Je li ljudski mozak, sa svom vještinom rješavanja problema i kreativnom sposobnošću, dovoljno moćan da sam sebe razumije? Ništa u poznatom svemiru (osim samog svemira) nije složenije; mozak sadrži oko 100 milijardi živčanih stanica, ili neurona, od kojih svaka može komunicirati s tisućama drugih moždanih stanica.
Iz ove priče
[×] ZATVORI
VIDEO: Trikovi mozga - ovako funkcionira vaš mozak
Povezani sadržaj
- Stanice mozga za druženje
- Otkrivanje laži
Budući da smo primati ponajprije vizualna stvorenja, možda je najbolji način da mi to smislimo mozak to jasno vidjeti . To je bio cilj već 125 godina, otkad je španjolski znanstvenik Santiago Ramón y Cajal počeo koristiti mrlju koja je označavala pojedine neurone. Zavirio je kroz mikroskop na obojene stanice i grane nalik na grane s kojima su se povezali s drugim neuronima. "Ovdje je sve bilo jednostavno, jasno i nejasno", napisao je o svojim promatranjima, početku moderne neuroznanosti.
Znanstvenici su od tada osmislili metode za određivanje specifičnih zadataka u kojima su se specijalizirale različite regije mozga - na primjer, neki neuroni, posvećeni obradi vida, otkrivaju samo vodoravne crte, dok drugi osjećaju opasnost ili stvaraju govor. Istraživači su stvorili karte koje ocrtavaju kako regije mozga koje nisu jedna do druge povezane su dugim traktima staničnih projekcija koje nazivamo aksonima. Najnovije tehnike mikroskopa otkrivaju neurone koji mijenjaju oblik kao odgovor na iskustvo - potencijalno bilježeći uspomenu. Sposobnost gledanja mozga u svježem svjetlu stvorila je mnoštvo uvida u posljednjih nekoliko desetljeća.
Sada se znanstveni zahvati ovog svemira stavljaju u različitu upotrebu - kao umjetnički predmeti. Carl Schoonover, neuroznanstvenik na obuci na Sveučilištu Columbia, prikupio je intrigantne slike mozga za novu knjigu Portreti uma (Abrams). "To su stvarni podaci, a ne umjetničke predaje", kaže on. „To neuroznanci gledaju u svojim mikroskopima, MRI strojevima ili elektrofiziološkim sustavima. Neuroznanost postoji zbog tih tehnika. "
Posuđivanjem gena fluorescentne meduze i umetanjem ga u DNK crva ili miševa u laboratoriju, znanstvenici su omogućili da neuroni blistaju. Cajalova tehnika bojenja djelovala je samo na obdukcijsko tkivo i označavala je neurone nasumično, ali nova bojila omogućila su znanstvenicima da "proučavaju neurone na živim životinjama i tkivima", u svom eseju bilježi Joshua Sanes sa Sveučilišta Harvard.
Jedna od najnovijih metoda oslanja se na gen koji alge čini osjetljivim na svjetlost. Jasno svjetlo neurona koji sadrže gen može promijeniti njihovo ponašanje. "Napredak nam omogućuje manipuliranje aktivnostima pojedinih stanica i tipova stanica pomoću snopa svjetlosti", piše Terrence Sejnowski iz Salk Instituta za biološke studije.
Mozak je i dalje misteriozan, ali obrasci na tim slikama - bogate vihorne neuronske veze, neočekivane simetrije i slojevi strukture - potiču znanstvenike da vjeruju da će ga još i dešifrirati. Sa svoje strane, Schoonover se nada da će „učiniti da čitatelji misle kako je vrijedno pokušati shvatiti koje su slike i zašto su tako lijepe“.
Laura Helmuth je starija urednica za Smithsonian .
Fotografije su iz Portret uma: Vizualizacija mozga od antike do 21. stoljeća Carl Schoonover, objavio je Abrams.
Bogat slojeviti hipokampus je mjesto gdje se stvaraju uspomene. Tri glavne komponente hipokampusa u ovom mišjem mozgu su napisane. (Tamily Weissman, Jeff Lichtman i Joshua Sanes (2005) / Abrams Books) 
U pravim uvjetima, uzorci izviru iz monumentalne složenosti mozga. Jedna od najnovijih primjena magnetske rezonancije prati protok vode unutar stanica, otkrivajući neuronske trakte koji čine veze na daljinu u mozgu. Na ovoj slici mozga plavi traktori idu između vrha i dna, crveni između desne i lijeve, a zeleni između prednje i stražnje strane. (Patric Hagmann (2006) / Abramsove knjige) 
Slika mozga je napredovala od grube anatomije do složenih sklopova. U ovom prvom poznatom dijagramu neuroznanosti Ibn al-Haythama, oko 1027., prikazani su oči i vidni živci. (Ibn al-Haytham (oko 1027.) / ljubaznošću knjižnice Süleymaniye, Istanbul / Abrams Books) 
Crtež debelog neurona iz 1914. godine Santiago Ramón y Cajal izvezen viticama drugih neurona. (Santiago Ramón y Cajal (1914.) / ljubaznošću dr. Juana A. de Carlosa, ostavština Cajala, Instituto Cajal (CSIC) / Abrams Books) 
Oblik koji neuron poprima određuje se njegovom funkcijom, kao i načinom na koji je organizirana skupina neurona. Ovdje su prikazane svijetle duguljaste nakupine u dijelu mišjeg mozga osjetljivog na dodir; svaki obrađuje neuronske signale iz drugog šapta. (Lasani Wijetunge i Peter Kind, 2008 / Abrams Books) 
Potaknuti svu ovu aktivnost mozga i temelj nekih tehnika slikovnih obrada je gusta mreža osjetljivih krvnih žila. (Alfonso Rodríguez-Baeza i Marisa Ortega-Sánchez (2009) / Abrams Books) 
Ovo nije apstraktna umjetnost - to je prikaz neuronske aktivnosti u mozgu majmuna. Ovaj dio mozga, koji se naziva vizualni korteks, jedan je od prvih dijelova mozga koji prima informacije iz očiju. Vizualni korteks je podešen na jednostavne oblike, poput ravnih linija. Majmunu su bile prikazane linije različitih orijentacija, a različite boje predstavljaju komadiće korteksa koje su posebno zainteresirane za određenu vrstu crte. Grupe neurona označene zelenom bojom, na primjer, aktivne su kada majmun vidi okomitu liniju; žuti nakupini neurona podešeni su na vodoravne crte. (Ljubaznošću Jevgenija B. Sirotina) 
Kad mozak dobro radi, različiti dijelovi su povezani dugim vlaknima koja se zovu aksoni (vidi fotografiju 2). Ali kad je mozak oštećen (kao na ovoj slici pacijenta koji je pretrpio moždani udar u dijelu mozga zvanom talamus), veze se prekidaju. (Ljubaznošću Henninga U. Vossa) 
Neuroni međusobno komuniciraju oslobađajući kemikalije, poput dopamina, iz vrećica nazvanih vezikule. Vezikule, koje se ovdje vide u stanici fibroblasta, imaju geodetsku vanjsku prevlaku koja na kraju iskače kroz stranu stanice i ispušta svoju kemijsku poruku koju će otkriti njezini susjedi. (Slika proizvela John Heuser, dr. Med.) 
Naše stanice su okružene skelom proteina koji održava oblik stanice. Pod elektronskim mikroskopom proteinska vlakna koja se nazivaju aktinski filamenti izgledaju poput upletenih užadi. (Slika proizvela John Heuser, dr. Med.) 
Hipokampus je sjedište sjećanja. Ako je oštećena, možete se sjetiti stvari koje su se dogodile mnogo prije ozljede, ali nećete moći stvarati nove uspomene. (Ljubaznošću Thomasa Deerincka i Marka Ellismana) 
Zahvaljujte se moždanoj kosti - isprepletenom tkivu na dnu i na dnu mozga - na vašoj sposobnosti da igrate ili vozite bicikl. Sve je u vezi s motoričkom koordinacijom. U ovom obojenom komadu moždanog tkiva potporne stanice zvane glia su u plavoj boji, a stanice zvane Purkinje neuroni u zelenom. Purkinjeni neuroni su jedan od najvećih neurona u mozgu i imaju veliku razgranatu mrežu projekcija koje se nazivaju dendriti. (Ljubaznošću Thomasa Deerincka i Marka Ellismana) 
Prije nekoliko godina neuroznanstvenici su smislili kako uzeti dva fluorescentna proteina koji su svijetlili zelenom ili crvenom bojom i pretvoriti ih u dugu različitih boja koja se mogu ugraditi u pojedine neurone. Ovdje se tehnika koristi za bojenje stanica u moždanu. Rezultat? „Brainbow.“ (Miša Brainbow producirali su J. Livet, TA Weissman, H. Kang, RW Draw, J. Lu, RA Bennis, JR Sanes, JW Lichtman) 
Gusti sloj hipokampusa, koji se pokazao ključnim za pamćenje, bio je predmet ovog crteža Josepha Julesa Dejerine iz 1895. godine. (Fotografija Dwight Primiano, Anatomie des centres nerux . Pariz, Rueff, 1895-1901.) 
Knjiga Carla Schoonovrea sadrži eseje nekih vodećih svjetskih neuroznanstvenika. (Ljubaznošću Abramsovih knjiga)
