Metodele folosite pentru studiul creierului uman au avansat semnificativ în ultimii 15 ani şi odată cu acestea s-a schimbat şi înțelegerea noastră cu privire la funcţionarea creierului.

Noţiunile de bază

Anatomia structurală a celui mai complex organ din corpul uman este, cu siguranță, bine definită și cele mai multe dintre funcțiile de bază ale creierului au fost, în general, localizate în structura creierului. „Nivelurile inferioare” ale creierului, cum ar fi trunchiul cerebral, reglează anumite funcţii cum ar fi ritmul cardiac, respirația și mențin conștiința.

Funcţionarea cerebelului este critică pentru controlul mișcării. Deși s-a crezut iniţial că aceasta este singura sa funcție, mai recent s-a dovedit că cerebelul are un rol în așa-numitele „funcții superioare”, cum ar fi cogniţia şi emoţia.

Anatomia structurală a creieruluiAnatomia structurală a creierului. Credit: www.shutterstock.com

Pe măsură ce trecem la „nivelurile superioare” ale creierului, adică la cortexul cerebral unde există mai multe funcții complexe, localizarea acestor funcții în cadrul structurii creierului este mult mai dificilă.

Emisferele cerebrale

Din punct de vedere structural, cortexul este împărțit în două emisfere cerebrale (stânga și dreapta), fiecare având patru lobi (occipital, parietal, temporal și frontal).

Structurile creierului umanStructurile creierului uman. Credit: www.shutterstock.com

Funcţiile creierului, cum ar fi percepția vizuală, limbajul, memoria, orientarea spațială și capacitatea de rezolvare a problemelor, au fost atribuite, în mod obişnuit, unui astfel de lob și/sau emisferă a creierului.

Astfel, au apărut diferite concepții improprii cu privire la funcţionarea creierului, dintre care cea mai populară este aceea că cele două emisfere ale creierului sunt diferite. De multe ori se afirmă că emisfera stângă este răspunzătoare de gândirea logică, obiectivă, în timp ce emisfera dreaptă este răspunzătoare de gândirea creatoare. Cu toate acestea, funcţiile complexe ale creierului nu depind doar de funcționarea anumitor regiuni ale creierului sau numai de o anumită emisferă cerebrală.

Localizarea unei anumite funcţii cerebrale în structura creierului s-a realizat, în mare parte, prin studiul unor leziuni locale care au afectat o anumită funcție a creierului. Pe măsură ce tehnicile noastre de evaluare a creierului au devenit mai sofisticate, această abordare s-a dovedit a fi oarecum simplistă.

Am parcurs un drum lung de la frenologia lui Franz Gall din secolul al 19-lea, care afirma că anumite caracteristici ale personalităţii umane, precum secretomania sau stima de sine, pot fi determinate pe baza formei craniului, până la studiul leziunilor cerebrale din secolul 20, cele care au urmărit să determine funcţia cerebrală a diferitelor zone ale creierului.

Reţele cerebrale interconectate

Pe baza a ceea ce ştim în prezent, funcțiile complexe ale creierului, de nivel superior, sunt rezultatul funcţionării în paralel a unor regiuni ale creierului în cadrul unor aşa-numite „rețele”.

Acest lucru a fost dedus pe baza unor tehnici de investigare, cum ar fi imagistica prin rezonanţă magnetică (IRM), care ne-au permis să observăm totalitatea regiunilor creierului implicate în anumite funcții, inclusiv vizualizarea conexiunilor dintre aceste regiuni ale creierului (prin imagistica de difuziune tensorială).

Modele de conexiuni structurale în creierul umanO reprezentare simplificată a conexiunilor structurale din creierul uman pe baza frenologiei, studiilor privind leziunile cerebrale şi a neuroştiinţei. Credit: kate Hoy.

Cele afirmate anterior nu înseamnă că nu există o separare a funcțiilor cerebrale în creier. În prezent se consideră că structurile creierului lucrează în paralel, prin intermediul reţelelor neuronale, chiar dacă anumite regiuni ale creierului efectuează anumite funcții specializate.

Pentru a înţelege acest lucru, vă puteţi gândi la creier ca la o rețea feroviară în care anumite gări îndeplinesc anumite sarcini specializate, dar care, în acelaşi timp, fac legătura cu alte stații care sunt conectate între ele și „comunică” prin intermediul rețelei feroviare.

Funcţia lingvistică reprezintă un bun exemplu în acest sens. Se consideră adeseori că limbajul este localizat în emisfera cerebrală stângă, pe baza convingerii că funcţiile cerebrale ale celor două emisfere sunt diferite. Există regiuni specifice în emisfera cerebrală dominantă (de obicei cea stângă) care sunt implicate în funcţia lingvistică, cum ar fi Aria Broca şi Aria Wernicke.

Aria Broca și Aria WernickeAria Broca şi Aria Wernicke. Credit: Wikimedia Commons

Cu toate acestea, emisfera cerebrală non-dominantă (de obicei cea dreaptă) este, de asemenea, implicată în funcţia lingvistică. În plus, sunt implicate şi alte regiuni din emisfera „stângă”, dominantă, inclusiv cortexul prefrontal, cortexul premotor, precum și regiuni ale lobilor parietal și temporal. Deşi există anumite regiuni ale creierului specializate pentru funcţia lingvistică, toate aceste regiuni ale creierului lucrează împreună pentru a asigura această funcţie.

Mai mult, în cazul apariţiei unor boli sau a unor leziuni, în creier se produc modificări ale conexiunilor neuronale (neuroplasticitatea creierului) pentru ca alte regiuni cerebrale și/sau rețele neuronale să preia funcțiile zonelor afectate.

În concluzie, funcţionarea creierului este descrisă în prezent de interacţiunea reciprocă dintre diferitele sale structuri.

Traducere şi adaptare după Explainer: the brain