Creierul nu este un computer! – partea I

0

 

De obieci ne gândim la creier ca un supercomputer. Desigur există multe analogii. Computerele au abilitatea de a stoca şi aminti informaţia, pentru a compara şi a lua decizii bazate pe instrucţiunile programate. Dar mecanica tuturor computerelor este bazată pe principiul unui întrerupător, sau al unei „poarţi”, ce ori lasă ori nu lasă curentul electric să curgă (pornit) sau să nu curgă (oprit). În timp ce neuronii şi sinapsele au funcţii asemănătoare în creier, descoperiri recente au dezvăluit cât de altfel este faţă de un computer este acest organ remarcabil.

Noi descoperiri fac lumină în abilităţile extraordinare ale creierelor noastre

Pentru că marea majoritate din noi foloseşte limbajul, ne-am obişnuit să ne exprimăm gândurile într-o progresie liniară; fiecare idee e o expansiune a celei precedente. Această succesiune logică de date este de asemenea fundaţia limbajelor de programare. Am imaginat computerele ca extensii ale minţii noastre, aşa că natural am încercat să înţelegem creierul în acelaşi mod mecanicist.

Aparenta magie a procesorului computerului este abilitatea sa de a deschide şi închide rapid un număr mare de întrerupătoare. La început aceste întrerupătoare erau chiar nişte relee, producând sunete ca un click ce caracterizau mintoşii precum Robbie robotul [deasupra] din filmul clasic Planeta interzisă.

În 1964, doi americani, Presper Eckert şi John Mauchly au construit computerul electronic ENIAC ce folosea tuburi cu vacuum silenţioase în loc de relee. Un an mai târziu, inginerii, lucrând la Laboratoarele Bell ale AT&T, au inventat dioda tranzistor ce urma să înlocuiască tuburile vidate pentru totdeauna. Miniaturizarea şi dezvoltarea microprocesoarelor a făcut posibil ca voi să puteţi citi acest articol pe un computer puternic. Totuşi, pe cât de remarcabilă a devenit această tehnologie, computerele sunt doar nişte colecţii de întrerupătoare pornit-oprit din ce în ce mai rapide.

La şcoală am fost învăţat că şi creierul nostru are întrerupătoare – în jur de 500 de trilioane – şi că acestea se numesc sinapse. Acestea sunt spaţiile dintre neuroni, sau celule nervoase. Fiecare sinapsă se poate deschide sau închide exact ca un întrerupător de computer, permiţând impulsului electric ori să continue ori să fie oprit. Era acelaşi model pornit – oprit. Această idee persistă şi azi. Dar e gata să fie modificată.

Sinapsa nu este un întrerupător obişnuit!

Sinapsele sunt minuscule – mai mici decât o miime de milimetru în diametru – aşa că cercetătorii nu au putut să vadă exact  ce se întâmplă în aceste goluri neuronale. O echipă de la Şcoala de Medicină a Universităţii Stanford a petrecut ani întregi inventând o metodă de imagistică denumită tomografie 3D (array – e o funcţie de multiplicare). Seamănă cu o tomografie şi un microscop electronic combinate. „Feliile” multor scanări sunt manipulate de un computer pentru a forma o imagine 3D ce poate fi rotită, penetrată, navigată şi analizată.

Echipa de la Stanford a luat o mostră de ţesut de la un şoarece al cărui creier fusese modificat genetic să producă o proteină fluorescentă (identificată în meduză) în neuronii mai mari din cortexul cerebral, făcându-i să strălucească galben – verzui. Din cauza acestei străluciri, cercetătorii au putut vedea sinapsele pe fundalul neuronilor. Când au folosit tomografia 3D pentru a vedea sinapsele complexitatea dezvăluită a fost aproape incredibilă.

Ca să spui că sinapsa e mai mult decât un întrerupător obişnuit este o uriaşă desconsiderare! Revelarea spaţiului sinaptic a avut acelaşi efect asupra cercetătorilor din neuroştiinţe cum l-a avut telescopul Hubble asupra astronomilor.

După spusele lui Stephen Smith, profesor de fiziologie moleculară şi celulară de la Stanford:

 

„O sinapsă, în sine, e mai mult ca un microprocesor – atât cu memorie – depozitare informaţii şi informaţie – elemente de procesare – decât un întrerupător banal. De fapt, o sinapsă poate conţine la scară 1,000 de întrerupătoare moluculare. Un singur creier uman are mai multe întrerupătoare decât toate computerele şi routerele şi conexiunile internet de pe Pământ.”

Mark Miller, student doctorand la Universitatea Brandeis, a colorat secţiunile prin creierul unui şoarece pentru a evidenţia cum se concetează neuronii unii cu ceilalţi [sus stânga]. Imaginea arată trei celule neuronale (două galbene şi una roşie) şi conexiunile dintre ele. Sinapsele sunt prea mici pentru a fi văzute. Imaginea din dreapta a fost realizată de către un grup de astrofizicieni, folosind un supercomputer, pentru a simula originile şi evoluţia universului. Clusterele strălucitoare sunt pline de galaxii, înconjurate de mii de stele, mai multe galaxii şi materie neagră.

Un fenomen similar sunt exemplele de reţele fractalice, unde informaţia şi energia sunt distribuite printr-un model anume, interconectate la scară microscopică şi macroscopică. Şi similitudinile sunt şi mai semnificative.

După cum vom vedea, astrofizicienii se deplasează acum dinspre modelul gravitaţional către teoriile ce consideră câmpurile electrice şi plasma ca nouă paradigmă (aşa zisul univers electric). pentru a explica evoluţia şi susţinerea universului nostru. Cercetătorii în neuroştiinţe încep şi ei să experimenteze schimbarea paradigmei lor de la „creiere întrerupător” către teoria câmpurilor electrice.

Dar staţi… e şi mai mult!

În timp ce extrem de complexa sinapsă încă producea bâlbâială, cerectătorii au descoperit dovezi clare că neuronii comunică între ei prin câmpuri electrice slabe. Studiul, publicat în Neuroştiinţa naturii, de Dr Costas Anastassiou (Caltech), explică cum de fiecare dată când un impuls electric coboară printr-un mănunchi de neuroni, un câmp electric minunscul înconjoară celula. Acest fenomen era de aşteptat, de vreme ce conductorul ce transportă curent electric generează un câmp. Dar până acum, semnificaţia acestui câmp se credea că este neînsemnt. Concentrarea în neurologie a fost întotdeauna pe capătul neuronului – sinapsa – unde modelul „întrerupătorului” mecanic explica şi comunicarea neuronală atât de bine.

„Cred că este o descoperire incitantă. Ştiam că micile câmpuri electrice pot impacta activitatea creierului, dar nimeni nu a testat cu adevărat dacă acele câmpuri electrice ale creierului pot influenţa activitatea acestuia.” – Ole Paulsen, neurocercetător la Universitatea Cambridge

Studiul Caltech a arătat că atunci când puţini neuroni generează câmpuri electrice, efectele erau neglijabile. Dar când un grup de neuroni porneau deodată, câmpurile lor adunate erau semnificative, funcţionând ca şi câmp coordonator, accelerator şi potenţator al activităţii neuronale.

 „Am observat că acele câmpuri slabe de un milivolt pe milimetru modifică semnificativ declanşarea individuală a neuronilor şi creşte aşa zisa coerenţă a maximului câmpului – sincronicitatea cu care neuronii declanşează în relaţie cu câmpul. Coerenţa crescută a acestor vărfuri ale câmpului poate îmbunătăţi substanţial cantitatea de energie transmisă între neuroni dar şi calitatea acesteia.

Cred cu putere că înţelegerea originii şi funcţionării câmpurilor endogene ale creierului ne va conduce către câteva revelaţii în ceea ce priveşte procesarea informaţiei la nivelul circuitelor, care, după părerea mea, este nivelul la care se nasc percepţia şi conceptualizarea.” – Dr. Anastassiou

Află cum să scapi de oboseală și să-ți crești nivelul de vitalitate

Share.

About Author

Razvan este arhitect, ca si formare, un spirit-ghid, ca si chemare.

Leave A Reply

Citește articolul precedent:
RASPUNS PRIN VIZORUL SUFLETULUI – obsesia

O nouă săptămână, un nou capitol. De data aceasta răspunsurile au venit mai greu, cu toate acestea răspunsul a venit,...

Închide