نوروساینس و علوم اعصاب

 نوروساینس و علوم اعصاب

نوروساینس و علوم اعصاب، درک پیچیدگی دینامیکی سیستم عصبی یک چالش پژوهشی در دنیای علم است. تجزیه و تحلیل سیستم عصبی در چندین سطح از حوزه سلولی و مولکولی تا بررسی سیستمیک، محاسباتی و شناختی مغز را در برمی‌گیرد. موضوعات خاص که کانون اصلی تحقیقات نوروساینس (Neuroscience) را تشکیل می‌دهند. با گذشت زمان تغییر می‌کنند و با دانش روزافزون و ایجاد روش‌ها و تکنولوژی‌های جدید، بر داده‌ها و نتایج افزوده خواهد شد.

تحول در میکروسکوپ الکترونی، علوم کامپیوتر، الکترونیک، تصویربرداری عصبی – عملکردی، علوم زیستی و ژنتیک، همگی عامل اصلی پیشرفت در علوم اعصاب بوده‌اند. مطالعه علمی سیستم عصبی در نیمه دوم قرن بیستم به میزان قابل توجهی افزایش یافت که دلیل اصلی آن پیشرفت بیولوژی مولکولی، الکتروفیزیولوژی و علوم اعصاب محاسباتی است. که موجب شد تا دانشمندان علوم مغز و اعصاب بتوانند سیستم عصبی را از جنبه‌های مختلف مانند ساختار مغز، نحوه عملکرد، نحوه رشد، عملکرد نامناسب و تغییرات آن را مطالعه کنند.

به عنوان مثال، درک جزئیات فرآیندهای پیچیده‌ای که در نورون اتفاق می‌افتد امروزه امکان‌پذیر است. سلول‌های عصبی برای برقراری ارتباط با یکدیگر و دیگر سلول‌های بدن تخصص یافته‌اند. آن‌ها از طریق اتصالات اختصاصی موسوم به سیناپس سیگنال‌های الکتریکی یا الکتروشیمیایی را از سلولی به سلول دیگر منتقل می‌کنند. و می‌توانند با سلول‌های عصبی و سایر بافت‌ها از این طریق ارتباط برقرار کنند.

سلول عصبی آکسون

بسیاری از سلول‌های عصبی یک رشته نازک به نام آکسون دارند که ممکن است. به قسمت‌های دوردست بدن برسد و قادر به حمل سریع سیگنال‌های الکتریکی است. در نتیجه این اتصال، انتقال سیگنال از آکسون، بر فعالیت سایر نورون‌ها، عضلات یا غدد در نقاط ختم آکسون تأثیر می‌گذارد. یک سیستم عصبی از مجموعه نورون‌های متصل به یکدیگر حاصل می‌شود.

فعالیت‌های آموزشی و پژوهشی مدرن علوم اعصاب یا نوروساینس را می‌توان به شاخه‌های متعددی بر اساس موضوع و مقیاس سیستم در بررسی و همچنین روش‌های تجربی یا برنامه درسی مجزا تقسیم‌بندی کرد. به عنوان مثال می‌توان به نوروساینس رفتاری، نوروساینس بالینی، نوروساینس شناختی، نوروساینس محاسباتی، نوروساینس تکاملی اشاره کرد.

علوم شناختی

اگر بخواهیم خیلی ساده علوم شناختی را تعریف نماییم. بایستی بگویم که علوم شناختی به تمام پژوهش های علمی در زمینه مرتبط با ذهن و مغز گفته می شود. و از جمله شاخه ها و رشته های میان رشته ای بوده که با سایر علوم از جمله انسان شناسی زبان شناسی روانشناسی فلسفه و حتی علوم رایانه و هوش مصنوعی در ارتباط می باشد. و در واقع این علم به بررسی این می پردازد. که نحوه تفکر و فعالیت‌های ذهنی انسان به چه ترتیبی صورت می گیرد. و فرآیند آن چگونه است.

در ابتدا پژوهش گرانی که در این زمینه مشغول به فعالیت بودند تلاش می کردند. تا بتوانند نحوه تفکر و طرز تفکر انسان را به گونه ای تقسیم بندی و به اجزای کوچکتری مبدل نمایند. و قوانین مشخصی را برای بررسی از هر کدام از آنها تدوین نمایند.

چرا که اعتقاد داشتند که تفکرات مختلف ناشی از آرایش های متفاوت قسمت های مختلف مغزی انسان می باشد. که هر کدام از آنها به قسمت های کوچکتری تقسیم می‌شوند. و در اتصالاتی با سایر اعضا قرار دارند.

مطالعه در حوزه علوم شناختی و نوروساینس می ‌تواند توسط استفاده از دستگاه هایی مانند نوروفیدبک که از دستگاه الکترونسفالوگرافی استفاده می کنند متکی باشد. که این بررسی ها می تواند بر روی ذهن و مغز افراد سالم و همچنین بررسی ذهن و مغز افراد ناتوان و کسانی که دچار آسیب مغزی شده‌اند بپردازد.

چه کسانی می توانند به شناخت مغز بپردازند

کسانی که از این دستگاه ها برای شناخت مغز انسان استفاده می کنند. نه تنها بایستی با نوروساینس و علوم اعصاب به اندازه کافی آشنا باشند. بلکه باید با سایر علوم مرتبط همچون روانشناسی انسان شناسی و نیز خوانش نقشه های ذهنی و تا حدودی با اسکن‌های مغزی و همچنین علوم کامپیوتر نیز آشنایی داشته باشند. تا بتوانند به خوبی به بررسی نقشه های حاصل از امواج مغزی انسان پرداخته و بتوانند به درستی آن را در جهت شناخت هرچه مطلوب تر وضعیت ذهنی و مغزی فرد تجزیه تحلیل نمایند. تا در مرحله بعدی به درمانی مناسب مرتبط با شناخته مربوطه برسیم.

در واقع بدون شناختی مطلوب از وضعیت ذهنی و مغزی و عصبی فرد قادر به درمان مناسب توسط روانپزشک، پزشک و یا روانشناس مربوطه نخواهیم بود.

لذا به صورت اجمالی و کلی می‌توان گفت که نوروساینس و علوم اعصاب به صورت کلی به بررسی وضعیت ذهنی و مغزی و تفکرات انسان می ‌پردازد. در نتیجه می‌ تواند نقش بسزایی را در توسعه و بسط علوم روانشناسی انسان شناسی و زبان شناسی داشته باشد. و کمک مهمی را به این افراد در جهت شناخت هر چه بهتر و نیز درمان مناسب تر بیماران خود بنماید.

فرق نوروساینس و نورولوژی چیست

عصب شناسی یا نورولوژی (Neurology) یکی از تخصص‌های پزشکی است که به مطالعه سیستم عصبی و اختلالات آن می‌پردازد. در نورولوژی از دانش نوروساینس و مغز و اعصاب برای تجویز دارو و درمان بیمارانی که دچار آسیب در اعصاب مرکزی هستند استفاده می‌شود. اما نوروساینس یا علوم اعصاب یک دانش میان‌رشته‌ای است. که ساختار، عملکرد، ژنتیک و فیزیولوژی سیستم و مکانیسم‌های سیستم عصبی مرکزی را مطالعه می‌کند.

نوروساینس در واقع یک زمینه تحقیقاتی و پژوهشی در حوزه مغز و اعصاب، بیماری‌ها و اختلالات روانپزشکی و درک ارتباط بین مباحث مختلف با مسائل عصب شناختی است که با ویزیت و درمان بیماران ارتباطی ندارد.

سیستم عصبی مهره‌داران را می توان به دو قسمت تقسیم کرد

سیستم عصبی مرکزی (CNS) شامل مغز و نخاع
سیستم عصبی محیطی (PNS)
در بسیاری از گونه‌ها از جمله همه مهره‌داران، سیستم عصبی پیچیده‌ترین اندام بدن و مغز پیچیده‌ترین بخش این سیستم است. مغز انسان به تنهایی شامل حدود صد میلیارد نورون و صد تریلیون سیناپس است. هزاران زیر ساخت در شبکه‌های سیناپسی به یکدیگر متصل شده‌اند. و پیچیدگی آن‌ را شکل ‌داده‌اند.

حداقل 3000 مورد از حدود 20 هزار ژن متعلق به ژنوم انسانی، حداقل یک ژن در مغز بیان می‌شود. به دلیل انعطاف‌پذیری بالای مغز انسان، ساختار سیناپس‌های آن و عملکردهای حاصل از آن‌ها در طول زندگی تغییر می‌کنند.

نوروساینس سلولی و مولکولی چیست

علوم اعصاب مولکولی (Molecular Neuroscience) شاخه‌ای از علوم اعصاب یا نوروساینس است. که مفاهیمی را در زیست‌شناسی مولکولی اعمال شده بر سیستم‌های عصبی حیوانات مشاهده می‌کند.

دامنه این موضوع از نورواناتومی مولکولی، مکانیسم‌های سیگنالینگ مولکولی در سیستم عصبی، اثرات ژنتیک و اپی‌ژنتیک بر رشد عصبی و مبنای مولکولی پلاستیک عصبی و بیماری‌های تخریب عصبی را در بر می‌گیرد. همانند زیست‌شناسی مولکولی، علوم اعصاب مولکولی یک زمینه نسبتاً جدید است که به طور قابل توجهی پویاست.

سؤالات اساسی که در علوم اعصاب مولکولی مطرح می‌شود. شامل مکانیسم‌های تولید سیگنال عصبی و مولکولی، نحوه پاسخ به این سگنال‌ها و نحوه ایجاد الگوهای پیچیده اتصال آکسون‌ها است.

در این سطح، از ابزارهای زیست‌شناسی مولکولی و ژنتیک برای درک چگونگی رشد سلول‌های عصبی و تأثیر تغییرات ژنتیکی بر عملکردهای بیولوژیکی استفاده می‌شود. ریخت‌شناسی، هویت مولکولی و ویژگی‌های فیزیولوژیکی سلول‌های عصبی و نحوه ارتباط آن‌ها با رفتار و شناخت در انسان مورد توجه است.

در زیست‌شناسی مولکولی، ارتباط بین سلول‌های عصبی معمولاً با انتقال شیمیایی از طریق سیناپس صورت می‌گیرد. مواد شیمیایی منتقل شده بین سلول‌های عصبی که انتقال دهنده‌ عصبی نام دارند. بخش قابل توجهی از عملکردهای حیاتی بدن را تنظیم می‌کنند. با روش‌های برچسب زدن می‌توان انتقال دهنده‌های عصبی را به صورت آناتومیک قرار داد. با انتقال مقاطع بافت عصبی با فرمالدئید، می‌توان انتقال دهنده‌های عصبی خاصی مانند کاتکول آمین‌ها را از نظر شیمیایی شناسایی کرد.

نوروساینس تغذیه ای

علوم اعصاب شناختی تغذیه‌ای (Nutritional Neuroscience) یک حوزه میان رشته‌ای نوظهور است به تأثیر تغذیه بر شناخت و ادراک در طول زندگی یک فرد می‌پردازد. پژوهش‌ها در این زمینه نشان‌داده‌اند. که بسیاری از ابعاد تغذیه مانند رژیم غذایی کلی فرد تا ریزمغذی‌هایی که مصرف می‌کند. بر ساختار و عملکرد مغز اثر می‌گذارند. بنابراین برای درک ماهیت پیری مغز به صورت طبیعی، باید مطالعه شوند.

بنابراین نوروساینس تغذیه‌ای اثرات اجزای مختلف رژیم غذایی مانند مواد معدنی، ویتامین‌ها، پروتئین، کربوهیدرات‌ها، چربی‌ها، مکمل‌های غذایی، هورمون‌های مصنوعی و مواد افزودنی بر شیمی عصبی، عصب‌شناسی، رفتار و شناخت را بررسی می‌کند.

تحقیقات اخیر بر روی مکانیسم‌های تغذیه‌ای و اثرات آن بر مغز نشان داده‌اند. که تقریبا روی تمام جنبه‌های عصب شناختی شامل «تغییر در عصب‌زایی» (Neurogenesis)، «فاکتورهای نوروتروفیک» (Neurotrophic Factors‎)، مسیرهای عصبی و نوروروپلاستیسیتی یا «انعطاف‌پذیری عصبی» (Neuroplasticity) در چرخه زندگی مؤثر هستند. به طور کلی، مغز در مقایسه با سایر قسمت‌های بدن، مقدار بسیار زیادی انرژی مصرف می‌کند. مغز تقریباً 2 درصد از توده بدن انسان را تشکیل می‌دهد و 20 تا 25 درصد از کل انرژی بدن را مصرف می‌کند.

کمبود روی می‌تواند بسیاری از اندام‌ها را دچار اختلال عملکردی کند. به ویژه در بازه‌های رشد سریع مانند نوزادی، که نیاز غذایی زیاد است. بسیاری از ریزمغذی‌ها برای ساخت یا عملکرد صحیح نوروترانسمیتر‌ها، کانال‌ها و پمپ‌های یونی در سیناپس‌های عصبی ضرورت دارند. به همین دلیل هرگونه کمبود در آن‌ها می‌تواند پیام‌رسانی از مغز به سایر اندام‌ها مانند عضلات و پیام‌رسانی درون سیستم عصبی مرکزی را دچار اختلال کند.