Adakah otak manusia, dengan semua keupayaan menyelesaikan masalah dan keupayaan kreatif, cukup kuat untuk memahami dirinya sendiri? Tiada apa pun di alam semesta yang diketahui (kecuali alam semesta itu sendiri) adalah lebih rumit; otak mengandungi kira-kira 100 bilion sel saraf, atau neuron, yang masing-masing dapat berkomunikasi dengan ribuan sel otak yang lain.
Dari Kisah Ini
[×] TUTUP
VIDEO: Trik Otak - Ini Adakah Bagaimana Otak Anda Berfungsi
Kandungan Terkait
- Sel-sel otak untuk bersosial
- Mengesan Lies
Kerana kita primata adalah makhluk visual, mungkin cara terbaik bagi kita untuk memahami otak adalah untuk melihat dengan jelas. Itulah tujuan selama 125 tahun, sejak saintis Sepanyol Santiago Ramón y Cajal mula menggunakan noda yang menandakan neuron individu. Dia mengintip melalui mikroskop di sel-sel yang bernoda dan unjuran seperti cawangan yang mana ia disambungkan ke neuron lain. "Di sini segala-galanya adalah mudah, jelas dan tidak dibantah, " dia menulis tentang pemerhatiannya, permulaan neurosains moden.
Para saintis telah mencipta kaedah untuk menentukan tugas-tugas khusus di mana bidang otak yang berlainan menguasai-contohnya, beberapa neuron, yang dikhaskan untuk memproses penglihatan, mengesan hanya garis mendatar, sementara yang lain merasakan bahaya atau menghasilkan ucapan. Penyelidik telah mencipta peta menggambarkan bagaimana kawasan otak tidak bersebelahan satu sama lain dihubungkan dengan unjuran selular yang panjang yang dikenali sebagai axons. Teknik mikroskop terbaru mendedahkan neuron yang berubah bentuk sebagai tindak balas kepada pengalaman-berpotensi merakam memori. Keupayaan untuk melihat otak dalam cahaya segar telah menimbulkan banyak pemahaman dalam beberapa dekad yang lalu.
Sekarang perintis saintis ke dalam alam semesta ini telah digunakan untuk kegunaan yang berbeza-sebagai objek seni. Carl Schoonover, ahli sains saraf dalam latihan di Columbia University, telah mengumpul imej otak yang menarik untuk buku baru, Portraits of the Mind (Abrams). "Mereka adalah data sebenar, bukan rendisi artis, " katanya. "Inilah yang diperhatikan para pakar neurosains dalam mikroskop, mesin MRI atau sistem elektrofisiologi mereka. Neurosains wujud kerana teknik ini. "
Dengan meminjam gen daripada ubur-ubur neon dan memasukkannya ke dalam DNA cacing atau tikus di makmal, saintis telah membuat cahaya neuron. Teknik pewarnaan Cajal hanya berfungsi pada tisu post-mortem, dan ia menandakan neuron secara rawak, tetapi pewarna baru membolehkan para saintis "mempelajari neuron dalam haiwan dan tisu hidup, " kata Joshua Sanes dari Universiti Harvard dalam esei dalam buku itu.
Salah satu kaedah terbaru bergantung pada gen yang membuat alga sensitif terhadap cahaya. Bersinar cahaya pada neuron yang mengandungi gen boleh mengubah tingkah laku mereka. "Kemajuan itu membolehkan kita memanipulasi aktiviti sel dan sel sel individu menggunakan sinar cahaya, " tulis Terrence Sejnowski dari Institut Salk untuk Kajian Biologi.
Otak tetap misterius, tetapi corak-corak yang ada di dalam gambar-gambar yang kaya dengan sambungan saraf, simetri yang tidak dijangka dan lapisan struktur-menggalakkan saintis percaya bahawa mereka akan menguraikannya. Bagi pihaknya, Schoonover berharap untuk "membuat pembaca berfikir ia patut dicuba untuk mengetahui apa imej itu dan mengapa mereka begitu cantik."
Laura Helmuth adalah editor kanan untuk Smithsonian .
Gambar-gambar dari Potret Minda: Menggambarkan Otak dari Kuno ke Abad ke-21 oleh Carl Schoonover, diterbitkan oleh Abrams.
Hippocampus yang berlapis kaya adalah di mana kenangan dibuat. Tiga komponen utama hippocampus dalam otak tikus ini adalah huruf. (Tamily Weissman, Jeff Lichtman dan Joshua Sanes (2005) / Abrams Books) 
Di bawah keadaan yang betul, corak muncul dari kerumitan besar-besaran otak. Salah satu aplikasi terbaru pengimejan resonans magnetik mengesan aliran air dalam sel, mendedahkan saluran saraf yang membuat sambungan jarak jauh di dalam otak. Dalam imej otak ini, saluran biru pergi antara bahagian atas dan bawah, merah antara kanan dan kiri, dan hijau antara depan dan belakang. (Patric Hagmann (2006) / Abrams Books) 
Pencitraan otak telah berkembang dari anatomi kasar ke litar kompleks. Dalam rajah neurosains yang pertama kali diketahui, oleh Ibn al-Haytham, kira-kira 1027, mata dan saraf optik digambarkan. (Ibn al-Haytham (kira-kira 1027) / Library of Süleymaniye, Istanbul / Abrams Books) 
Lukisan Santiago Ramón y Cajal tahun 1914 melukis badan neuron yang teruk yang ditimbulkan oleh tendrils dari neuron lain. (Santiago Ramón y Cajal (1914) / Prof. Dr. Juan A. de Carlos, Cajal Legacy, Instituto Cajal (CSIC) / Abrams Books) 
Bentuk yang diambil oleh neuron ditentukan oleh fungsinya, seperti cara sekumpulan neuron dianjurkan. Ditunjukkan di sini kluster bujur terang di bahagian otak tetikus sensitif untuk menyentuh; setiap proses isyarat saraf dari pelikat yang berbeza. (Lasani Wijetunge dan Peter Kind, 2008 / Abrams Books) 
Fueling semua aktiviti otak ini, dan asas untuk beberapa teknik pencitraan, adalah rangkaian padat saluran darah halus. (Alfonso Rodríguez-Baeza dan Marisa Ortega-Sánchez (2009) / Abrams Books) 
Ini bukan seni abstrak-ia merupakan perwakilan aktiviti saraf di dalam otak monyet. Bahagian otak ini, yang dipanggil korteks visual, adalah salah satu bahagian pertama otak untuk menerima maklumat dari mata. Korteks visual disesuaikan dengan bentuk mudah, seperti garis lurus. Monyet itu ditunjukkan garis pada orientasi yang berbeza, dan warna yang berbeza mewakili bit korteks yang sangat berminat dengan jenis garis tertentu. Kelompok neuron yang diserlahkan dalam hijau, misalnya, aktif apabila monyet melihat garis menegak; kluster neuron kuning ditala ke garisan mendatar. (Dari Yevgeniy B. Sirotin) 
Apabila otak berfungsi dengan baik, bahagian yang berlainan disambungkan oleh serat panjang yang dipanggil axons (lihat gambar 2). Tetapi apabila otaknya rosak (seperti dalam gambar ini dari seorang pesakit yang mengalami strok di bahagian otak yang disebut thalamus), sambungannya pecah. (Berniaga Henning U. Voss) 
Neuron berkomunikasi dengan satu sama lain dengan melepaskan bahan kimia, seperti dopamin, dari kantung yang dipanggil vesikel. Vesikel yang dilihat di sini dalam sel fibroblast, mempunyai salutan luar geodesik yang akhirnya muncul melalui sisi sel dan melepaskan mesej kimianya untuk dikesan oleh jiran-jiran sel itu. (Imej yang dihasilkan oleh John Heuser, MD) 
Sel-sel kita dikelilingi oleh perancah protein yang mengekalkan bentuk sel. Di bawah mikroskop elektron, serat protein yang dipanggil filamen actin kelihatan seperti tali yang diikat. (Imej yang dihasilkan oleh John Heuser, MD) 
The hippocampus adalah tempat kenangan. Sekiranya ia rosak, anda dapat mengingati perkara-perkara yang berlaku lama sebelum kecederaan tetapi anda tidak dapat membuat kenangan baru. (Berniaga oleh Thomas Deerinck dan Mark Ellisman) 
Terima cerebellum-lobus tisu yang berbelit di belakang dan bahagian bawah otak-untuk keupayaan anda menari atau menunggang basikal. Ini semua mengenai koordinasi motor. Dalam kepingan tisu cerebellar ini, sel sokongan yang dipanggil glia berwarna biru, dan sel yang dipanggil neuron Purkinje berwarna hijau. Neuron purkinje adalah beberapa neuron terbesar di dalam otak dan mempunyai rangkaian unjuran yang luas yang dipanggil dendrit. (Berniaga oleh Thomas Deerinck dan Mark Ellisman) 
Beberapa tahun yang lalu, ahli sains saraf menduga bagaimana cara mengambil dua protein neon yang bercahaya di hijau atau merah dan menjadikannya pelangi warna yang berbeza yang boleh dimasukkan ke dalam neuron individu. Di sini teknik itu digunakan untuk mencemari sel-sel di dalam cerebellum. Keputusan? "Tikus Brainbow dihasilkan oleh J. Livet, TA Weissman, H. Kang, RW Draft, J. Lu, RA Bennis, JR Sanes, JW Lichtman) 
Hippocampus padat berlapis, yang ternyata penting untuk ingatan, adalah subjek lukisan 1895 oleh Joseph Jules Dejerine. (Fotografi oleh Dwight Primiano, Pusat Anatomie des nerveux Paris, Rueff, 1895-1901) 
Buku Carl Schoonover termasuk esei oleh beberapa pakar neurosains terkemuka di dunia. (Sumbangan dari Abrams Books)
