Autentificare
Dacă ești abonat medichub.ro, autentificarea se face cu adresa de E-mail și parola pe care le utilizezi pentru a intra în platformă.
Abonează-te la „Viața medicală” ca să ai acces la întreg conținutul săptămânalului adresat profesioniștilor din Sănătate!
#DinRecunostinta
Căutare:
Căutare:
Acasă  »  EDUCAȚIE  »  Ars Medici

Interferenţe în neuroştiinţe

Cercetările actuale în sfera patologiei neurovasculare răspund exigenţelor dezvoltării fără precedent a ştiinţei şi concepţiilor. O interesantă incursiune în neuroştiinţe, punctând gradele de complexitate ale acestora, ştiinţele biologice cuprinse, aplicaţiile, consideraţii istorice, elemente critice ne propune dl acad. Constantin Popa, în cadrul rubricii Creierul vascular.

 

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

Ritmurile circadiene
Potenţial evocat

 

 

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).
Aplicaţii
   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.
1906

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”, săptămânalul profesional, social și cultural al medicilor și asistenților din România!
  • Tipărit + digital – 160 de lei
  • Digital – 103 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.