آیا تصویر روشنی از مغز و عملکرد آن حین فکر کردن یا به خاطر آوردن، در ذهن‌تان دارید؟ پاسخ شما مثبت باشد یا منفی، بد نیست به کتاب تازه کارل اسکونافر به نام «تصاویری از مغز»، سری بزنیم تا ببینیم دانشمندان چگونه ارتباطات در مغز و عملکرد آنرا طی سال‌ها به تصویر کشیده‌اند.

پیاز بویایی
اولین‌بار در سال 1875 فیزیولوژیست شهیر ایتالیایی کامیلو گلژی، روشی را برای تشریح و بررسی کامل سلول‌های عصبی ابداع کرد. او در این تکنیک، دی‌کرومات‌پتاسیم و نیترات‌نقره را به بافت عصبی اضافه کرد تا نورون‌ها به صورت بلورهای کوچکی از کرومات‌نقره‌ درون سلول‌ها دیده شوند. این تکنیک که بعدها «روش گلژی» نام گرفت، تاکنون در سطح وسیعی برای تهیه نقشه عملکرد سلول‌های عصبی گوناگون به کار گرفته شده است.

این تصویر که توسط گلژی از پیاز بویایی یک سگ با استفاده از همین تکنیک تهیه شده، واکنش‌های عصبی را در این منطقه از مغز نشان می‌دهد. گلژی را می‌توان آغازگر علم عصب‌شناسی مدرن نامید.

ژن JAM-B
روش گلژی تنها به عصب‌شناسان اجازه تهیه نقشه و بررسی سلول‌های عصبی مرده را می‌داد. مشاهده و بررسی سلول‌های عصبی زنده، ارتباطات لحظه‌ای و اتصالات آنها تا بیش از یک قرن بعد که داگلاس پراشر موفق به کشف توالی ژن تولید‌کننده پروتئین‌های فلورسنت در نوعی عروس دریایی و تکثیر این ماده شد، ناشناخته ماند.

این پروتئین‌ها که در دهه 1990 کشف شدند، در اثر پرتوهای آبی، رنگ سبز شفافی خواهد یافت. زمانی که این پروتئین‌ها به پروتئین‌های دیگر در بافت‌های زنده متصل شوند، با درخشش نشان می‌دهند کدام ژن‌ها در کدام نقطه از سلول فعال هستند.
در این سلول‌های شبکیه، تنها نورون‌های دارای ژن JAM-B از خاصیت فلوئورسانس برخوردار هستند و به همین دلیل فضای میانی آنها تاریک است.

این سلول‌ها توسط رشته‌های بسیار‌باریکی به یکدیگر متصل شده‌اند که دندریت نام دارند و و وظیفه آنها هدایت و انتقال پالس‌های الکتریکی به نورون‌ها است. تمامی این سلول‌ها و دندریت‌ها در یک لحظه روشن شده‌اند و مسیر یکسانی را در تمامی دندریت‌ها نشان می‌دهند. این سلول‌های عصبی شبکیه تنها به حرکات رو به بالا واکنش نشان می‌دهند.

ایمونوهیستوشیمی
در این تصویر رشته‌های زرد درخشانی از آکسون‌ها را مشاهده می‌کنید که توسط تکنیک‌های ایمونوهیستوشیمی قابل‌رؤیت شده‌اند. این رشته‌های عصبی بلند وظیفه ارسال پیام‌های الکتروشیمیایی از یاخته را به دیگر سلول‌های عصبی به عهده دارند.

در تکنیک‌های ایمونوهیستوشیمی که برای ردیابی و شناسایی مقصد این پیام‌های عصبی مورد استفاده قرار می‌گیرند از پادتن‌های برچسب‌گذاری‌شده با رنگ یا نشاندارشده توسط پروتئین‌های فلوئورسانس استفاده می‌شود. این مولکول‌ها هنگام اتصال به مولکول‌های اختصاصی-پادگن‌ها- در مقصد نهایی شروع به درخشش یا تغییر رنگ خواهند کرد.

یک سلول عصبی
این تصویر از یک سلول عصبی توسط میکروسکوپ الکترونی پویشی گرفته شده است. در واقع جریان حرکت الکترون‌ها توسط یک حسگر ردیابی شده و در نهایت تصویر کلی این سلول عصبی تهیه شده است.

منطقه میانی و برجسته تصویر، بخش مرکزی یاخته عصبی است که هسته و در نتیجه اغلب اطلاعات ژنتیکی سلول در آن جای دارد. رشته‌های منشعب شده از سلول، دندریت‌ها هستند که وظیفه دریافت پالس‌های الکتریکی و رساندن آنها را به سلول‌های عصبی به عهده دارند.

هیپوکامپ
این مقطع عرضی که از هیپوکامپ موش تهیه شده، پیچیدگی ساختار درونی این بخش از مغز را به خوبی نشان می‌دهد. این نام به دلیل شکل ظاهری این بخش، از واژه لاتین hippocampus به معنی اسب دریایی اقتباس شده است. سلول‌های عصبی این بخش را می‌توانید به شکل نقاط دایره‌ای‌شکل کوچک با رنگ‌های گوناگون تماشا کنید. بخش بالایی تصویر نئوکورتکس یا قشر تازه مخ را نشان می‌دهد.

حجم وسیعی از اطلاعات حسی از طریق قشر مخ به این منطقه وارد می‌شوند.

نئوکورتکس
این نمای نزدیک از قشر تازه مخ در موش، بخشی از مغز را نشان می‌دهد که وظایف حساسی را به عهده دارد. از جمله این اعمال شناختی می‌توان به هشیاری و درک فضائی که باعث تشخیص لایه‌های متعدد افقی در این تصویر می‌شود، اشاره کرد. طرح‌های روشن و تاریک پس‌زمینه نیز لایه‌های متعددی از سلول‌های عصبی را نشان می‌دهند.

اطلاعات حسی ابتدا به سلول‌های تشکیل‌دهنده نوار تاریک در بخش بالای تصویر می‌رسند و سپس توسط سلول‌های عصبی به دیگر بخش‌های مخ ارسال خواهند شد.