***Wyłączenie odpowiedzialności - produkty Emotiv są przeznaczone wyłącznie do zastosowań badawczych i użytku osobistego. Nasze produkty nie są sprzedawane jako wyroby medyczne w rozumieniu dyrektywy UE 93/42/EWG. Nasze produkty nie zostały zaprojektowane ani nie są przeznaczone do diagnozowania ani leczenia chorób.

Definicja neuronauki

Neuronauka to badanie procesów chemicznych, biologicznych i anatomicznych, które wpływają na zachowanie i funkcjonowanie mózgu. Łączy w sobie różnorodne interdyscyplinarne dziedziny, w tym medycynę, chemię, psychologię, biologię molekularną, anatomię, fizykę i inne nauki przyrodnicze, aby zrozumieć układ nerwowy.

Czym jest neuronauka?

Neuronauka to nauka badająca układ nerwowy oraz to, jak nerwy wpływają na zachowanie, przy użyciu szerokiego zakresu podejść naukowych. Neuronauka, nazywana również nauką o układzie nerwowym, dąży do zrozumienia, jak układ nerwowy funkcjonuje, rozwija się i utrzymuje — zarówno u zdrowych osób, jak i u osób z zaburzeniami mózgu, psychicznymi lub neurorozwojowymi. Koncentruje się głównie na strukturze i rozwoju ośrodkowego układu nerwowego, który składa się z mózgu i rdzenia kręgowego.

Z tego powodu badania naukowe z zakresu neuronauki często koncentrują się na tym, jak mózg wpływa na zachowania poznawcze i funkcje poznawcze. Osoby zajmujące się neuronauką nazywane są neuronaukowcami. Neuronaukowiec różni się od specjalisty neurochirurgii/neurologii tym, że to drugie określenie zazwyczaj odnosi się do lekarzy specjalizujących się w leczeniu schorzeń mózgu i kręgosłupa, podczas gdy neuronaukowcy to badacze specjalizujący się w badaniu układu nerwowego.

Prelekcja TED na temat neuronauki

Neuronauka: Odkrywanie mózgu

Neuronauka jest naszym głównym źródłem informacji o mózgu oraz o jego wpływie na zachowanie i funkcje poznawcze. Dzięki rosnącej liczbie narzędzi, takich jak rezonans magnetyczny (MRI), elektroencefalografy (EEG) oraz technologia obrazowania 3D, dziedzina ta pomaga rozszyfrować skomplikowane działanie mózgu.

Dlaczego neuronauka ma znaczenie

Ponieważ neuronauka wpływa na tak szeroki zakres funkcji życiowych człowieka, zrozumienie mózgu odgrywa kluczową rolę w leczeniu i zapobieganiu wielu schorzeniom neurologicznym.

Neuronauka pomogła pogłębić naszą wiedzę na temat różnych zaburzeń neurologicznych i urazów, w tym:

• ADHD

• Uzależnienia

• Zaburzenia ze spektrum autyzmu

• Udary

• Guzy mózgu

• Porażenie mózgowe

• Zespół Downa

• Padaczka

• Stwardnienie rozsiane

• Choroba Parkinsona

• Schizofrenia

• Rwa kulszowa

• Zaburzenia snu

Wiadomości z dziedziny neuronauki

Oto kilka najnowszych doniesień i przełomów w neuronauce, o których warto wiedzieć.

• Naukowcy odkrywają system nawigacyjny mózgu. W 2005 roku neuronaukowcy odkryli w korze śródwęchowej komórki siatkowe (grid cells), które odgrywają kluczową rolę w sposobie, w jaki zwierzęta śledzą swoją pozycję w przestrzeni, co jest fundamentalną kwestią dla przetrwania.

• Laboratoria neurobiologiczne wdrażają optogenetykę. Odkrycie optogenetyki w 2005 roku, techniki aktywacji neuronów za pomocą światła, dostarczyło laboratoriom neuronaukowym szczegółowej metody badania roli, jaką wybrane neurony odgrywają w chorobie lub zachowaniu.

• Terapia poznawczo-behawioralna zyskuje naukowe poparcie. Metaanaliza ponad 100 badań z 2012 roku wykazała silną bazę dowodową dla skuteczności terapii poznawczo-behawioralnej. Stwierdzono, że CBT jest szczególnie pomocna w leczeniu zaburzeń lękowych, zaburzeń pod postacią somatyczną, bulimii, problemów z kontrolowaniem gniewu oraz ogólnego stresu.

• Naukowcy otwierają barierę krew-mózg. Neuronaukowcy z powodzeniem przeniknęli przez barierę krew-mózg, sieć komórek chroniących mózg przed resztą ciała. Choć bariera ta zapobiega przedostawaniu się szkodliwych toksyn z krwiobiegu do tkanki mózgowej, utrudnia również dostarczanie leków do mózgu. Bariera krew-mózg została po raz pierwszy otwarta u ludzi w 2015 roku.

• Sztuczna inteligencja zasila implanty neuronowe. Implanty neuronowe mogą zmieniać aktywność elektryczną mózgu, pomagając przywrócić funkcje w obszarach dotkniętych uszkodzeniem mózgu lub zaburzeniami neurologicznymi. W 2017 roku naukowcy opracowali prototyp nanoskalowego implantu neuronowego zasilanego przez AI, który może wzmacniać słabe synapsy u pacjentów z zaburzeniami mózgu.

• Interfejsy mózg-komputer stymulują postęp w rehabilitacji neurologicznej. Sparaliżowany czterokończynowo Rodrigo Hübner Mendes w 2017 roku został pierwszym człowiekiem, który prowadził samochód Formuły 1 (F1) wyłącznie za pomocą fal mózgowych. Było to możliwe dzięki połączeniu interfejsu mózg-komputer (BCI) oraz nieinwazyjnej technologii EEG. Hübner Mendes miał na sobie zestaw EEG EMOTIV EPOC+, podczas gdy komputer pokładowy tłumaczył jego myśli na polecenia sterujące samochodem.

W jaki sposób neuronauka może pomóc w wyjaśnianiu zachowań?

Badania naukowe w neuronauce

Badania nad neuronauką to szybko rozwijająca się dyscyplina, ponieważ postępy w którejkolwiek z głównych gałęzi neuronauki przyczyniają się do rozwoju badań w całej tej dziedzinie. Obszary badawcze neuronauki są bardzo zróżnicowane tematycznie, ale koncentrują się głównie na tym, jak budowa i funkcjonowanie układu nerwowego odnoszą się do chorób, zachowań i procesów poznawczych.

Wideo: Neuronauka dla dzieci

Odpowiedzi na wielkie pytania w neuronauce

Chociaż układ nerwowy odgrywa rolę w niezwykle wielu funkcjach behawioralnych, do najciekawszych tematów współczesnej neuronauki należą: neuronauka a sen, neuronauka a ludzka motywacja, neuronauka społeczna oraz neuroekonomia. Zgłębianie tych zagadnień rzuca światło na to, jak neuronauka wyjaśnia zachowanie w szerszej skali.

Neuronauka i sen

Sen tradycyjnie badano w kategoriach medycyny i psychologii. Gdy pod koniec XX wieku neuronauka stała się ugruntowaną dziedziną interdyscyplinarną, badacze zaczęli kierować swoją uwagę na sen. Ponieważ zwierzęta potrzebują określonej ilości snu do funkcjonowania — pod rygorem utraty zdrowia — sen jest kluczowym zachowaniem neuronowym. Neuronauka snu stara się zbadać, czym jest sen, jak jest wyzwalany, co dzieje się w mózgu podczas snu oraz jak powstają i są leczone zaburzenia snu.

Jeden z rodzajów badań EEG jest dedykowany specjalnie do diagnozowania zaburzeń snu. „Polisomnografia”, czyli badanie snu za pomocą EEG, to całonocna procedura, która mierzy aktywność organizmu (tętno, oddech i poziom tlenu) podczas jednoczesnego wykonywania zapisu EEG.

Neuronauka i motywacja człowieka

Badanie neuronauki i motywacji człowieka analizuje neurobiologiczne komponenty prawidłowej i zaburzonej motywacji. Możesz myśleć o motywacji jako o postawie lub cechy charakterystycznej dla osób osiągających sukcesy. W rzeczywistości motywacja jest zachowaniem neurologicznym, które obejmuje procesy biologiczne i psychologiczne.

Na poziomie biologicznym zwierzęta są motywowane do zaspokajania potrzeb niezbędnych do przetrwania, takich jak pożywienie, schronienie i woda. Na poziomie psychologicznym szereg czynników może wpływać na to, czy zwierzę utrzymuje popęd motywacyjny do zaspokojenia swoich podstawowych potrzeb. Na przykład zaburzenia neurologiczne, takie jak depresja i schizofrenia, lub choroby, takie jak uzależnienie, zaburzają motywację.

Tematy z neuronauki do dalszego czytania

Neuronauka a medytacja

Medytacja była przedmiotem setek badań neuronaukowych. Ponieważ medytacja jest silnie powiązana z redukcją stresu i lęku, neuronaukowcy interesują się jej wpływem na aktywność mózgu. W wielu badaniach wykorzystuje się techniki rejestracji aktywności mózgu, takie jak EEG, oraz obrazowanie neurobiologiczne, takie jak fMRI, aby obserwować, jak medytacja może wpływać na zmiany w aktywności mózgu.

Dla przykładu, w jednym z wczesnych badań użyto EEG do rejestracji aktywności mózgu u doświadczonych osób medytujących Zen. Badacze zaobserwowali pojawienie się fal Alfa, wzrost amplitudy fal Alfa, spadek fal Alfa oraz pojawienie się fal Theta. Te zmiany w stanach EEG były zbieżne z praktykowanym przez osobę badaną procesem medytacyjnym. Aktywność Alfa wiąże się ze zrelaksowanym, spokojnym i jasnym stanem umysłu, natomiast aktywność Theta u dorosłych wiąże się z sennością.

Neuronauka o depresji

Uważa się, że różne struktury w mózgu odgrywają rolę w depresji. Na poziomie biologicznym neuronaukowcy zidentyfikowali, że określone geny mogą wpływać na to, jak bardzo dana osoba jest podatna na stany obniżonego nastroju i jak reaguje na leki.

Badacze wykorzystali techniki neuroobrazowania i tomografii, aby zrozumieć, jak depresja wpływa na regiony i funkcje mózgu. Skany fMRI mogą mierzyć zmiany w obszarach mózgu w odpowiedzi na bodźce, a tomografia komputerowa emisji pojedynczych fotonów (SPECT) oraz pozytonowa tomografia emisyjna (PET) mogą mierzyć gęstość i dystrybucję neuroprzekaźników.

W mózgu dotkniętym depresją komunikacja między neuronami może być nieregularna — na przykład neuroreceptor może nieefektywnie reagować na neuroprzekaźnik. Warto zauważyć, że depresja może nie wynikać wyłącznie z niskiego poziomu neuroprzekaźników. W miarę jak badacze głębiej zgłębiają neuronaukę depresji, zapewniają lepsze zrozumienie wielu możliwych jej przyczyn, takich jak trauma, genetyka, stres i stany chorobowe.

Neuronauka o uzależnieniach

Stygmaty społeczne dawniej określały uzależnienie jako wynik wad moralnych lub słabej woli. Badania nad neuronauką uzależnień prowadzone w ciągu ostatnich 30 lat wykazały, że uzależnienie jest w rzeczywistości przewlekłą chorobą mózgu. Uzależnienie zaburza układ obwodów neuronowych (tzw. neurocircuitry) zaangażowanych w motywację i nagrodę. Neuronauka uzależnień bada procesy neurologiczne leżące u podstaw czynników biologicznych, społecznych i kulturowych, które wpływają na to, jak podatna na uzależnienia i nadużywanie substancji jest dana osoba.

Wideo: Neuronauka o uzależnieniach

Neuronauka o muzyce

Neuronauka muzyki dąży do zrozumienia mechanizmów neuronalnych zaangażowanych w procesy poznawcze związane ze słuchaniem, wykonywaniem, komponowaniem i czytaniem muzyki.

Ponieważ muzyka wpływa na nas w tak emocjonalny i fizyczny sposób, przeprowadzono wiele niezależnych badań wokół neuronauki muzyki. Na przykład badacze sprawdzali, jak muzyka przyczynia się do przywoływania wspomnień u osób cierpiących na demencję lub chorobę Alzheimera.

Neuronauka muzyki obejmuje również badania konsumenckie. W jednym z eksperymentów zarejestrowano dane EEG trzech znanych norweskich artystów podczas słuchania muzyki z różnych gatunków. Zarejestrowane dane EEG zostały przeanalizowane za pomocą algorytmu, aby wykryć, czy słynnym artystom podobała się słuchana muzyka. Obejrzyj poniższe wideo, aby dowiedzieć się, czy Lars Vaular, Ole Paus i Margaret Berger są swoimi własnymi ulubionymi muzykami.

Wideo: „Understanding Our Appreciation of Music”

Neuronauka pamięci

Pamięć obejmuje złożone procesy poznawcze i neuronalne, a naukowcy nadal badają neuronaukę pamięci. Mamy jednak fundamentalne zrozumienie tego, jak doświadczenia są kodowane w mózgu. Nowe wspomnienia powstają, gdy synapsy ulegają zmianie lub reorganizacji. Hipokamp i obszar przyhipokampowy przekształcają zdarzenia krótkotrwałe we wspomnienia długotrwałe. Ciało migdałowate integruje emocje z naszymi przeżywanymi doświadczeniami.

Neuronauka świadomości

Świadomość wpływa na ludzkie zachowanie, dlatego neuronauka zapewnia perspektywę do jej wyjaśnienia. Badanie neuronauki świadomości ma na celu przede wszystkim odpowiedź na pytanie, jakie właściwości neuronalne wyjaśniają, kiedy stan jest świadomy, a kiedy nie (świadomość ogólna) oraz które właściwości neuronalne identyfikują podstawę stanu świadomego (świadomość szczegółowa).

Dyscypliny neuronauki

Ponieważ neuronauka jest nauką interdyscyplinarną, nowoczesne badania i odkrycia można podzielić na wiele różnych dyscyplin.

Lista dyscyplin neuronauki:

W poniższych sekcjach wyjaśnimy różnice między neuronauką a psychologią oraz neuronauką a neurologią, opiszemy główne dziedziny neuronauki (poznawczą i behawioralną) oraz zdefiniujemy inne powstające kierunki.

• Neuronauka afektywna (neuronauka emocji)

• Neuronauka behawioralna

• Neuronauka komórkowa

• Neuronauka kliniczna

• Neuronauka poznawcza

• Neuronauka obliczeniowa

• Neuronauka kulturowa

• Rozwojowa neuronauka poznawcza

• 
  

• Neuronauka rozwojowa

• Neuronauka ewolucyjna

• Neuronauka edukacyjna

• Neuronauka molekularna

• Neuronauka medyczna

• Inżynieria neuronowa

• Neuroanatomia

• Neurochemia

• Neuroekonomia

• Neuroetyka

• Neuroetologia

• Neurogastronomia

• Neurogenetyka

• Neuroobrazowanie

• Neuroimmunologia

• Neuroinformatyka

• Neurolingwistyka

• Neuromarketing

• Neurofizyka

• Neurofizjologia

• Neuropsychologia

• Paleoneurobiologia

• Neuronauka społeczna

• Neuronauka systemowa

• Neuronauka teoretyczna

• Neuronauka translacyjna

Jaka jest różnica między neuronauką a psychologią?

Jak neuronauka wiąże się z psychologią? Powróćmy do definicji neuronauki. Jest to badanie procesów chemicznych, biologicznych i anatomicznych, które wpływają na zachowanie i funkcjonowanie mózgu, podczas gdy psychologia to abstrakcyjna nauka o ludzkim zachowaniu. Możesz studiować psychologię i dowiadywać się o naturze ludzkiej, ale bez naukowej wiedzy o tym, jak funkcjonuje mózg, możesz nie mieć pełnego obrazu sytuacji. Naukowcy wciąż odkrywają, jak mózg uczestniczy w procesach psychologicznych, takich jak osobowość, zachowanie i emocje.

Neurologia a neuronauka

Neuronauka dotyczy naukowego badania układu nerwowego, podczas gdy neurologia dotyczy jego leczenia medycznego. Neurologia to dziedzina medycyny specjalizująca się w ośrodkowym, obwodowym i autonomicznym układzie nerwowym. Neurolodzy to lekarze medycyny, którzy diagnozują i leczącą choroby oraz zaburzenia układu nerwowego.

Neuronauka poznawcza

Neuronauka poznawcza to subdyscyplina neuronauki badająca procesy biologiczne leżące u podstaw poznania, zwłaszcza w odniesieniu do połączeń neuronalnych. Celem neuronauki poznawczej jest ustalenie, w jaki sposób mózg realizuje wykonywane przez siebie funkcje. Neuronauka poznawcza jest uważana za gałąź zarówno psychologii, jak i neuronauki (nauki poznawcze a neuronauka), ponieważ łączy nauki biologiczne z naukami behawioralnymi, takimi jak psychiatria i psychologia. Technologie stosowane w badaniach neuronaukowych, w szczególności neuroobrazowanie, pozwalają na lepsze zrozumienie obserwacji behawioralnych, gdy dane behawioralne są niewystarczające.

Przykład z neuronauki poznawczej

Przeanalizowanie eksperymentów z neuronauki poznawczej jest pomocne w zrozumieniu tej dziedziny w praktyce. Niedawny nagrodzony eksperyment badał rolę dopaminy — neuroprzekaźnika powiązanego z uczuciem satysfakcji — w podejmowaniu decyzji. Ludzie muszą być w stanie podejmować decyzje, które przynoszą im korzyści, aby mogli przetrwać. Gdy podejmujemy decyzję skutkującą nagrodą, poziom aktywności neuronów dopaminowych wzrasta, a z czasem reakcja ta pojawia się nawet w oczekiwaniu na nagrodę.

Ten proces biologiczny jest powodem, dla którego dążymy do coraz większych nagród, takich jak awanse czy stopnie naukowe, ponieważ większa liczba nagród wiąże się z większą szansą na przetrwanie. Podejmowanie decyzji to przykład biologicznego procesu wpływającego na poznanie (przykład z obszaru neuronauki poznawczej).

Neuronauka behawioralna

Neuronauka behawioralna odkrywa, jak mózg wpływa na zachowanie poprzez zastosowanie biologii w badaniu fizjologii, genetyki i mechanizmów rozwojowych. Jak sama nazwa wskazuje, ta subdyscyplina stanowi powiązanie między neuronauką a zachowaniem. Neuronauka behawioralna koncentruje się na komórkach nerwowych, neuroprzekaźnikach i obwodach neuronalnych w celu zbadania procesów biologicznych leżących u podstaw zarówno prawidłowego, jak i zaburzonego zachowania (biologia behawioralna).

Wiele wpływowych eksperymentów z zakresu neuronauki behawioralnej przyniosło kluczowe wnioski z udziałem obiektów innych niż ludzie — często małp, szczurów lub myszy — co prowadzi do założenia, że organizmy ludzkie i pozaludzkie dzielą podobieństwa biologiczne i behawioralne. Neuronauka behawioralna nazywana jest również psychologią biologiczną, biopsychologią lub psychobiologią.

Neuronauka obliczeniowa

Neuronauka obliczeniowa wykorzystuje analizę teoretyczną, symulacje komputerowe i modele matematyczne, aby zrozumieć funkcjonowanie układu nerwowego od poziomu molekularnego i komórkowego, poprzez poziom sieciowy, aż po poziom poznania i zachowania.

Neuronauka społeczna

Neuronauka społeczna bada i wdraża koncepcje biologiczne, aby zrozumieć procesy i zachowania społeczne. Ponieważ ludzie są gatunkiem społecznym, tworzymy jednostki społeczne, takie jak rodziny, społeczności, sąsiedztwa. Neuronauka społeczna zakłada, że te jednostki społeczne istnieją, ponieważ powiązane z nimi zachowania społeczne pomagają ludziom przetrwać i rozmnażać się.

Neuronauka kliniczna

Neuronauka kliniczna bada mechanizmy biologiczne leżące u podstaw zaburzeń i chorób neurologicznych oraz stara się opracować metody diagnozowania i leczenia tych zaburzeń. Neuronauka kliniczna jest również nazywana neurobiologią medyczną.

Neuronauka edukacyjna

Neuronauka edukacyjna bada powiązania między procesami biologicznymi a edukacją poprzez badanie procesów neuronalnych zaangażowanych w uczenie się, czytanie, wykonywanie obliczeń oraz zaburzenia neurorozwojowe związane z edukacją, takie jak dysleksja i ADHD.

Neuronauka systemowa

Neuronauka systemowa obejmuje badanie zachowania komórek nerwowych w szlakach neuronalnych, obwodach neuronalnych i sieciach neuronowych. Neuronauka systemowa dąży do zrozumienia struktury i funkcji mózgu zarówno na poziomie molekularnym, jak i komórkowym (na przykład jak obwody neuronowe analizują informacje zmysłowe i wykonują określone funkcje) oraz na poziomie poznawczym i behawioralnym (jak działa język i pamięć).

Rozwojowa neuronauka poznawcza

Rozwojowa neuronauka poznawcza bada procesy psychologiczne i ich neurologiczne podstawy w rozwijającym się umyśle — w tym to, jak zmiany biologiczne i środowiskowe wpływają na mózg w miarę dorastania dzieci.

Neuronauka rozwojowa

Neuronauka rozwojowa pozwala wgląd w procesy generujące i wpływające na układ nerwowy, ze szczególnym uwzględnieniem jego rozwoju komórkowego i molekularnego, przede wszystkim w okresie prenatalnym.

Neuronauka teoretyczna

Termin „neuronauka teoretyczna” jest często stosowany zamiennie z „neuronauką obliczeniową” (wykorzystanie analizy teoretycznej, symulacji komputerowych i modeli matematycznych do zrozumienia funkcji neuronalnych od poziomu molekularnego i komórkowego, poprzez poziom sieciowy, aż po poziom poznania i zachowania). Subtelna różnica polega na tym, że neuronauka teoretyczna kładzie większy nacisk na proponowanie ram teoretycznych do badania mózgu niż na same modele matematyczne i zbieranie danych.

Neuronauka translacyjna

Neuronauka translacyjna ma na celu opracowanie klinicznych zastosowań, rozwiązań i terapii dla zaburzeń neurologicznych. Aplikacje te obejmują interfejsy mózg-komputer oraz implanty słuchowe i siatkówkowe.

Neuronauka molekularna

Neuronauka molekularna stosuje biologię molekularną i genetykę molekularną do badania układu nerwowego. Ta subdyscyplina bada, jak neurony reagują na sygnały molekularne, jak aksony tworzą wzorce połączeń oraz molekularną podstawę neuroplastyczności — zdolności mózgu do samonaprawy i zmian. Neuronauka molekularna i komórkowa dążą do zrozumienia, w jaki sposób rozwijają się neurony i jak zmiany genetyczne wpływają na funkcje biologiczne. Neuronauka komórkowa bada neurony na poziomie komórkowym — jak neurony współpracują, jak na siebie wpływają oraz jakie są różne typy i funkcje neuronów.

Neuronauka emocji

Neuronauka emocji, często nazywana neuronauką afektywną, to badanie neuronalnych mechanizmów emocji. Uważa się, że emocje są bezpośrednio powiązane ze strukturami układu limbicznego w centrum mózgu. Neuronauka afektywna łączy neurobiologię z psychologią. Na przykład może badać nakładanie się mechanizmów neuronalnych i psychicznych między procesami emocjonalnymi a nieemocjonalnymi, które do niedawna badacze uważali za odrębne procesy poznawcze.

Krótka historia neuronauki

Jedne z najwcześniejszych przyczynków do dziedziny neuronauki wnieśli filozofowie. Do IV-III wieku p.n.e. to serce było postrzegane jako źródło świadomości. Hipokrates i Platon zakwestionowali ten pogląd, opowiadając się za mózgiem jako organem odpowiedzialnym za doznania zmysłowe i inteligencję.

Lekarz Luigi Galvani odkrył „elektryczność zwierzęcą” pod koniec XVIII wieku, stając się jednym z pierwszych badaczy sygnałów elektrycznych z neuronów i mięśni.

Na początku XIX wieku francuski fizjolog Jean Pierre Flourens zapoczątkował ablację eksperymentalną (chirurgiczne uszkadzanie mózgu) i stał się pierwszym, który udowodnił, że umysł znajduje się w mózgu, a nie w sercu. Flourens obserwował skutki wywołane usunięciem różnych części układu nerwowego.

Wielu naukowców pod koniec XIX wieku utorowało drogę do zrozumienia aktywności elektrycznej mózgu. Emil du Bois-Reymond wykazał elektryczną naturę sygnału nerwowego, Hermann von Helmholtz zmierzył prędkość sygnału nerwowego, a Richard Caton i Adolf Beck zaobserwowali aktywność elektryczną w półkulach mózgowych królików, małp i psów.

Camillo Golgi opracował metodę barwienia (znaną dziś jako metoda Golgiego) do wizualizacji tkanki nerwowej pod mikroskopem świetlnym. Technika ta została wykorzystana przez Santiago Ramóna y Cajala i doprowadziła do sformułowania doktryny neuronalnej, czyli koncepcji, że układ nerwowy składa się z pojedynczych komórek. Golgi i Ramón y Cajal otrzymali później Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny w 1906 roku.

Paul Broca, John Hughlings Jackson i Carl Wernicke pod koniec XIX wieku przyczynili się do rozwoju hipotezy „lokalizacji funkcji”, która sugeruje, że określone części mózgu są odpowiedzialne za określone funkcje.

Neuronauka została formalnie ugruntowana jako dyscyplina akademicka w latach 50. i 60. XX wieku. David Rioch, Francis O. Schmitt, James L. McGaugh i Stephen Kuffler byli jednymi z pierwszych, którzy zintegrowali neuronaukę z instytucjami zajmującymi się badaniami biomedycznymi i utworzyli programy oraz wydziały badawcze z zakresu neuronauki.

To rosnące zainteresowanie doprowadziło pod koniec lat 60. do powstania kilku organizacji zrzeszających badaczy neuronauki, które działają do dziś. Należą do nich: International Brain Research Organization (IBRO), International Society for Neurochemistry (ISN), European Brain and Behaviour Society (EBBS) oraz Society for Neuroscience (SfN).

Niedawno z neuronauki wyłoniło się wiele dyscyplin stosowanych, takich jak neuromarketing, neuroekonomia, neuroedukacja, neuroetyka i neuroprawo.

Kto odkrył neuronaukę?

Santiago Ramón y Cajal jest nazywany „ojcem neuronauki” z powodu swoich pionierskich badań nad mikroskopową strukturą mózgu. Ramón y Cajal dostarczył dowodów na rzecz teorii neuronów, która jest uważana za fundament współczesnej neuronauki. Wykazał, że komórki nerwowe są indywidualne i stykają się (są w bliskim sąsiedztwie), a nie ciągłe, oraz odkrył aksonalny stożek wzrostu (wydłużenie rozwijającego się wypustki nerwowej poszukującej swojego celu synaptycznego).

Neuronauka a EEG

Badania naukowe w neuronauce często wykorzystują techniki neuroobrazowania, takie jak elektroencefalografia (EEG) do analizy mózgu. EEG to proces elektrofizjologiczny, który rejestruje aktywność elektryczną mózgu. Neuronaukowcy mogą analizować dane EEG, aby zrozumieć procesy poznawcze leżące u podstaw zachowania ludzi. Na przykład neuronaukowcy poznawczy wykorzystali EEG do monitorowania zmian aktywności mózgu w odpowiedzi na różne bodźce (neuronauka poznawcza EEG).

Ponieważ EEG zapewnia naukową metodę badania opinii i zachowań jednostki, jest ono również cennym rozwiązaniem do badania opinii konsumenckich. Wykorzystanie neurotechnologii takich jak EEG do badania reakcji konsumentów nazywa się neuronauką konsumencką lub neuromarketingiem (marketingem sensorycznym).

Kliniczne EEG i neuronauka

Klasyczne EEG i neuronauka wykorzystują EEG do diagnozowania i monitorowania pacjentów z padaczką, udarem mózgu lub innymi zaburzeniami, w przypadku których nie można zastosować innych technologii ze względu na specyficzne okoliczności (na przykład pacjent z metalowymi odłamkami lub płytkami w głowie nie może zostać poddany badaniom MRI). EEG jest również stosowane w rehabilitacji lub przywracaniu funkcji u pacjentów cierpiących na paraliż lub zaburzenia ruchowe poprzez jego wykorzystanie jako interfejsu mózg-komputer. Kliniczne EEG może być również wykorzystywane do oceny zaburzeń snu.

Zalety EEG w badaniach neuronaukowych

• W porównaniu z funkcjonalnym rezonansem magnetycznym (fMRI), EEG ma bardzo wysoką rozdzielczość czasową, co oznacza, że może rejestrować szybkie reakcje mózgu zachodzące w czasie milisekund. Pozwala to na bardzo dokładną synchronizację w odniesieniu do tego, co dzieje się w mózgu i w otoczeniu.

• Dane EEG są zbierane nieinwazyjnie. Dla porównania, elektrokortykografia wymaga operacji neurochirurgicznej w celu umieszczenia elektrod bezpośrednio na powierzchni mózgu.

• W porównaniu z metodami testów behawioralnych, EEG potrafi wykryć ukryte procesy (przetwarzanie, które nie wymaga reakcji ruchowej). Może być również stosowane u pacjentów, którzy nie są w stanie wykonać reakcji ruchowej.

• Analiza snu za pomocą EEG może wskazywać na istotne aspekty czasu dojrzewania mózgu.

• Aparat EEG nie stanowi żadnego fizycznego zagrożenia. fRMI i MRI to silne magnesy, co wyklucza pacjentów z metalowymi elementami pomocniczymi lub implantami, takimi jak stymulatory serca.

Czy Emotiv ma w ofercie produkty do neuronauki?

Emotiv oferuje szereg produktów do neuronauki dla akademickich badań nad mózgiem, badań konsumenckich, wydajności poznawczej, neuromarketingu i aplikacji technologii sterowanych mózgiem. Rozwiązania neurobiologiczne firmy Emotiv obejmują oprogramowanie neurobiologiczne, oprogramowanie BCI oraz technologię sprzętu EEG.

EmotivPro to profesjonalne oprogramowanie dedykowane do neuronauki przeznaczone do badań i edukacji, umożliwiające użytkownikom analizę danych EEG, wyświetlanie zapisów EEG w czasie rzeczywistym oraz oznaczanie zdarzeń. EmotivBCI to oprogramowanie interfejsu mózg-komputer, które można wykorzystać do bezpośredniego wdrożenia BCI na komputerze. Dodatkowe narzędzia neuronaukowe Emotiv obejmują oprogramowanie do wizualizacji pracy mózgu BrainViz.

Produkty do neuronauki firmy Emotiv służące do pomiaru aktywności mózgu są uważane za najbardziej opłacalne i wiarygodne mobilne i bezprzewodowe urządzenia EEG Brainwear® na rynku. Do celów badań naukowych oraz zastosowań komercyjnych nagradzany zestaw słuchawkowy EMOTIV EPOC+ oraz jubileuszowa edycja na 10-lecie Epoc X dostarczają profesjonalnej jakości danych o aktywności mózgu. Czepek EMOTIV EPOC FLEX oferuje gęste rozmieszczenie elektrod i mobilne czujniki elektroencefalograficzne, optymalne do zaawansowanych badań neurobiologicznych.