Αν και πολλά για τον εγκέφαλο παραμένουν μυστήριο, οι επιστήμονες έχουν υποθέσει εδώ και καιρό ότι οι σκέψεις, τα συναισθήματα και η συμπεριφορά μας είναι αποτέλεσμα δισεκατομμυρίων διασυνδεδεμένων νευρώνων που μεταδίδουν σήματα ο ένας στον άλλο, επιτρέποντας έτσι την επικοινωνία μεταξύ περιοχών του εγκεφάλου.

Αλλά μια μελέτη που δημοσιεύτηκε τον Μάιο του 2023 περιοδικό Nature αμφισβητεί αυτή την ιδέα, προτείνοντας αντ ‘αυτού ότι το σχήμα του εγκεφάλου — το μέγεθός του, οι καμπύλες και αυλακώσεις — μπορεί να ασκούν μεγαλύτερη επιρροή στο πώς σκεφτόμαστε, αισθανόμαστε και συμπεριφερόμαστε από τις συνδέσεις και τα σήματα μεταξύ των νευρώνων.

Μια ερευνητική ομάδα στην Αυστραλία κατέληξε σε αυτό το συμπέρασμα αφού έκανε μαγνητικές τομογραφίες εγκεφάλου 255 ατόμων, ενώ οι συμμετέχοντες εκτελούσαν εργασίες όπως το χτύπημα των δακτύλων τους ή η ανάκληση μιας σειράς εικόνων. Από εκεί, η ομάδα εξέτασε 10.000 διαφορετικούς χάρτες της εγκεφαλικής δραστηριότητας των ανθρώπων, που συγκεντρώθηκαν από περισσότερα από 1.000 πειράματα σε όλο τον κόσμο, για να αξιολογήσει περαιτέρω τον ρόλο του σχήματος του εγκεφάλου.

Στη συνέχεια, δημιούργησαν ένα μοντέλο υπολογιστή που προσομοίωσε τον τρόπο με τον οποίο το μέγεθος και το σχήμα ενός εγκεφάλου επηρεάζουν τα κύματα ηλεκτρικής δραστηριότητας, πιο γνωστά ως εγκεφαλικά κύματα. Συνέκριναν αυτό το μοντέλο με ένα προϋπάρχον μοντέλο υπολογιστή εγκεφαλικής δραστηριότητας που ευθυγραμμίζεται στενά με την κατανόηση της συνδεσιμότητας των νευρώνων ως οδηγού της εγκεφαλικής λειτουργίας.

Η σύγκριση έδειξε ότι το νέο μοντέλο παρείχε μια πιο ακριβή ανακατασκευή της εγκεφαλικής δραστηριότητας που φαίνεται στις μαγνητικές τομογραφίες και στους χάρτες εγκεφαλικής δραστηριότητας, από το προηγούμενο μοντέλο.

Ο James Pang, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης και ερευνητής στο Πανεπιστήμιο Monash της Αυστραλίας, παρομοίασε τη σημασία του σχήματος του εγκεφάλου με ένα βότσαλο που δημιουργεί κυματισμούς σε μια λίμνη: Το μέγεθος και το σχήμα της λίμνης βοηθά στον προσδιορισμό της φύσης αυτών των κυματισμών.

“Η γεωμετρία είναι πολύ σημαντική γιατί καθοδηγεί πώς θα φαίνεται το κύμα, το οποίο με τη σειρά του σχετίζεται με τα μοτίβα δραστηριότητας που βλέπετε όταν οι άνθρωποι εκτελούν διαφορετικές εργασίες” είπε ο Pang.

Ο Ντέιβιντ Βαν Έσεν, καθηγητής νευροεπιστήμης στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον στο Σεντ Λούις, είπε ότι η θεωρία του σχήματος του εγκεφάλου συζητιέται για περισσότερο από μια δεκαετία. Αλλά οι περισσότεροι ερευνητές, είπε, εξακολουθούν να συμφωνούν με την κλασική υπόθεση: ότι καθένας από τους σχεδόν 100 δισεκατομμύρια νευρώνες του εγκεφάλου, ή νευρικά κύτταρα, έχει έναν άξονα, ο οποίος λειτουργεί σαν σύρμα για να μεταφέρει πληροφορίες σε άλλους νευρώνες, και ότι επιτρέπει την εγκεφαλική δραστηριότητα.

“Η θεμελιώδης αρχική υπόθεση είναι ότι η καλωδίωση του εγκεφάλου είναι κεντρική για την κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του εγκεφάλου“, είπε ο Βαν Έσεν.

Ο Pang είπε ότι η έρευνά του δεν υποτιμά τη σημασία της επικοινωνίας μεταξύ των νευρώνων. Περισσότερο υποδηλώνει ότι η γεωμετρία του εγκεφάλου παίζει πιο ουσιαστικό ρόλο στη λειτουργία του εγκεφάλου.

“Αυτό που δείχνει η εργασία είναι ότι το σχήμα έχει ισχυρότερη επιρροή, αλλά δεν σημαίνει ότι η συνδεσιμότητα δεν είναι σημαντική”, ανέφερε.

Ο Pang σημείωσε επίσης ότι η υπόθεση του σχήματος του εγκεφάλου έχει ένα πλεονέκτημα: Το σχήμα του εγκεφάλου είναι πιο εύκολο να μετρηθεί από την καλωδίωση του εγκεφάλου, επομένως η μεγαλύτερη προσοχή στο μέγεθος ή τις καμπύλες του εγκεφάλου θα μπορούσε να ανοίξει νέους δρόμους για έρευνα.

Ένα θέμα που αξίζει να διερευνηθεί, είπε, είναι ο πιθανός ρόλος του σχήματος του εγκεφάλου στην ανάπτυξη ψυχιατρικών και νευρολογικών παθήσεων.

Θεωρητικά, είπε ο Pang, η ταχύτητα με την οποία τα κινούμενα κύματα εξαπλώνονται σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου μπορεί να επηρεάσει τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι επεξεργάζονται τις πληροφορίες. Αυτό, με τη σειρά του, θα μπορούσε να συμβάλει σε πρότυπα εγκεφαλικής δραστηριότητας που σχετίζονται με ασθένειες όπως η σχιζοφρένεια ή η κατάθλιψη.

Αλλά δεν είναι όλοι οι επιστήμονες πεπεισμένοι από τη νέα έρευνα. Ο Van Essen, για παράδειγμα, παραμένει δύσπιστος.

“Θα ήταν ωραιοποίηση να πούμε ότι αυτή είναι μια αμφιλεγόμενη θεωρία, και ότι πρέπει πραγματικά να ελεγχθεί εξονυχιστικά για να αξιολογηθεί κριτικά εάν αντέχει στο χρόνο”, είπε.

Ο Van Essen εξέφρασε αρκετές ανησυχίες σχετικά με τη μελέτη, συμπεριλαμβανομένου του γεγονότος ότι τα μοντέλα των ερευνητών βασίζονται στον μέσο όρο των σχημάτων των εγκεφάλων των συμμετεχόντων. Σύμφωνα με τον Van Essen, αυτή η προσέγγιση αγνοεί τις δραματικές διαφορές στα μοτίβα επιφανειακών πτυχών από τον έναν εγκέφαλο στον άλλο.

Ο Pang, ωστόσο, είπε ότι τα ευρήματα “παραμένουν ισχυρά” ακόμη και μετά την εκτέλεση μιας ατομικής ανάλυσης του σχήματος του εγκεφάλου.

Ο Van Essen προειδοποίησε επίσης ότι οι μαγνητικές τομογραφίες είναι ατελή εργαλεία και ενδέχεται να μην αποτυπώνουν αξιόπιστα τη φύση της καλωδίωσης του εγκεφάλου.

«Όσο συναρπαστικό και ενημερωτικό κι αν είναι, εξακολουθεί να είναι ανακριβές με θεμελιώδεις τρόπους και ελλιπές, και αφήνει πολλά να διευθετηθούν από μελλοντικές μελέτες», είπε για την τεχνολογία μαγνητικής τομογραφίας.

Ο Pang είπε ότι η έρευνά του δεν είναι οριστική, αλλά πρόσθεσε ότι κατά την άποψή του, η νέα μελέτη “ενισχύει τη θεωρία”; ότι το σχήμα του εγκεφάλου έχει μεγαλύτερη επιρροή στην εγκεφαλική δραστηριότητα από την καλωδίωση των νευρώνων.

“Είμαστε αρκετά βέβαιοι ότι η επιρροή υπάρχει πραγματικά” είπε.

(photo: pixabay)