblasti“ francúzskym chirurgom Paulom Brocom, ktorý študoval pacienta, ktorý nevedel plynule hovoriť, ale mal normálne porozumenie jazyku a mechanizmy produkcie reči, a objav „Wernickeho oblasti“ Carlom Wernickom, ktorý liečil pacienta, ktorý dokázal tvoriť slová, ale nedokázal ich spojiť a vytvoriť kontext. Existujú však prípady, keď je hodnota takéhoto výskumu trochu podceňovaná. Jedným z takýchto príkladov je zotavenie dieťaťa, ktoré podstúpilo operáciu na odstránenie jednej z dvoch hemisfér mozgu. Deti, ktoré trpia častými epileptickými záchvatmi dostatočne závažnými na to, aby spôsobili extrémnu fyzickú a duševnú slabosť, často podstupujú takéto extrémne neurochirurgické zákroky. Hoci by sa dalo očakávať, že nebudú úplne schopné pohnúť stranou tela oproti resekovanej hemisfére, tieto deti nielenže dokážu chodiť, ale môžu byť dokonca schopné aj behať. Ich intelektuálne schopnosti zostávajú do značnej miery nezmenené; v skutočnosti po vyliečení záchvatov niekedy vykazujú ešte vyššie intelektuálne schopnosti. To dokazuje, že k funkčnej reorganizácii môže dôjsť aj v mozgu, a objavila sa nová výzva: namiesto štúdia funkcií špecifických oblastí mozgu musíme vysvetliť, ako tieto funkcie vznikajú a ako môže k funkčnej reorganizácii dôjsť.
Teória navrhnutá na riešenie tejto novej výzvy, ktorej čelia výskumníci mozgu, sa nazýva „konektomika“. Konektom je komplexná mapa spojení medzi neurónmi – nervovými bunkami v mozgu – a možno ju vnímať ako druh schémy zapojenia. Výskumníci v konektomike vysvetľujú, že všetky ľudské skúsenosti a vlastnosti sú zaznamenané v týchto neurónových spojeniach a prostredníctvom nich vyjadrené; naznačujú, že štúdiom konektomu ľudského mozgu môžeme odhaliť, ako sa v mozgu ukladá a využíva pamäť, osobnosť a talenty. Pozrime sa na príklad, aby sme pochopili konektomiku. Schopnosť jazdiť na bicykli možno vnímať ako rozvíjajúcu sa, keď sa neuróny zodpovedné za svaly zapojené do cyklistiky a tie, ktoré sa podieľajú na rovnováhe, spoja na základe skúseností a spomienok, ktoré získame pri učení sa jazdiť. Inými slovami, neuróny vytvárajú spojenia a posilňujú ich; ak nejazdíme na bicykli často, tieto spojenia oslabujú a môžu sa dokonca reorganizovať. Stručne povedané, konektomika je študijný odbor, ktorý vysvetľuje ľudské fyzické a duševné aktivity prostredníctvom prepojenia, posilňovania a reorganizácie neurónov. S pokrokom v konektomike v budúcnosti by pochopenie procesu neuronálnych spojení mohlo pomôcť podporiť inteligenciu a reorganizácia by sa mohla využiť v rehabilitačných procesoch pacientov.
