Cercetările actuale în domeniul patologiei
neurovasculare răspund exigenţelor dezvoltării fără precedent a ştiinţelor
biologice ce se încadrează în domeniul neuroştiinţelor.
Prezentarea datelor esenţiale cu privire la neuroştiinţe este necesară pentru
abordarea corectă, ştiinţifică a tuturor proiectelor cu privire la studiul
nevraxial şi încadrarea corectă din punct de vedere neurobiologic.
Termenul de neuroştiinţe apare la sfârşitul anilor ’60, pentru a desemna
ramura ştiinţelor biologice care se referă la studiul sistemului nervos, în
special din punct de vedere electrofiziologic,
aşa cum ilustrează lucrările viitorilor laureaţi ai Premiului Nobel – David Hubel şi Torsten Wiesel, care înregistrează răspunsurile electrice ale neuronilor cortexului vizual la pisică,
în funcţie de imaginile ce sunt prezentate. Totuşi, preocupările în domeniul
neuroştiinţelor se situează într-o direcţie ştiinţifică mult mai veche, care a
primit diferite etichete, în raport cu epoca şi metodele utilizate.
Neuroştiinţele acoperă mai multe grade de
complexitate, putându-se diviza în funcţie de locul şi modul de cercetare.
Trappenberg aminteşte aceste ordini de mărime: • µm – sinapse • 100 µm –
neuroni • 1 mm – reţele elementare • 1 cm: „hartă“ (maps) • 10 cm – ansamblu congnitiv şi motor specializat.
Frontierele diverselor discipline rămân
relativ vagi. Principalele domenii sunt următoarele:
• Neuroanatomia
caracterizează structura anatomică (morfologie, conexiune) a sistemului nervos;
• Neuroendocrinologia
studiază legăturile dintre sistemul nervos şi sistemul hormonal;
• Neuropsihologia
studiază funcţionarea unităţilor consecutive ale sistemului nervos, care sunt
neuronii;
• Neuroştiinţele
cognitive cercetează legăturile dintre sistemul nervos şi funcţiile
cognitive;
• Neurologia
este ramura medicinii care cuprinde cercetarea consecinţelor clinice ale
patologiei sistemului nervos şi tratamentul acestora;
• Neuropsihologia
abordează consecinţele clinice ale patologiei sistemului nervos asupra funcţiilor
cognitive, inteligenţei şi emoţiilor;
• Neuroştiinţele
computaţionale cercetează modelarea funcţionării sistemului nervos cu
ajutorul simulărilor informatice;
• Neuroştiinţele
sociale studiază mecanismele fiziologice, neurobiologice şi hormonale care
stau la baza comportamentelor sociale şi a relaţiilor interpersonale;
• Neuroeconomia
şi neurofinanţele se referă la
procesele decizionale ale agenţilor economici şi, în special, la studiul
rolului pe care îl joacă aspectul emoţional şi cognitiv în procese. Aceste
ramuri sunt legate de economia comportamentală şi de comportamentele
financiare.
Tablourile domeniilor care urmează cuprind
detaliat disciplinele care fac parte din neuroştiinţe, regrupate în marile
familii: ştiinţe cognitive, ştiinţe medicale, ingineria şi tehnologia neuroştiinţelor, ştiinţele recente.
Ştiinţele biologice
cuprinse în neuroştiinţe (discipline, subiecte
majore, metode experimentale şi teoretice specifice)
Neurobiologie
Studiul
biologic al sistemului nervos
Neurodezvoltare
Proliferarea
celulară, neurogeneza, ghidajul axonal, dezvoltarea dendritică, migrarea
neuronală, factorul de creştere, joncţiunea neuromusculară, neurotrofinele,
apoptoza, sinaptogeneza
Ovocitul Xenope, chimia proteinelor,
genomica, drosophila, genele HOX
Neurobiologie moleculară
Sinteza
proteinelor, transportul proteinelor, canalele ionice
Neurohistologie
Neurocitologie,
glia
Imunohistochimie, microscopie electronică
Neurofiziologie
Potenţialul
de acţiune, sinapsa, transmisia sinaptică, neurotransmiţătorii, fotoreceptorii,
neuroendocrinologie, neuroimunologie
PCR, patch clamp, clonajul molecular, dozarea biochimică, hibridarea, fluorescenţa in
situ, southern blots, ADN, proteina fluorescentă, imageria
calcică, HPLC, microdializa, genomica funcţională
Neuroanatomie
Sistemul
somatosenzorial, sistemul vizual, cortexul vizual primar, sistemul auditiv,
sistemul vestibular
Disecţie, microscopie fotonică, trasaj
neuronal
Neuroanatomie funcţională
|
Audiţia, integrarea senzorială, nocicepţia, vederea
colorată, olfacţia, sistemul motor, măduva spinării, somnul, homeostazia,
vigilenţa, atenţia
Psihofiziologie
|
Ştiinţele medicale şi
neuroştiinţele (discipline, subiecte
majore, metode experimentale şi teoretice specifice)
Neuropatologie
Neurologie
Demenţa, neuropatia periferică, traumatismele
medulare, traumatismele craniene, sistemul nervos autonom, depresia,
anxietatea, boala Parkinson, amnezia
Examen clinic, neurofarmacologie, stimulare
cerebrală profundă, neurochirurgie
Neuropsihologie
Afazie,
apraxie
Psihiatrie
Adicţie
Inginerie şi
tehnologie
(discipline, subiecte
majore, metode experimentale şi teoretice specifice)
Neuroinginerie
Interfaţă neuronală
directă
Electromiogramă
Imagerie cerebrală
Imagerie structurală,
imagerie funcţională
Tomografie
cu emisie de pozitroni, imagerie prin rezonanţă magnetică,
magnetoencefalografie
Ştiinţele recente (discipline, subiecte majore, metode experimentale şi
teoretice specifice)
Filosofia neuroştiinţelor
Neuroştiinţele
computaţionale şi teoretice
Reţelele neuronale, învăţarea
Markov – Monte Carlo,
de mare performanţă
Astăzi, studiul sistemului nervos trece prin
multiple metodologii, care urmează două mari direcţii: l cunoaşterea ascendentă(bottom–up), în care se studiază
elementele de bază ale sistemului nervos în încercarea de reconstituire funcţională
de ansamblu a acestuia l cunoaşterea descendentă (top-down), care studiază manifestările externe de funcţionare ale
sistemului nervos, în încercarea de a înţelege cum este organizat şi cum funcţionează.
Aceste două demersuri, ascendent pentru
prima cercetare şi descendent pentru ultima, încep să se întâlnească la
intersecţia reprezentată de imageria cerebrală şi, într-un mod mai general, de
neuroştiinţele cognitive. Într-adevăr, tehnicile de imagerie cerebrală permit
determinarea felului în care o funcţie cognitivă precisă este realizată în
sistemul nervos, măsurând diversele corelaţii ale activităţilor neuronale
(vasculare pentru IRM funcţional, electrice pentru EEG) atunci când subiectul
realizează o sarcină dată (ascultarea unui sunet, memorizarea unei informaţii,
citirea unui text).
Una din activităţile cele mai mediatizate în
neuroştiinţe este atlasul neurofuncţional al creierului. O altă aplicaţie în
dezvoltare este neuropsihologia. O mai bună cunoaştere a patologiilor neuronale
este de asemenea un domeniu considerat crucial. Se poate cita aici dezvoltarea
neuroeconomiei. În acest ultim domeniu, cercetările au arătat că anumite
decizii în domeniul considerat raţional (cumpărarea şi vânzarea la bursă) sunt
adesea legate de puternice emoţii şi excitaţii, punând în joc zonele creierului
asociate sentimentului de bucurie sau de suferinţă. Aceasta deschide calea
explorărilor rolului stărilor emoţionale în procesele de decizie, indiferent de
domeniu.
Câteva consideraţii istorice
Cu toate că termenul datează din secolul XX,
studiul anatomic al sistemului nervos apare direct din lucrările medicilor
anatomişti din epoca Renaşterii, cum este Andreas Vesalius. Chiar şi înainte de
această perioadă istorică, numeroşi medici au fost interesaţi de funcţionarea
sistemului nervos şi legătura sa cu gândirea. Dacă „părintele“ medicinii,
Hipocrat, rămâne asociat cu descoperirea rolului creierului în funcţiile mentale,
istoria a ceea ce denumim astăzi neurologie şi psihiatrie îşi are originile în
tratatele medicale din Egiptul antic şi trece prin scrierile medicinii romane
(Galenus), apoi arabo-musulman (Averroes), ajungându-se la lucrările lui
Descartes. Aceste date ale unei epoci de progres ştiinţific stabilesc un punct
de intrare între psihologie, anatomie şi fiziologie, cu consecinţe directe
asupra reflexiilor filosofice.
Studiul funcţionării sistemului nervos va fi
cu adevărat lansat în secolul XVIII, prin descoperirea „bioelectricităţii“, în
care unul din pionieri a fost medicul şi fizicianul Luigi Galvani. În cursul
secolului XIX, aceste lucrări asupra „electricităţii animale“ cunosc un mare
progres. La sfârşitul secolului, în 1875, vor fi descrise primele observaţii cu
privire la activitatea electrică în raport cu stările comportamentale, de către
medicul englez Richard Caton.
În paralel, la sfârşitul secolului XIX, apar
progrese în domeniul opticii şi chimiei, care vor permite o serie de
descoperiri utilizând coloraţiile secţiunilor histologice ale ţesutului nervos şi
observaţiile lor microscopice, structura şi organizarea neuronilor. Două figuri
remarcabile ale acestor descoperiri au fost Camillo Golgi şi Santiago Ramón y
Cajal, cărora li s-a şi acordat, de altfel, în 1906, Premiul Nobel pentru
fiziologie şi medicină.
În fine, în a doua parte a secolului XIX,
studiul ştiinţific al pacienţilor cu leziuni cerebrale de către Broca sau
Wernicke va realiza premizele „neurologiei experimentale“ şi ale studiului funcţiilor
mentale (denumite astăzi cognitive) ale sistemului nervos, ce vor contura
neuropsihologia din vremurile actuale. Descoperirea ariei Broca, în 1861,
reprezintă astfel prima demonstraţie a rolului sistemului nervos într-o funcţie
zisă superioară, limbajul articulat. În aceeaşi epocă, Charles Darwin propune
teoria sa cu privire la evoluţie, de care chiar Broca se interesează, încercând
corelaţii între creierul uman şi creierul altor primate.
Din punct de vedere istoric, neuroştiinţele
au origini în biologie şi medicină, inspirate din punct de vedere filosofic de
scientismul secolului XIX şi postularea absenţei oricărei cauze endogene
(autogenerate) a comportamentului uman.
Odată cu evoluţia cunoştinţelor ştiinţifice şi
a metodelor din chimie, psihologie, informatică şi fizică, apare o dezvoltare
remarcabilă a acestor discipline. De altfel, nu trebuie uitată o ramură modernă
a filosofiei, care a avut şi are un impact important asupra modului de
apropiere a neuroştiinţelor, în special ştiinţele cognitive. Un exemplu celebru
de confruntare între filosofie şi neuroştiinţe îl constituie problematica unei
localizări a sufletului în creier. Astfel, în secolul XVII, René Descartes
utilizează un argument neuroştiinţific pentru a demonstra că glanda pineală
este sediul sufletului: în timp ce diferitele structuri ale creierului posedă
fiecare o simetrie în cealaltă jumătate a creierului, acesta nu este cazul
glandei pineale. Dacă termenii acestei chestiuni particulare sunt astăzi depăşiţi,
apropierea filosofică de scientism continuă să joace un rol important asupra
paradigmelor puse în operă în cadrul neuroştiinţelor.
Cercetători care au pus bazele neuroştiinţelor şi au fost recompensaţi cu Premiul Nobel pentru medicină şi
fiziologie
1904
Ivan Petrovici Pavlov (Rusia)
Pentru recunoaşterea
valorii ştiinţifice a lucrărilor asupra fiziologiei digestive, graţie cărora
cunoştinţele cu privire la aspectele vitale ale subiectului au fost
transformate şi extinse.
Camillo Golgi (Italia) şi Santiago Ramón y Cajal (Spania)
Pentru
recunoaşterea valorii lucrărilor asupra structurii sistemului nervos.
1914
Robert Bárány (Imperiul
Austro-Ungar)
Pentru
valoarea lucrărilor asupra fiziologiei şi patologiei aparatului vestibular.
1932
Sir Charles Scott
Sherrington
şi Edgar Douglas Adrian (Marea
Britanie)
Pentru
valoarea cercetărilor asupra funcţiilor neuronale.
1936
Sir Henry Hallett
Dale (Marea
Britanie) şi Otto Loewi (Germania)
Pentru
valoarea descoperirilor cu privire la transmisia chimică a semnalelor nervoase.
1944
Joseph Erlanger şi Herbert Spencer Gasser (SUA)
Pentru
valoarea descoperirilor asupra funcţiilor înalt diferenţiate ale unei fibre
nervoase izolate.
1949
Walter Rudolf Hess (Elveţia)
Pentru
descoperirea organizării funcţionale a mezencefalului drept coordonator al
activităţilor organelor interne.
António Caetano de
Abreu Freire Egas Moniz (Portugalia)
Pentru
descoperirea valorii terapeutice a lobotomiei în anumite psihoze.
1963
Sir Jhon Carew Eccles(Australia),Alan Lloyd Hodgkin şi Andrew Fielding Huxley (Marea Britanie)
Pentru
descoperirile cu privire la mecanismele ionice implicate în excitaţia şi inhibiţia
porţiunilor periferice şi centrale ale membranei celulare de la nivelul
nervilor.
1967
Ragnar Granit (Suedia), Haldan Keffer Hartline şi George Wald (SUA)
Pentru
descoperirile cu privire la fiziologia primară şi procesele chimice vizuale ale
ochiului.
1970
Sir Bernard Katz (Marea Britanie), Ulf von Euler (Suedia) şi Julius Axelrod (SUA)
Pentru
descoperirile lor cu privire la transmiterea hormonală în terminaţiile nervoase
şi mecanismele lor de stocaj, modulare şi inactivare.
1971
Earl W. Sutherland
Jr.
(SUA)
Pentru
descoperirile cu privire la mecanismele de acţiune ale hormonilor.
1972
Gerald M. Edelman (SUA) şi Rodney R. Porter (Marea Britanie)
Pentru
descoperirile lor privind structura chimică a anticorpilor.
1973
Karl von Frisch (Germania), Konrad Lorentz (Austria) şi Nikolaas Tinbergen (Marea Britanie)
Pentru
descoperirile lor privind organizarea şi inducerea modelelor comportamentale
individuale şi sociale.
1977
Roger Guillemin şi Andrzej Wiktor Schally (SUA)
Pentru
descoperirile lor privind producţia de hormoni peptidici în creier.
Rosalyn Yalow (SUA)
Pentru
dezvoltarea de teste radioimune (RIA) pentru hormonii peptidici.
1979
Allan MacLeod Cormack (SUA) şi Godfrey Newbold Hounsfield (Marea
Britanie)
Pentru
dezvoltarea tomografiei.
1981
Roger Wolcott Sperry (SUA)
Pentru descoperirile
cu privire la repartiţia funcţională în emisferele cerebrale.
David Hunter Hubel (SUA) şi Torsten Nils Wiesel (Suedia)
Pentru descoperirile
lor cu privire la analiza informaţiilor în sistemul vizual.
2000
Abonează-te la Viața Medicală!
Dacă vrei să fii la curent cu tot ce se întâmplă în lumea medicală, abonează-te la „Viața Medicală”, publicația profesională, socială și culturală a profesioniștilor în Sănătate din România!
- Tipărit + digital – 249 de lei
- Digital – 169 lei
Titularii abonamentelor pe 12 luni sunt creditați astfel de:
- Colegiul Medicilor Stomatologi din România – 5 ore de EMC
- Colegiul Farmaciștilor din România – 10 ore de EFC
- OBBCSSR – 7 ore de formare profesională continuă
- OAMGMAMR – 5 ore de EMC
Află mai multe informații despre oferta de abonare.
