Kako najlakše istraživati ljudski mozak – o funkcionalnom snimanju mozga

Istraživanja u biomedicini uglavnom prate ustaljenu formu; počinje se opisom strukture ćelija, tkiva, organa, zatim njihovih odnosa sa okolinom, i, napokon, funkcije. Može se zaključiti da je najveći deo sadašnjeg znanja zasnovano na opisu. No, značaj i uloga neke biološke strukture se ne može jednostavno opisati ili utvrditi. Mnogobrojne nove tehnike su razvijene kako bi se doznalo više o fiziologiji, naročito o fiziologiji ljudskog organizma. Naime, iako su životinjski modeli neosporno veoma korisni, ne mogu se primeniti jednostavne analogije sa svim procesima koji se odvijaju u humanom organizmu.

Istraživanja na  ljudima su ili neetička zbog svoje invazivnosti, nemoguća zbog tehničkih ograničenja ili je veoma teško privoleti ljude da se podvrgnu eksperimentu samo zarad bazične nauke (iako se poslednje nastoji promeniti različitim načinima motivacije subjekata). 

Mozak kao najveća enigma

Od svih organa i sistema organa, mozak ostaje najatraktivnija enigma i najteža oblast eksperimentisanja. Kako ljudski mozak funkcioniše i dalje je pitanje na koje postoji bezbroj teorija i eksperimentalnih dokaza, ali još uvek ne celovit odgovor. Stoga jedan veoma jednostavan pristup koji omogućuje barem donekle demistifikaciju humanog mozga, i to ponovo opisom, je opis njegove funkcije. Funkcionalna snimanja mozga su već nekoliko godina standardne tehnike kojima se meri moždana funkcija, ili preciznije, moždana aktivnost u jasno odredjenim moždanim areama izazvana specifičnim mentalnim funkcijama. Takozvani “functional neuroimaging” se koristi najčešće u kognitvnim neuronaukama i u najvećem broju slučajeva služi proširivanju našeg znanja o mozgu, iako može imati i značajnu kliničku upotrebu. Najčešće vrste funkcionalnog snimanja su PET (pozitronska emisiona tomografija), fMRI (funkcionalna magnetna rezonanca), EEG (multikanalna elektroencefalografija), MEG (magnetoencefalografija) itd. PET i fMRI prate lokalizovane promene u moždanom krvnom protoku izazvane nervnom aktivnošću. Naime, u trenutku kada se odvija intenzivni mentalni proces,  sastav krvi (procenat kiseonika u njoj) se menja. Ove promene se odvijaju sporo i stoga ove tehnike nisu od velikog značaja za praćenje promena u vremenskoj ravni, ali su izvrsne za utvrdjivanje precizne lokacije neke promene.

Transkranijalna magnetna stimulacija

Naučnike je ovim tehnikama naročito privukla mogućnost istraživanja odnosa izmedju pojedinih regija mozga. Studiranje funkcionalne povezanosti, naročito neiinvazivnim metodama, otvorilo je sasvim novo poglavlje u neuronaukama. No, iako funkcionalno snimanje moždane fiziologije uglavnom opisno, moguća je i direktna stimulacija odredjenih centara u mozgu i posmatranje kako ta stimulacija utiče na ostale oblasti. Transkranijalna magnetna stimulacija (TMS) je neinvazivna tehnika koja se može kombinovati sa predhodno navedenim neurimaging metodama.

No, i pored mnogih prednosti, nekoliko kritika je upućeno ovim metodama. Posebna pažnja se usmerava statističkim analizama dobijenih podataka, jer su one veoma složene i obimne. Neadekvatne i neprecizne analize mogu da doprinesu nejasnim rezultatima. Ipak, ukoliko se uloži dosta napora u razumevanje i dodatne provere, uz interesantan dizajn i nekoliko dobrovoljaca, funkcionalno skeniranje na relativno lak način može da doprinese veoma mnogo.

Put ka otkrivanju mentalnih bolesti

Praćenje “mentalnog procesa” može da pomogne veoma mnogo u istraživanju neuropsihijatrsijskih poremećaja, u razotkrivanju funkcija mozga tokom sna i, uopšteno, da da jasniju predstavu o tome “kako mislimo, kako asociramo, kako zaključujemo i kako odlučujemo”. Interesantan podatak je da je i savremena ekonomija izrazila svoje interesovanje za istraživanje centara mozga uključenih u procese odlučivanja, no i dalje najveći broj studija se tiče razumevanja kognitvnih promena koje se odvijaju kod depresivnih i shizofrenih pacijenata. Ovo su jedine tehnike koje trenutno omogućavaju utvrdjivanje direktnog odnosa izmedju nekih patoloških izmena kod ovih subjekata i odredjenih centara u mozgu, što može da pomogne pri dizajniranju adekvatne terapije i praćenju njene efikasnosti.