Mannsheilinn er ótrúlega flókið afrek náttúrunnar. Fær um að búa til flókin samfélagsgerð, tungumál, menningu, listir og vísindi. Heilinn okkar gerir okkur kleift að kanna og skilja alheiminn betur en nokkurt annað dýr á jörðinni. En jafnvel með alla þessa þekkingu erum við aðeins að byrja að skilja heilann sjálft.
Vísindamenn, líffræðingar og læknar eru í endalausri leit að því að læra um heilann og þökk sé nýstárlegum heilaskanna tækni, erum við nær en nokkru sinni fyrr að opna leyndardóma um hvernig heilinn virkar.
En hvers vegna er svona erfitt að skilja hvernig heilinn okkar virkar?
Heilalíffærafræði
Mannsheilinn samanstendur af milljörðum taugafrumna, eða heilafrumna, sem hver um sig er tengd í vef taugamóta svo þétt að það eru fleiri tengingar í einum mannsheila en stjörnur í alheiminum sem hægt er að sjá.
Ef við þysjum aðeins út og tökum heildrænt sýn á heilann, sjáum við að taugafrumurnar eru flokkaðar í þrjá meginhluta: heilastofn, litla heila og heila. Hver þessara hluta gegnir einstöku hlutverki í því hvernig heilinn okkar virkar og hvernig við hugsum, hegðum okkur og skynjum heiminn.
Mannsheilinn, í þremur hlutum:
- Heilastofn – Heilastofninn er staðsettur neðst í heilanum og tengir heila og mænu. Mörg sjálfvirku verkefnin sem líkami okkar framkvæmir - eins og öndun, hjartsláttur, melting, uppköst og fleira - eru stjórnað af heilastofninum.
- Cerebellum – Litli heilinn er staðsettur nálægt botni heilans líka á bak við heilastofninn. Þetta svæði heilans er ábyrgt fyrir því að samræma skynjunarinntak - eins og það sem við heyrum, sjáum og lyktum - með vöðvahreyfingum okkar þannig að við getum skilið staðsetningu okkar í umhverfi okkar og getum viðhaldið jafnvægi og líkamsstöðu.
- Cerebrum – Heilinn er stærsti hluti heilans, þakinn gráleitum hrukkum og fellingum, og er það sem við hugsum venjulega um þegar við hugsum um „heila“. Heilinn, sem hefur það verkefni að gegna mörgum af æðra stigi heilastarfsemi okkar, er ábyrgur fyrir því að túlka það sem við sjáum, heyrum og söfnum úr ýmsum skilningarvitum okkar, svo og að læra, rökræða, tala og tilfinningar. Margar af fínhreyfingum okkar, eins og þær hreyfingar sem þarf til að spila á hljóðfæri, er einnig stjórnað af þessu svæði heilans.
Helstu svæði heilans:
Hvert heilahvel heilahvels er frekar skipt í fjögur aðskilin svæði sem kallast lobes.
- Ennisblað – Ennisblaðið er efst á heilanum. Mörg framkvæmdahlutverk okkar, eins og skipulagning, skipulagning og lausn vandamála, eru tengd þessu svæði. Ennisblaðið gegnir einnig hlutverki í skammtímaminni, sköpunargáfu og gagnrýnin hugsun.
- Parietal lobe - Hliðarblaðið, sem er efst á heilanum, fyrir aftan ennisblaðið, er ábyrgt fyrir því að hjálpa okkur að túlka skynupplýsingar eins og bragð, snertingu og hitastig.
- Occipital lobe – Höfuðblaðið, sem finnst nálægt aftanverðu heilanum, hjálpar okkur að túlka sjónrænar upplýsingar úr augum okkar og sameina þessar upplýsingar við fyrri minningar og reynslu.
- Temporal lobe – Tindarblaðið, sem er að finna á hlið heilans undir fram- og hliðarblaði, hjálpar okkur að vinna úr lykt, bragði og hljóðupplýsingum. Þessi hluti heilans tekur einnig þátt í geymsla minninga.
Hvaða verkfæri notum við til að skilja mannsheilann?
Þó við eigum enn langt í land með að opna öll leyndarmál mannsheilans, ný tækni, aðferðir og verkfæri eins og heila skannar leyfa okkur að skilja meira um mannsheilann en nokkru sinni fyrr.
Heilaskannanir og myndtól:
- PET skönnun – Positron emission tomography (PET) skannanir eru notaðar til að sýna hvaða hlutar heilans eru virkir á tilteknu augnabliki. Með því að sprauta sporefni í heilann og greina geislavirkar samsætur í sporefninu getum við séð hvaða hlutar heilans eru virkir að nota glúkósa, merki um heilavirkni. Þegar tiltekið heilasvæði verður virkt, fyllist það af blóði, sem skilar súrefni og glúkósa, sem gefur eldsneyti fyrir það svæði. Þessi svæði verða sýnileg í PET skönnuninni, þökk sé sporefninu, og gera okkur kleift að búa til myndir af því hvaða svæði heilans eru virk við tiltekna starfsemi. PET-skönnunin getur aðeins fundið almenn heilasvæði, ekki sérstaka þyrpingar af taugafrumum. Að auki eru PET-skannanir taldar ífarandi og kostnaðarsamar í framkvæmd.
- Sneiðmyndataka – Tölvusneiðmyndir (CT) eru notaðar til að búa til myndir af heilanum með því að skrá magn röntgengeisla frásogs. Viðfangsefnin lágu á sléttu borði sem er tengt stóru sívölu slöngulaga tæki. Inni í rörinu er hringur sem geymir röntgengeisla. Þegar röntgengeislarinn hreyfist meðfram rörinu, nema skynjarar á gagnstæða hlið hringsins magn röntgengeisla sem fara í gegnum. Þar sem mismunandi efni - eins og húð, bein, vatn eða loft - gleypa röntgengeisla á mismunandi hraða getur tölvusneiðmyndin búið til gróft kort af eiginleikum heilans.
- Hafrannsóknastofnun – Segulómun (MRI) og hagnýtur segulómun (fMRI) skannanir eru myndgreiningartæki sem notuð eru mikið á sviði sálfræði. Með því að nota sterkt segulsvið skapa MRI röðun innan kjarna frumeinda í vefjum líkamans og heilans. Með því að mæla breytingarnar þegar kjarnarnir fara aftur í grunnstöðu sína, er segulómskoðun fær um að búa til mynd af uppbyggingu heilans. Sem ekki ífarandi aðferð, með litla heilsufarsáhættu, er hægt að framkvæma segulómskoðun á fjölmörgum einstaklingum, þar á meðal ungbörnum, öldruðum eða þunguðum mæðrum. Vegna þessa er einnig hægt að nota þær margar sinnum á einum einstaklingi til að kortleggja breytingar með tímanum. Helsti munurinn á MRI og fMRI er að á meðan grunn MRI skannanir eru notaðar til að mynda uppbyggingu heilans, er fMRI notað til að kortleggja virkni okkar innan heilabyggingarinnar.
- EEG skönnun – Heilagreining (EEG) gerir okkur kleift að mæla heilavirkni með því að setja rafskaut á hársvörð einstaklings sem skynja rafvirkni. EEG skannar eru ekki ífarandi og gera vísindamönnum kleift að skrá breytingar á heilavirkni niður á millisekúndu, sem gerir það að einum besta valkostinum til að skilja breytingar á heilanum þegar þær eiga sér stað.
- MEG skanna - Magnetoencephalography (MEG) er aðferð til að mynda rafvirkni í heila með notkun segulsviða. Mjög viðkvæm tæki, þekkt sem SQUIDs, fanga starfsemi heilans, sem gerir rannsakendum, læknum eða öðru fagfólki kleift að skilja hvaða svæði heilans bera ábyrgð á ýmsum heilastarfsemi eða að ákvarða staðsetningu meinafræði.
- NIRS skanna - Nær-innrauð litrófsgreining er heilamyndgreiningartækni sem notar innrautt ljós til að mæla súrefnismagn í heilanum. Með því að skjóta innrauðu ljósi í gegnum höfuðkúpuna og mæla ljósið hinum megin, geta NIRS skannanir greint heilavirkni á óífarandi, þó óbeinan hátt.
Önnur verkfæri og aðferðir:
Þó að við höfum ný verkfæri og tækni til að hjálpa okkur að skilja mannsheilann, þá þýðir það ekki að heilaskannanir séu einu verkfærin sem við höfum yfir að ráða. Sumar af bestu aðferðunum til að skilja heilann okkar þurfa alls ekki lækningatæki.
- viðtöl - Þegar sjúklingur verður fyrir heilaskaða munu læknar og sálfræðingar oft taka viðtöl við viðfangsefnið til að skilja hvernig skemmdir á heilanum hafa áhrif á hegðun, minni, skynfæri eða aðra þætti andlegrar getu okkar. Þar sem við vitum nú þegar hvaða svæði heilans verða fyrir áhrifum af heilaskaða, geta allar breytingar á andlegri getu, persónuleika eða öðrum heilastarfsemi verið góð svæði til að framkvæma frekari rannsóknir.
- Mat - Einn af þeim bestu leiðir til að rannsaka heilann þróun eða virkni er að láta viðfangsefni ljúka prófum eða mati. Það eru mörg mat í boði fyrir margs konar heilastarfsemi. Sumir af mikilvægustu kostunum við þessar tegundir mats eru lágur kostnaður þeirra, sú staðreynd að hægt er að gefa þau í næstum hvaða umhverfi sem er (svo þú þarft ekki að fara á rannsóknarstofu eða sjúkrahús) og þau geta verið framkvæmd margoft án skaðlegra áhrifa á heilsu þátttakenda. Vegna þessa nota margir vísindamenn mat til að skrá breytingar á heilastarfsemi í gegnum námsár.
Niðurstaða
Þegar við höldum áfram að opna nýja leyndardóma heilans og búa til fleiri og fleiri öflug tæki til að kanna mannshugann, munum við halda áfram að auka getu okkar til að meðhöndla sjúklinga og bæta líf fólks um allan heim. Heilaskannanir gera okkur kleift að ná hámarki inn í eitt flóknasta kerfi sem við höfum séð. Samt sem áður er nauðsynlegt að muna að það er tækið sem gefur okkur svörin, en rannsakendur og læknir sem túlka niðurstöðurnar.
