| : η οποία θα έχουμε να μιλήσουν starred. Υπόλοιπα σύγκ privacy.gr Μια όμορφη, γραφική και ζωηρή πόλη, όπως τα χανιά μας, με τον εγκέφαλο, τα νευρικά κύτταρα, αλλιώς νευρώνες, και την ικανότητα για μνήμη και μάθηση. Όχι, τελείως άκυρο. Το όμως, η ικανότητα για μνήμη και μάθηση είναι πιο δύσκολη. Ποια είναι η ικανότητα για μνήμη και μάθηση? Ποια είναι η ικανότητα για μνήμη και μάθηση? Όχι, τελείως άκυρο. Το όμως, υπάρχει μια κοινή λογική σύνδεση. Θα μπορούσαμε, πολύ απλά, να παρομοιάσουμε τον εγκέφαλο με μία πόλη. Ποιο είναι το χαρακτηριστικό μιας πόλης, κεβαστικό στοιχείο της για να υπάρχει και να ευημερεί, οι άνθρωποι, οι κατοικοί της, σωστά. Ακριβώς όπως στην πόλη των χανιών, έτσι και στην πόλη του εγκεφάλου, η πόλη του εγκεφάλου αποτελείται από δισεκατομμύρια κατοίκους, που ονομάζονται νευρώνες. Ακριβώς όπως και εμείς οι άνθρωποι, έτσι και οι νευρώνες μας, έχουν το self-hate τους, στα ελληνικά, την κυθαρική τους στίχη. Γεννιούνται δηλαδή και πεθαίνουν. Ακριβώς όπως και οι άνθρωποι μοιάζουμε μεταξύ μας, έτσι και τα νευρικά κύταρα μέσα στον εγκεφαλό μας, διέπονται από κοινά βιοχημικά χαρακτηριστικά, τα οποία είναι υπεύθυνα για την ομαλή λειτουργία τους. Έχουν όμως και διαφορές τα νευρικά κύταρα, ξέρετε, ακριβώς όπως και εμείς, αλίμωνο κι αν είμασταν όμοι. Κανένα από τα κύταρα μέσα στον εγκεφαλό σας, δεν είναι 100% όμοιο. Έχουν όλα διαφορές στην μορφολογία τους, για παράδειγμα. Έχουν διαφορές στην γενετική τους έκφραση, μετάφραση, στη ρύθμιση του DNA τους. Και κατά συνέπεια έχουν ποικιλομορφία και διαφορά στα είδη και στην ποσότητα των πρωτεϊνών που εκφράζεται μέσα σε αυτά. Αυτό τους φτιάχνει το χαρακτήρα. Αυτό διαμορφώνει κατά κάποιο τρόπο τη διαφορετικότητά τους, την προσωπικότητά τους, τη μοναδικότητά τους. Έχουν ένα ακόμα κοινό με εμάς τους ανθρώπους. Μια κοινή και μεγάλη ανάγκη. Την ανάγκη και επικοινωνία. Ξέρετε, οι νευρώνες, εκτός από πανέμορφοι, είναι και συντροφικά όντα, θα μπορούσαμε να πούμε. Επικοινωνούν συνέχεια μεταξύ τους, αλλεπάλληλα, με ένα εφειές τρόπο, που θα σας πω παρακάτω. Πώς επικοινωνούν? Με ποια γλώσσα? Η γλώσσα των νευρικών κυτάρων θα μπορούσε κανείς να πει ότι είναι η ηλεκτρική μετάφραση. Τα νευρικά κύτταρα μοιάζουν με πολύ πολύ πολύ μικρά και μακριά ηλεκτρικά καλώδια. Έτσι η πληροφορία από το ένα στο άλλο διαδίδεται από το άλλο. Το ένα στο άλλο διαδίδεται στις συνάψεις με ηλεκτρικό και χημικό τρόπο. Πώς γίνεται αυτός, πώς γίνεται αυτό. Στη μεμβράνη των νευρικών κυτάρων, που μπορούμε να μεταφράσουμε ότι είναι το δέρμα αυτόν των ανθρώπων, της πόλης του εγκεφάλου, υπάρχουν πολλές πρωτεΐνες. Πανέμορφες. Μέσα από αυτές τις πρωτεΐνες έχουμε μια συνεχόμενη ισροή και εκρροή χημικών ιόντων. Μετάφραση. Νάτριο, ασβέστιο, κάλλιο, χλώριο κλπ. Αυτή η συνεχόμενη ισροή και εκρροή προκαλεί ηλεκτρικό πεδίο. Και με αυτόν τον τρόπο το ένα κύτταρο μπορεί να συνομιλήσει με το άλλο. Έτσι επιτεχάνεται η επικοινωνία. Έτσι μεταδίδεται μέσα στον εγκεφαλό μου, σας, η επικοινωνία. Ωραία. Τι σχέση έχει η επικοινωνία με τη μνήμη. Έχει. Αυτό είναι η μνήμη. Είναι η ικανότητα των νευρικών χιτάρων να δημιουργούν, να αποθηκεύουν και να ανακαλούν κληροφορία. Πώς το μελετάνε οι επιστήμονες. Αλλά πριν σας το απαντήσω αυτό θα σας πω πού ανακάλυψαν ότι συμβαίνει αυτό. Συμβαίνει σε τρεις γειτονιές του εγκεφάλου. Σε τρεις γειτονιές αυτής της, επιτρέψτε μου, πανέμορφης πόλης. Η πρώτη είναι η Πόκαμπος. Είναι η πιο μελετειμένη γειτονιά της πόλης του εγκεφάλου και χαρακτηρίζεται ως οδικός χάρτης του εγκεφάλου, ως GPS του εγκεφάλου και μάλιστα για αυτή την ανακάλυψη, εξαιρετικοί επιστήμονες βραβεύτηκαν το 2014 με τον Νόμπελ Ιατρικής και Φυσιολογίας. Στον υπόκαμπο αποθηκεύονται συγκεκριμένα βραχυπρόθεσιμες μνήμες, δηλαδή πληροφορία για σύντομο χρονικό διάστημα, επίσης πληροφορία για την ταχύτητα και τοποθεσία μας. Η δεύτερη γειτονιά ονομάζεται Αμυγγαλή και είναι υπεύθυνη για αποθήκευση μνήμης, για δημιουργία και αποθήκευση μνήμης σχετική με τα συναισθήματά μας. Και η τρίτη γειτονιά στην πόλη του εγκεφάλου όπου έχουμε δημιουργία αποθήκευση και ανάκληση πληροφορίας μνήμης ονομάζεται Προμητοειοπλιακός Φλειός και είναι κοντά στο κούτελο μας. Αυτή η περιοχή είναι η πιο σοφιστική, αν θέλουμε να πούμε, πολύ απλά και είναι υπεύθυνη για ανώτατες γνωσιακές λειτουργίες του εγκεφάλου π.χ. για τη λήψη αποφάσεων. Θυμάμαι ότι το μαγαζί χ. δεν είχε καλό φαγητό, δεν θα πάω σε αυτό το εστιατόριο. Να σας πω λοιπόν τώρα πώς το μελετάνε αυτοί οι άνθρωποι που ονομάζονται ερευνητές. Μπορούμε να ξετυλίξουμε το μύτο της μνήμης με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Μπορούμε να ξεκινήσουμε μακροσκοπικά. Έχουμε τη δυνατότητα να παρακολουθούμε τι συμβαίνει μέσα στον εγκεφάλο, τη διέγερση, αν θέλετε, του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια δημιουργίας ή αποθήκευσης μνήμης και να συγκρίνουμε αυτό που βλέπουμε με εγκεφάλους όπου υπάρχει παθογένεια, όπου η μνήμη δεν δημιουργείται, δεν αποθηκεύεται σωστά, άρα οδηγούμαστε σε νευροεκφυλισμό και σε διαταραχές γνωστές όπως το Alzheimer's disease, η σκυζοφρένεια και άλλες. Έχουμε τη δυνατότητα να μπούμε πιο βαθιά και τι να κάνουμε, μπορούμε να δημιουργήσουμε ή να διαγράψουμε τελείως, π.χ. με τη χρήση της οπτογενετικής μεθόδου, μνήμες μέσα σε ζώα και να δούμε τη συμπεριφορά τους. Μπορούμε να πάμε ακόμα πιο κάτω, πιο βαθιά και να δούμε σε κοιταρικό επίπεδο τι συμβαίνει με την πρωτεϊνική σύσταση ή με την ρύθμιση του DNA, έτσι αυτά τα δύο συνταίωτα, κατά τη διάρκεια που ένα κύτταρο συνομιλεί ή δεν συνομιλεί με ένα άλλο. Υπάρχει, όμως, ένας ακόμα τρόπος, να μελετήσουμε τον εγκέφαλο και τη μετάδοση κληροφορίας. Πολύ πιο εύκολα και πολύ κυρίως οικονομικά και γρήγορα. Αυτός είναι μέσω της μαθηματικής μοντελοποίησης νευρικών κυτάρων. Πώς γίνεται αυτό? Αυτό μπορεί να γίνει εύκολα κάνοντας χρήση της ηλεκτρικής φύσης και της ηλεκτρικής γλώσσας των ευρώνων μας. Κάποιοι άνθρωποι πριν από εμάς και για εμάς μετέφρασαν αυτή τη μεταβολή των χημικών ιόντων από κάθε πρωτεϊνικό διάβολο στη μεμβράνη των κυτάρων με πολύ πλοκές μαθηματικές εξώσεις, που μη φοβάστε δεν θα σας τις πω. Και έτσι, εμείς στο Ίδρυμα Τεχνικών, υπό τη διεύθυνση της Παναγιώτας Ποηράζη, έχουμε την ικανότητα να φτιάχνουμε λεπτομεροί βιοφυσικά μοντέλα που περιλαμβάνουν ολόκληρες αγιοφαλικές περιοχές, μικρές γειτονιές νευρώνων, μια παρέα φύλων δηλαδή, ή ακόμα και ένα μονοκύταρο. Κυρίως όμως, εστιαζόμαστε στους δενδρίτες. Τι είναι οι δενδρίτες? Ναι, καλά σκέφτεστε το δέντρο, γιατί μοιάζουν με ένα δέντρο. Μπορούμε να πούμε ότι οι δενδρίτες είναι τα αυτιά του κυτάρου μας. Εκεί δημιουργούνται οι συνάψεις, εκεί πραγματοποιούνται. Εκεί, το ένα κύταρο πάει έως κοντά ή του άλλο και του δίνει την πληροφορία. Οι δενδρίτες είναι πολύ πολύ πλοκά τμήματα του αγκεφάλου, πολύ εμπνευσμένοι, πολύ μικρά τμήματα του αγκεφάλου, πολύ μικρά και ξεδιπλώνονται. Ξέρουμε πειραματικά ότι μίωση εκφυλισμούς μάλλον των δενδριτών οδηγεί σε νευρεκφυλισμό. Πιο απλά αλσκάιμερ κτλ. Καθώς είναι πολύ δύσκολο λόγω του άπειρα μικρού μεγέθους τους να μελετηθούν με πειραματόζα, μπορούμε πολύ πιο εύκολα και πολύ πιο γρήγορα να μοντελοποιήσουμε τους δενδρίτες τα υπόλοιπα τμήματα του κιτάρου με τον υπολογιστή πώς προσωμιώνοντος ουσιαστικά με τις εξώσεις που σας είπα αυτή την ηλεκτρική γλώσσα των κιτάρων. Στην δεξιά εικόνα βλέπετε τα οχτώ παιδιά μου. Τα οχτώ μοντέλα νευρώνων, ενδωνευρώνων που θα πούμε τι είναι από δύο γειτονιές του αγκεφάλου, τον πρωτοποιείο, οφλειό και τον υπόκαπο. Οι ενδωνευρώνες συγκεκριμένα θα μπορούσαμε να πούμε ότι το επαγγελμά τους είναι τροχονόμοι, η security μέσα στον αγκέφαλο. Είναι αυτοί οι οποίοι είναι υπεύθυνοι για την ισορροπία μεταξύ διέγερσης του αγκεφάλου. Αν χαθούν, αν έχουμε εκβλησμό τους στις πρωτεΐνες τους ή στους δενδρίτες τους, τότε ξέρουμε ότι θα χαωθεί η πληροφορία, δεν θα ακούμε ποτέ από το λαβύρινθο. Αφού λοιπόν δημιουργήσουμε αυτά τα μοντέλα, μπορούμε να τα πειράξουμε. Συγκεκριμένα μπορούμε να ενεργοποιήσουμε συνάψεις, μπορούμε να τροποποιήσουμε τη μορφολογία τους, κάτι που δεν γίνεται πειραματικά, ακόμα. Μπορούμε να σταματήσουμε τη λειτουργία τους και οτιδήποτε άλλο μπορεί να φανταστεί το μυαλό σας και να δούμε πώς αυτά τέλος πάντων κωδικοποιούν την πληροφορία και πώς ανταποκρίνονται στις αλλαγές. Μπορούμε επίσης να μεταφράσουμε αυτά τα περίπλοκα βιοφυσικά μοντέλα που πιστέψτε με είναι 100% ρεαλιστικά με ένα ζωντανό αντίστοιχο νευρικό κύτταρο στον αγκέφαλό σας ή στον αγκέφαλο ενός σποντικού, αυτός είναι ο στόχος μας. Και μπορούμε να δημιουργήσουμε μέσα από αυτά πιο απλά μαθηματικά μοντέλα τα λεγόμενα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα, μαθηματικές δηλαδή απλοποιήσεις του ζωντανού κύτταρου, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη ρομποτική, στην τεχνητή νοημοσύνη κλπ. Πίσω λοιπόν στη γειτονιά του αγκέφαλου. Εμείς οι φοιτητές, οι ερευνητές που τον μελετάμε έχουμε στόχο μια καλύτερη ποιότητα ζωής για όλους σας και για εμάς. Ερχόμαστε αντιμέτωποι όμως και με ένα παράδοξο. Μελετάμε τον αγκέφαλο χρησιμοποιώντας τον. Προσπαθώ να καταλάβω τι συμβαίνει μέσα στον αγκέφαλό μου βάζοντάς τον να δουλέψει για να σκεφτεί. Δεν είναι φοβερό, δεν είναι παράδοξο, δεν είναι μαγικό. Προσωπικά αυτό που είναι που με συναρπάζει και που με βοηθάει να προχωράω και θέλω να σας πω ότι είμαστε η μνήμη μας, είμαστε οι αναμνήσεις μας, είμαστε τα βιώματά μας και γι' αυτό τον λόγο η έρευνα του αγκέφαλου δεν αφορά μόνο κάποιους περίεργους τύπους με πολλά βραβεία και πτυχία σε ιστιντούτα και πανεπιστήμια. Αφορά όλους σας. Και σας παροτρίνω να μάθετε περισσότερα, να έρθετε να ανακαλύψετε αυτή την πόλη. Τι λέτε, μήπως θα το προσπαθήσετε? Ευχαριστώ πολύ. |
