Wat is computationele neurologie?
Computationele neurowetenschap is een diverse en interdisciplinaire wetenschap. Het combineert vele velden, zoals cognitieve wetenschappen, elektrotechniek, natuurkunde en informatica in één samenhangend veld. Het doel is om een scala aan biologische, hersenen- en neurale systeemgerelateerde fenomenen te verklaren vanuit een multidisciplinair standpunt. De informatie verkregen uit dergelijke studies kan nuttig zijn in de toekomst van verschillende medische gebieden. Het algemene, ultieme doel van computationele neurowetenschappen is het fenomeen van bewustzijn te verklaren.
Het veld heeft verschillende hoofdgebieden. Eén focus is het vermogen van het menselijk brein om te discrimineren en te leren. Mensen en dieren kunnen niet alleen onderscheid maken tussen verschillende dingen, zoals muren en bomen, maar ook het verschil zien tussen zeer vergelijkbare dingen, zoals gezichten. Mensen zullen het gezicht van een oude vriend in een menigte nog steeds herkennen, zelfs na enkele jaren van scheiding. Hoe normaal dit ook klinkt, het is een verbazingwekkende prestatie die neurowetenschappers nog steeds moeite hebben om het te begrijpen.
Het gedrag van neurale netwerken is een ander belangrijk aandachtspunt van computationele neurowetenschappen. Deze focus maakt hoofdzakelijk gebruik van het gebied van informatica. Wetenschappers proberen de methoden en patronen van signaaloverdracht door de hersenen te begrijpen. Dit is essentieel voor neurale modellering en maakt nauwkeurige modellen van neurale interacties in de hersenen.
Geheugen, een onderwerp dat psychologen decennia lang heeft verbijsterd, is een integraal onderdeel van computationele neurowetenschappen. Neurowetenschappers werken aan het verklaren van de veranderingen die herinneringen in de loop van de tijd ondergaan. In wezen willen ze het geheugen op korte, middellange en lange termijn volledig verklaren. De huidige studie van het geheugen richt zich grotendeels op synapsen, hoe deze in de loop van de tijd veranderen en hoe ze reageren op externe prikkels.
Individuele neuronen zijn een belangrijk onderwerp van interesse in computationele neurowetenschappen. Netwerken van neuronen sturen signalen door het hele lichaam. Motorneuronen vertellen delen van het lichaam om te handelen, terwijl sensorische neuronen aan de hersenen rapporteren over externe stimuli, zoals temperatuur.
Hoewel neuronen alleen afzonderlijke cellen zijn, zijn ze buitengewoon complex. Wetenschappers beginnen in te zien dat ze anders reageren op verschillende stimuli en zich inderdaad kunnen aanpassen in de tijd als dat nodig is. Computationele neurowetenschappers hopen deze fenomenen in één samenhangend neuraal model te verklaren.
Het zenuwstelsel, van de hersenen tot de toppen van de tenen, is al eeuwen ontsnapt aan de volledige verklaring. Bewustzijn, datgene dat mensen echt onderscheidt van de andere organismen, valt nog steeds buiten het bereik van de biologie of psychologie. Computationele neurowetenschap combineert verschillende velden om deze menselijke mysteries te verklaren. Uiteindelijk kan het veld een conclusie over bewustzijn zelf bereiken.