علم الأعصاب النظمي والدوائري
يدرس علم الأعصاب النظمي والدوائري كيفية تنظيم مجموعات الخلايا العصبية في أنظمة ودوائر وظيفية تستشعر العالم، وتولد الحركة، وتشكل العاطفة واليقظة. إنه مستوى التحليل الذي يقع بين علم الأعصاب الخلوي والجزيئي أدناه والإدراك والسلوك أعلاه، متسائلاً كيف تؤدي المسارات التشريحية وأنماط النشاط العصبي إلى الإدراك والفعل والحالة الداخلية.
Definition
علم الأعصاب النظمي والدوائري هو دراسة بنية وديناميكيات الدوائر العصبية المحددة والأنظمة واسعة النطاق، وربط الاتصال التشريحي والنشاط الفسيولوجي بالوظائف الحسية، الحركية، العاطفية، والمنظمة للحالة.
Scope
يوجه هذا المجال القارئ إلى الأنظمة الوظيفية الرئيسية للجهاز العصبي: الأنظمة البصرية، الحركية، الحسية الجسدية، الحوفية، وأنظمة الانتباه أو اليقظة. إنه نظرة عامة مرجعية تعليمية تؤطر إدخالات الموضوعات التفصيلية التي تقع تحتها؛ وهو ليس إرشادًا سريريًا ولا يتناول التشخيص أو العلاج.
Sub-topics
Core questions
- كيف تتحول المدخلات الحسية على طول المسارات المنظمة إلى تمثيلات إدراكية؟
- كيف تخطط الدوائر الحركية للحركة وتختارها وتنفذها؟
- كيف يتم تنظيم العاطفة والتحفيز واليقظة بواسطة الدوائر الموزعة وأنظمة التعديل العصبي؟
- كيف تدعم البنى الدائرية الهرمية والمتوازية هذه الوظائف؟
Key concepts
- الخرائط الطوبوغرافية والحسية الجسدية
- الحقول الاستقبالية وانتقائية الميزات
- المعالجة الهرمية والمتوازية
- الحلقات القشرية-العقد القاعدية-المهادية-القشرية المتوازية
- أنظمة التعديل العصبي واليقظة
- شبكات الدماغ واسعة النطاق والاتصالية
Mechanisms
تُبنى الأنظمة الوظيفية من دوائر تفرض فيها الروابط التشريحية المنظمة عمليات حسابية على النشاط العصبي. ترسم الأنظمة الحسية أسطح المستقبلات على القشرة بطريقة طوبوغرافية وتستخلص ميزات أكثر تعقيدًا تدريجيًا على طول المسارات الهرمية، كما هو موضح للقشرة البصرية بواسطة هوبل وويزل وللقشرة الحسية الجسدية بواسطة ماونت كاسل. تعتمد الوظائف الحركية والحوفية جزئيًا على حلقات متوازية ومنفصلة جزئيًا عبر العقد القاعدية والمهاد التي وصفها ألكسندر وزملاؤه. على أوسع نطاق، تشكل هذه الدوائر شبكات هيكلية ووظيفية يمكن تحليل تنظيمها باستخدام طرق نظرية الرسم البياني، كما لخصها بولمور وسبورنز.
Clinical relevance
تدعم الأنظمة الموصوفة هنا علم الأعصاب السريري والطب النفسي: فاضطرابات الرؤية، الحركة، الإحساس، العاطفة، واليقظة ترتبط بخلل في دوائر محددة. يشرح هذا المدخل التنظيم الطبيعي لهذه الأنظمة كخلفية لفهم المرض؛ وهو مادة مرجعية تعليمية وليست أساسًا للتشخيص أو العلاج الفردي.
Evidence & guidelines
تستند قاعدة المعرفة في علم الأعصاب النظمي إلى أدلة متقاربة من الفيزيولوجيا الكهربائية أحادية الوحدة، وتتبع المسارات التشريحية، ودراسات الآفات، والتصوير العصبي البشري بدلاً من التجارب السريرية. وقد أرست الدراسات الأولية التأسيسية (على سبيل المثال ماونت كاسل وهوبل وويزل) التنظيم العمودي والطوبوغرافي للقشرة، وتدمج تحليلات الشبكات الحديثة هذه في تفسيرات على مستوى الأنظمة؛ وتوجد المعالجات المرجعية القياسية في كتب علم الأعصاب الشاملة.
History
نشأ علم الأعصاب النظمي من جهود القرنين التاسع عشر والعشرين لتحديد موقع الوظيفة في الدماغ ورسم خرائط المسارات الحسية والحركية. كشفت تسجيلات الوحدة الواحدة في منتصف القرن العشرين لماونت كاسل في القشرة الحسية الجسدية وهوبل وويزل في القشرة البصرية عن التنظيم العمودي والهرمي للقشرة الحسية، بينما وسعت الأعمال اللاحقة على حلقات العقد القاعدية، ومؤخرًا، على الاتصالية واسعة النطاق، المجال من الدوائر الفردية إلى شبكات الدماغ بأكملها.
Key figures
- Vernon Mountcastle
- David Hubel
- Torsten Wiesel
- Garrett Alexander
- Olaf Sporns
Related topics
Seminal works
- mountcastle-1957
- hubel-wiesel-1968
- alexander-1990
Frequently asked questions
- كيف يختلف علم الأعصاب النظمي عن علم الأعصاب الخلوي أو الجزيئي؟
- يدرس علم الأعصاب الخلوي والجزيئي الخلايا العصبية الفردية، والمشابك، والجينات والجزيئات داخلها، بينما يدرس علم الأعصاب النظمي والدوائري كيفية توصيل مجموعات الخلايا العصبية معًا في دوائر وأنظمة تؤدي وظائف مثل الرؤية أو الحركة أو تنظيم العاطفة.
- ما الذي يعتبر 'نظامًا' في الجهاز العصبي؟
- النظام العصبي هو مجموعة من الهياكل المتصلة التي تخدم معًا وظيفة متماسكة، مثل النظام البصري، أو النظام الحركي، أو النظام الحوفي؛ يُدرس كل منها كمسار منظم له مدخلات وتحولات ومخرجات مميزة.