Ο εγκέφαλος δεν είναι …ένα πιάτο μακαρόνια

Μια νέα μελέτη από την ιατρική σχολή του Χάρβαρντ, αναδεικνύει μία απλή και σχεδόν γεωμετρική αρχιτεκτονική που υπάρχει στο εσωτερικό του εγκεφάλου, ο οποίος έχει χαρακτηρισθεί “το πιο πολύπλοκο πράγμα στο γνωστό σύμπαν”. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν τις πιο σύγχρονες τεχνικές που υπάρχουν και οι οποίες καταγράφουν τη ροή των μορίων του νερού μέσω του εγκεφάλου. Το αποτέλεσμα ήταν να δουν τον εγκέφαλο όπως πραγματικά είναι. Θυμίζει ένα κυβικό πλέγμα από το οποίο απουσιάζουν εντελώς οι διαγώνιοι.

Όπως είπαν οι ερευνητές, ο εγκέφαλος πολύ απέχει από το να είναι ένας κυκεώνας νευρωνικών «καλωδιώσεων», καθώς οι συνδέσεις του θυμίζουν περισσότερο ταινιοειδή καλώδια, που σχηματίζουν ορθές γωνίες μεταξύ τους. Η γεωμετρική αυτή δομή του εγκεφαλικού «πλέγματος» συναντάται τόσο στους ανθρώπους, όσο και στους πιθήκους. Τα πειράματα έγιναν σε 4 εγκεφάλους νεκρών πιθήκων και σε έναν εγκέφαλο ζωντανού ανθρώπου.

Η νέα μελέτη, η οποία, λόγω και της υψηλής ανάλυσής της, χαρακτηρίσθηκε ορόσημο στην ανθρώπινη νευροανατομία, εντάσσεται στο φιλόδοξο πρόγραμμα «Human Connectome Project», που χρηματοδοτούν τα δημόσια Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας των ΗΠΑ. Στόχος είναι για πρώτη φορά να χαρτογραφηθούν πλήρως όλες οι διασυνδέσεις στο εσωτερικό του εγκεφάλου, με την ελπίδα ότι αυτό θα έχει πολλαπλά οφέλη στον ιατρικό τομέα.

Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι όσο ο χάρτης του εγκεφάλου γίνεται πιο σαφής, τόσο θα καταστεί εφικτό να εντοπιστούν οι παθολογικές αποκλίσεις σε αυτή την «καλωδίωση» και άρα θα γίνεται πιο έγκαιρα η διάγνωση και θεραπεία διαφόρων ασθενειών, ιδίως των νευρολογικών.

Καθώς ο εγκέφαλος αναπτύσσεται από τη νηπιακή ηλικία, οι συνδέσεις μεταξύ των τμημάτων του στο εσωτερικό του εξελίσσονται όχι άναρχα, αλλά κυρίως πάνω σε κάθετους και οριζόντιους άξονες. Αυτή η δομή πλέγματος φαίνεται πως καθοδηγεί συνεχώς τις νευρωνικές «καλωδιώσεις» σαν λεωφόρους, που ξεπετάγονται όχι προς κάθε κατεύθυνση, αλλά προς τα αριστερά, δεξιά, πάνω ή κάτω. Με αυτό τον τρόπο, όπως εκτιμούν οι νευροεπιστήμονες, ο εγκέφαλος έχει βρει ένα τακτικό, οργανωμένο και αποδοτικό τρόπο να εξελίσσεται και να προσαρμόζεται.

Οι νευράξονες, που αποτελούν τμήμα της λεγόμενης λευκής ουσίας, επιτρέπουν στις διαφορετικές και εξειδικευμένες περιοχές του εγκεφάλου να επικοινωνούν μεταξύ τους και να συντονίζουν τις δράσεις και αντιδράσεις τους. Στη φαιά ουσία, στην επιφάνεια του εγκεφάλου, είναι πιο εκτεταμένη η ακανόνιστη και μη γεωμετρική «καλωδίωση». Όσο πιο βαθιά πηγαίνει κανείς, τόσο αναδεικνύεται η τακτοποιημένη δομή του νευρωνικού πλέγματος.