Hva er beregningens nevrovitenskap?

Computational neuroscience er en mangfoldig og tverrfaglig vitenskap. Det kombinerer mange felt, som kognitiv vitenskap, elektroteknikk, fysikk og informatikk i ett sammenhengende felt. Målet er å forklare en rekke biologiske, hjerne- og nevralsystemrelaterte fenomener fra et flerfaglig synspunkt. Informasjonen innhentet fra slike studier kan være nyttig i fremtiden for forskjellige medisinske felt. Det overordnede, øverste målet med beregningsnervetenskap er å forklare fenomenet bevissthet.

Feltet har flere hovedfokusområder. Et fokus er menneskets hjerne til å diskriminere og lære. Mennesker og dyr har ikke bare muligheten til å skille mellom forskjellige ting, for eksempel vegger og trær, men også til å fortelle forskjellen mellom veldig like ting, for eksempel ansikter. Folk vil fremdeles gjenkjenne ansiktet til en gammel venn i en mengde, selv etter flere års separasjon. Normalt som dette kan høres ut, er det en utrolig bragd som nevrovitenskapsmenn fremdeles sliter med å forstå.

Oppførselen til nevrale nettverk er et annet viktig fokus i beregningsmessig nevrovitenskap. Dette fokuset benytter først og fremst feltet informatikk. Forskere søker å forstå metodene og mønstrene for signaloverføring i hele hjernen. Dette er viktig for nevral modellering, og lager nøyaktige modeller for nevrale interaksjoner i hjernen.

Hukommelse, et tema som har forvirret psykologer i flere tiår, er integrert i beregningsmessig nevrovitenskap. Nevrovitere jobber med å forklare endringene som minner opplever over tid. I hovedsak ønsker de å forklare korttids-, mellomlangtids- og langvarig minne. Den nåværende studien av hukommelse fokuserer i stor grad på synapser, hvordan de endrer seg over tid og hvordan de reagerer på ytre stimuli.

Individuelle nevroner er et hovedtema som interesserer seg for beregningsneurovitenskap. Nettverk av nevroner sender signaler i hele kroppen. Motoriske nevroner forteller deler av kroppen om å virke, mens sensoriske nevroner rapporterer til hjernen om ytre stimuli, for eksempel temperatur.

Mens nevroner bare er enkeltceller, er de ekstra kompliserte. Forskere begynner å se at de reagerer forskjellig på forskjellige stimuli og kan faktisk tilpasse seg over tid om nødvendig. Computational neuroscientists håper å kunne forklare disse fenomenene i en sammenhengende nevrell modell.

Nervesystemet, fra hjernen til tuppene, har sluppet unna full forklaring i evigheter. Bevissthet, det som virkelig skiller mennesker fra de andre organismer, er fortsatt utenfor omfanget av biologi eller psykologi. Computational neuroscience kombinerer flere felt for å forklare disse menneskelige mysteriene. Etter hvert kan feltet komme til en konklusjon om selve bevisstheten.