У цій публікації блогу досліджується, як конектом — мережа зв'язків між 86 мільярдами нейронів — формує наші думки та емоції.
Наші тіла складаються з клітин. У нас приблизно 37.2 трильйона клітин, і близько 86 мільярдів з них складають мозок. Ці клітини мозку називаються нейронами. Один нейрон умовно поділяється на три частини: дендрит, тіло клітини та аксон. Дендрити отримують електричні сигнали від інших нейронів. Тіло клітини, як випливає з назви, є центральною частиною клітини. Аксон передає електричні сигнали, отримані дендритами, до інших нейронів. Там, де зустрічаються два нейрони, є структура, яка називається синапсом. Наприклад, коли аксон нейрона А зустрічається з дендритом нейрона В, між ними існує щілина, яка називається синапсом. Електричний сигнал перетворюється на нейромедіатор на кінці аксона нейрона А, дифундує через синаптичну щілину та знову перетворюється на електричний сигнал, досягаючи дендрита нейрона В. Один нейрон з'єднаний з безліччю інших нейронів. Дендрити нейрона A з'єднуються з мільйонами або десятками мільйонів аксонів, а аксон нейрона A з'єднується з такою ж кількістю дендритів. Щоб певний нейрон активувався, він повинен перевищити певний поріг напруги. Якщо сума електричних сигналів, отриманих від кількох інших нейронів, перевищує цей поріг, нейрон активується. І навпаки, якщо напруга навіть трохи недостатня, цей нейрон не може передавати жодного електричного сигналу наступним нейронам.
Конекціонізм або теорія коннектома — це теорія в когнітивній науці, яка постулює, що всю розумову діяльність людини (думки, емоції тощо) можна пояснити через коннектом. Отже, що ж таке коннектом? Ви, мабуть, чули слово «геном». Геном стосується повного набору генів в організмі, що визначає його зовнішній вигляд, метаболічну активність та безліч інших ознак. Наприклад, аналіз геному людини може виявити ймовірність розвитку хвороби Альцгеймера. Якщо геном представляє сукупність генів, то коннектом представляє сукупність зв'язків між нейронами. У далекому майбутньому, коли технології достатньо просунуться, ми зможемо повністю відобразити, як усі 86 мільярдів нейронів у людському мозку пов'язані між собою. Згідно з теорією коннектома, на той момент ми зможемо читати думки людини через її коннектом.
Сучасні методи вивчення конектома дуже обмежені. Простіше кажучи: спочатку видаляється частина мозку та розрізається на надзвичайно тонкі шари. Потім кожен з цих незліченних шарів поміщається під мікроскоп для аналізу, а отримані зображення вводяться в комп'ютер. Потім комп'ютер аналізує та синтезує ці численні двовимірні зображення, щоб створити тривимірне зображення. Тому для дослідження конектома наразі можна використовувати лише мозок померлих людей. Неінвазивні технології сканування, такі як фМРТ, недостатньо складні, щоб розрізняти окремі нейрони; вони можуть лише приблизно визначити, які області мозку реагують на певні подразники.
Отже, яке значення має аналіз мертвих мізків? Щоб зрозуміти це, ми повинні розпізнати два аспекти мозку та розуму. Перший аспект проявляється в нашому повсякденному житті. Ми можемо розмірковувати над різними проблемами одного дня, а потім раптом подумати, що нам потрібно помити посуд. Ми можемо милуватися прекрасним пейзажем, потім знаходити радість, дивлячись телевізійне вар'єте; ми можемо розсердитися, а потім швидко стати щасливими. Щоразу шляхи та схеми електричних сигналів, що протікають по нейронах у нашому мозку, постійно змінюються. Це можна порівняти з течією річкової води. Однак, щоб річкова вода текла, має бути русло річки. Це русло річки - коннектом. Порівняно зі швидкістю течії води, форма русла річки досить постійна. Так само коннектом відносно постійний порівняно зі швидкозмінними електричними сигналами. Навіть якщо наші емоції мінливі, кожен має свою унікальну особистість. Ця особистість формується коннектомом кожної людини. Крім того, характеристики, які залишаються значною мірою незмінними з часом (наприклад, дитячі спогади), закріплені в коннектомі, який подібний до русла річки. Це не означає, що коннектом залишається абсолютно незмінним назавжди. Так само, як русло річки розмивається та змінює форму в міру течії річки, наш коннектом також змінюється. Коли ми вивчаємо відповідні спеціальності, дивимося вар'єте або гніваємося, електричні сигнали, що проходять через наші нейрони, поступово змінюють форму нашого коннектома. Іншими словами, потік електричних сигналів і коннектом взаємодіють. Саме тут коннектом суттєво відрізняється від геному. Геном залишається абсолютно незмінним від моменту запліднення до кінця життя людини. Однак коннектом змінюється під впливом досвіду і тому не є таким детермінованим, як геном. Коннектом охоплює як природу, так і виховання, що дає йому перевагу над геномом у поясненні людської істоти. Саме тому виникла основна гіпотеза коннектомізму: «Ти — це твій коннектом».
