نوروساینس چیست؛ تاریخچه علوم اعصاب و شاخه‌ های اصلی

علوم اعصاب یک علم میان رشته ای است که با سایر رشته ها مانند ریاضیات، زبان شناسی، مهندسی، علوم کامپیوتر، شیمی، فلسفه، روانشناسی و پزشکی همکاری نزدیکی دارد.

عصب شناسان جنبه های سلولی، عملکردی، رفتاری، تکاملی، محاسباتی، مولکولی، سلولی و پزشکی سیستم عصبی را مطالعه می کنند. زمینه های مختلفی وجود دارد که بر جنبه های مختلف تمرکز دارند، اما اغلب با هم همپوشانی دارند.

محققان ممکن است فعالیت مغز را در افراد مبتلا به بیماری هایی مانند بیماری آلزایمر بررسی کنند. ابزارهای مورد استفاده شامل اسکن MRI و مدل های کامپیوتری سه بعدی است. آنها ممکن است آزمایش هایی را با استفاده از نمونه های سلولی و بافتی انجام دهند.

این یافته ها ممکن است منجر به توسعه داروهای جدید شود. برخی از دانشمندان علوم اعصاب در درمان بیماران نقش دارند.

چرا علم اعصاب مهم است؟

علوم اعصاب بر بسیاری از کارکردهای انسان تأثیر می گذارد، اگر نگوییم همه آنها، اما همچنین به درک بهتر طیف گسترده ای از شرایط رایج کمک می کند.

این شامل:

• سندرم داون
• اختلالات طیف اوتیسم (ASD)
• بیش فعالی
• اعتیاد
• روان‌گسیختگی
• بیماری پارکینسون
• تومورهای مغزی
• صرع
• اثرات سکته مغزی، به عنوان مثال، از دست دادن زبان
• اختلالات سیستم ایمنی مانند مولتیپل اسکلروزیس

درک بیشتر عوامل عصبی می‌تواند به توسعه داروها و سایر استراتژی‌ها برای درمان و پیشگیری از این موارد و بسیاری دیگر از مسائل بهداشتی کمک کند.

تاریخ

یونانیان باستان از جمله اولین افرادی بودند که درس مورد مغز  می‌خواندند. آنها سعی کردند نقش مغز و نحوه عملکرد آن را درک کنند و اختلالات عصبی را توضیح دهند.

طبق مقاله‌ای در ساینتیفیک امریکن، ارسطو، فیلسوف یونانی، نظریه‌ای داشت که مغز مکانیزم خنک‌کننده خون است (The brain was a blood-cooling mechanism).

پیر پل بروکا (Pierre Paul Broca) (1824-1880) پزشک، جراح و آناتومیست فرانسوی بود. او با بیمارانی که آسیب مغزی داشتند کار می کرد. او نتیجه گرفت که مناطق مختلف مغز در عملکردهای خاصی نقش دارند.

بخشی از مغز که به عنوان ناحیه بروکا (Broca’s area) شناخته می شود، مسئول برخی از عملکردهای گفتاری و سایر عملکردها است. آسیب به این ناحیه در طول سکته می تواند منجر به آفازی بروکا شود، زمانی که فرد دیگر نمی تواند گفتار دقیق یا منسجمی تولید کند.

در قرن نوزدهم، فون همولتز (von Hemholtz)، پزشک و فیزیکدان آلمانی، سرعت تولید تکانه های الکتریکی را در سلول های عصبی اندازه گیری کرد.

در سال ۱۸۷۳، گامیلو گلژی (Gamillo Golgi)، پزشک، آسیب شناس و دانشمند ایتالیایی، از نمک کرومات نقره استفاده کرد تا ببیند نورون ها چه شکلی هستند.

در اوایل قرن بیستم، سانتیاگو رامون ای کاخال (Santiago Ramón y Cajal)، آسیب شناس، بافت شناس و عصب شناس اسپانیایی، این فرضیه را مطرح کرد که نورون ها واحدهای سلول عصبی مستقل هستند.

در سال ۱۹۰۶، گلگی و کاخال (Golgi and Cajal) به طور مشترک جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی را برای کار و طبقه‌بندی نورون‌های مغز دریافت کردند.

از دهه ۱۹۵۰، تحقیقات و تمرین در عصب‌شناسی مدرن پیشرفت‌های زیادی داشته است که منجر به پیشرفت‌هایی در درمان سکته مغزی، بیماری‌های قلبی عروقی، مولتیپل اسکلروزیس (MS) و سایر شرایط شده است.

پیشرفت‌های علمی دانشمندان علوم اعصاب را قادر ساخته است تا ساختار، عملکرد، رشد، ناهنجاری‌ها و روش‌های تغییر سیستم عصبی را مطالعه کنند.

شاخه‌های اصلی

عصب‌شناسی عاطفی (Affective neuroscience): تحقیقات به چگونگی رفتار نورون ها در رابطه با احساسات می پردازد.

علوم اعصاب رفتاری (Behavioral neuroscience): این مطالعه چگونگی تأثیر مغز بر رفتار است.

علوم اعصاب بالینی (Clinical neuroscience): متخصصان پزشکی، مانند متخصصان مغز و اعصاب و روانپزشکان، اختلالات سیستم عصبی را از یافته های علوم اعصاب پایه بررسی می کنند تا راه هایی برای درمان و پیشگیری از آنها بیابند. آنها همچنین به دنبال راه هایی برای توانبخشی کسانی هستند که دچار آسیب عصبی شده اند. عصب شناسان بالینی بیماری های روانی را اختلالات مغزی می دانند.

علوم اعصاب شناختی (Cognitive neuroscience): این شاخه به چگونگی شکل‌گیری و کنترل افکار مغز و عوامل عصبی زیربنایی این فرآیندها می‌پردازد. در طول تحقیقات، دانشمندان فعالیت مغز را در حین انجام وظایف افراد اندازه گیری می کنند. این رشته علوم اعصاب را با علوم شناختی روانشناسی و روانپزشکی ترکیب می کند.

علوم اعصاب محاسباتی (Computational neuroscience): دانشمندان سعی می کنند بفهمند مغز چگونه محاسبه می کند. آنها از رایانه برای شبیه‌سازی و مدل‌سازی عملکردهای مغز و استفاده از تکنیک‌هایی از ریاضیات، فیزیک و سایر زمینه‌های محاسباتی برای مطالعه عملکرد مغز استفاده می‌کنند.

عصب شناسی فرهنگی (Cultural neuroscience): این رشته به تعامل بین عوامل فرهنگی و فرآیندهای ژنومی، عصبی و روانی می پردازد. این یک رشته جدید است که ممکن است به توضیح تغییرات در اقدامات بهداشتی بین جمعیت های مختلف کمک کند. یافته‌ها همچنین ممکن است به دانشمندان کمک کند تا هنگام طراحی آزمایش‌ها از سوگیری فرهنگی اجتناب کنند.

علوم اعصاب رشدی (Developmental neuroscience): این به چگونگی رشد و تغییر مغز و سیستم عصبی از زمان لقاح تا بزرگسالی می‌پردازد. اطلاعات جمع‌آوری‌شده به دانشمندان کمک می‌کند تا بیشتر در مورد چگونگی توسعه و تکامل سیستم‌های عصبی درک کنند. آنها را قادر می سازد طیفی از اختلالات رشدی را توصیف و درک کنند. همچنین سرنخ هایی در مورد چگونگی و زمان بازسازی بافت های عصبی ارائه می دهد.

علوم اعصاب مولکولی و سلولی (Molecular and cellular neuroscience): دانشمندان به نقش مولکول‌ها، ژن‌ها و پروتئین‌ها در عملکرد اعصاب و سیستم عصبی در سطح مولکولی و سلولی نگاه می‌کنند.

مهندسی عصبی (Neuroengineering): محققان از تکنیک‌های مهندسی برای درک بهتر، جایگزینی، تعمیر یا بهبود سیستم های عصبی استفاده می کنند.

تصویربرداری عصبی (Neuroimaging): این شاخه‌ای از تصویربرداری پزشکی است که بر روی مغز متمرکز می شود. تصویربرداری عصبی برای تشخیص بیماری و ارزیابی سلامت مغز استفاده می شود. همچنین می‌تواند در مطالعه مغز، نحوه عملکرد آن و چگونگی تأثیر فعالیت‌های مختلف بر مغز مفید باشد.

نورو انفورماتیک (Neuroinformatics): این رشته شامل همکاری بین دانشمندان کامپیوتر و دانشمندان علوم اعصاب است. کارشناسان روش های موثری برای جمع آوری، تجزیه و تحلیل، اشتراک گذاری و انتشار داده ها ایجاد می کنند.

عصب زبانشناسی (Neurolinguistics): متخصصان بررسی می کنند که چگونه مغز ما را قادر می سازد زبان را به دست آوریم، ذخیره کنیم، بفهمیم و بیان کنیم. این به گفتاردرمانگران کمک می کند تا راهبردهایی را برای کمک به کودکانی که مشکلات گفتاری دارند یا افرادی که می خواهند پس از سکته مغزی مجدداً صحبت کنند، توسعه دهند.

فیزیولوژی عصبی (Neurophysiology): این به چگونگی ارتباط مغز و عملکردهای آن با بخش‌های مختلف بدن و نقش سیستم عصبی، از سطح زیر سلولی گرفته تا کل اندام‌ها می‌پردازد. این به دانشمندان کمک می کند تا درک کنند که فکر انسان چگونه کار می کند و بینشی در مورد اختلالات مربوط به سیستم عصبی ارائه می دهد.

عصب‌شناس شدن

علوم اعصاب یک حوزه جدید و مهم با مفاهیمی برای هر جنبه ای از نحوه حرکت، تفکر و رفتار افراد است. در سال ۲۰۰۷، تخمین زده شد که شرایط عصبی غیرطبیعی بر ۱ میلیارد نفر در سراسر جهان تأثیر می گذارد.

افرادی که به این حرفه می پیوندند باید به علوم و ریاضیات علاقه داشته باشند. اکثر دانشمندان علوم اعصاب کار خود را با گذراندن مدرک لیسانس در علوم اعصاب قبل از ادامه تحصیل در مقطع دکترا آغاز می کنند.

کسانی که مایل به انجام کارهای بالینی و معالجه بیماران هستند، باید ابتدا به عنوان دکتر پزشکی (MD) آموزش ببینند و یک دوره رزیدنتی پزشکی را تکمیل کنند. آنها همچنین باید آزمون مجوز پزشکی ایالات متحده را بگذرانند.

آنها ممکن است پس از آن دوره پسادکتری را بگذرانند، به عنوان مثال، در یک آزمایشگاه، تا قبل از درخواست شغل، آموزش های بیشتری را دریافت کنند.

بر اساس دفتر آمار کار ایالات متحده، متوسط ​​حقوق سالانه یک دانشمند پزشکی، از جمله دانشمندان علوم اعصاب، در سال ۲۰۱۶ ۸۰۵۳۰ دلار بود. دستمزدها از حداقل ۵۷۰۰۰ دلار تا حداکثر ۱۱۶۸۴۰ دلار متغیر بود.