عالم أعصاب

يركز علماء الأعصاب بشكل أساسي على دراسة وبحث الجهاز العصبي ، الذي يتكون من الدماغ والحبل الشوكي والخلايا العصبية . قد تركز دراسات الجهاز العصبي على المستوى الخلوي، كما في دراسات قنوات الأيونات ، أو على المستوى الجهازي، كما في الدراسات السلوكية أو المعرفية. يُخصص جزء كبير من دراسات الجهاز العصبي لفهم الأمراض التي تصيبه، مثل التصلب المتعدد ، ومرض الزهايمر ، ومرض باركنسون ، ومرض التصلب الجانبي الضموري (ALS) . تُجرى هذه الأبحاث عادةً في مؤسسات بحثية وجامعات خاصة وحكومية وعامة. ^{[ 4 ]}

من المهام الشائعة لعلماء الأعصاب ما يلي: ^{[ 5 ]}

• تطوير التجارب وقيادة مجموعات من الأشخاص في أدوار داعمة
• إجراء تحليل البيانات العصبية النظرية والحسابية
• البحث والتطوير لعلاجات جديدة للاضطرابات العصبية
• العمل مع الأطباء لإجراء دراسات تجريبية على أدوية جديدة على المرضى الراغبين في المشاركة.
• اتباع إجراءات وإرشادات السلامة والنظافة
• تشريح العينات التجريبية

بلغ متوسط ​​الراتب الإجمالي لعلماء الأعصاب في الولايات المتحدة 79,940 دولارًا أمريكيًا في مايو 2014. ويعمل علماء الأعصاب عادةً بدوام كامل. يوضح الجدول أدناه متوسط ​​الرواتب في أماكن العمل الشائعة في الولايات المتحدة. ^{[ 5 ]}

يُجري علماء الأعصاب أبحاثًا ودراساتٍ حول الجوانب البيولوجية والنفسية للجهاز العصبي. ^{[ 5 ]} بعد إتمام برامج ما بعد الدكتوراه، يتابع 39% منهم دراسات الدكتوراه، بينما يشغل 36% وظائف أكاديمية. [ ^{6 ] يستخدم} علماء الأعصاب طيفًا واسعًا من الأساليب الرياضية، وبرامج الحاسوب، والأساليب البيوكيميائية، وتقنيات التصوير مثل التصوير بالرنين المغناطيسي ، والتصوير المقطعي المحوسب للأوعية الدموية ، والتصوير المقطعي بالرنين المغناطيسي الموزون بالانتشار .^{[ 7 ]} تُمكّن تقنيات التصوير العلماء من رصد التغيرات الفيزيائية في الدماغ والحبل الشوكي، عند حدوث الإشارات. كما يُمكن لعلماء الأعصاب الانضمام إلى العديد منمنظمات، حيث يُمكنهم نشر وقراءة أبحاثهم في مواضيع متنوعة.

يتوقع علم الأعصاب نموًا في الوظائف بنحو 8% خلال الفترة من 2014 إلى 2024، وهو معدل نمو يفوق المتوسط ​​بكثير مقارنةً بالمهن الأخرى. تشمل العوامل المؤدية إلى هذا النمو شيخوخة السكان، والاكتشافات الجديدة التي تفتح آفاقًا جديدة للبحث، وزيادة استخدام الأدوية. كما سيستمر التمويل الحكومي للبحوث في التأثير على الطلب على هذا التخصص. ^{[ 5 ]}

يلتحق علماء الأعصاب عادةً ببرنامج بكالوريوس مدته أربع سنوات، ثم ينتقلون إلى برنامج الدكتوراه للدراسات العليا. بعد إتمام دراساتهم العليا، قد يواصل علماء الأعصاب العمل في مجال ما بعد الدكتوراه لاكتساب المزيد من الخبرة المخبرية واستكشاف أساليب مخبرية جديدة. خلال سنوات دراستهم الجامعية، يدرس علماء الأعصاب عادةً مقررات في العلوم الفيزيائية وعلوم الحياة لتأسيس قاعدة متينة في مجال البحث. تشمل التخصصات الجامعية الشائعة علم الأحياء ، وعلم الأعصاب السلوكي ، وعلم الأعصاب الإدراكي . ^{[ 8 ]}

يوجد لدى العديد من الكليات والجامعات الآن برامج تدريبية لدرجة الدكتوراه في علوم الأعصاب، وغالبًا ما تتضمن هذه البرامج أقسامًا بين علم الأعصاب المعرفي والخلوي والجزيئي والحسابي وعلم الأعصاب النظمي .

يتميز علم الأعصاب بمنظور فريد، إذ يُمكن تطبيقه في نطاق واسع من التخصصات، ولذا تتنوع مجالات عمل علماء الأعصاب. قد يدرس علماء الأعصاب مواضيع تتراوح بين نصفي الدماغ الكبيرين وصولًا إلى النواقل العصبية والتشابكات العصبية التي تحدث في الخلايا العصبية على المستوى الميكروسكوبي. ومن بين المجالات التي تجمع بين علم النفس وعلم الأحياء العصبي ، علم الأعصاب الإدراكي وعلم الأعصاب السلوكي. يدرس علماء الأعصاب الإدراكي الوعي البشري ، وتحديدًا الدماغ، وكيف يُمكن فهمه من خلال عدسة العمليات الكيميائية الحيوية والفيزيائية الحيوية. ^{[ 9 ]} يشمل علم الأعصاب السلوكي الجهاز العصبي بأكمله، والبيئة، والدماغ، وكيف تُظهر لنا هذه المناطق جوانب من التحفيز والتعلم والمهارات الحركية، إلى جانب العديد من الجوانب الأخرى. ^{[ 10 ]} يستخدم علم الأعصاب الحسابي النماذج الرياضية لفهم كيفية معالجة الدماغ للمعلومات. ^{[ 11 ]}

تعود بعض أقدم الكتابات عن الدماغ إلى المصريين القدماء . ففي حوالي عام 3000 قبل الميلاد، أشار أول وصف مكتوب معروف للدماغ إلى أن موقع إصابات الدماغ قد يكون مرتبطًا بأعراض محددة. وقد خالفت هذه الوثيقة النظرية السائدة في ذلك الوقت. وتتسم معظم كتابات المصريين القدماء الأخرى بطابع روحي، إذ تصف الفكر والمشاعر بأنها من مسؤوليات القلب . وقد لاقت هذه الفكرة قبولًا واسعًا، ويمكن العثور عليها في أوروبا خلال القرن السابع عشر . ^{[ 12 ]}

اعتقد أفلاطون أن الدماغ هو مركز العمليات العقلية. أما أرسطو ، فقد اعتقد أن القلب هو مصدر العمليات العقلية وأن الدماغ يعمل كنظام تبريد للجهاز القلبي الوعائي. ^{[ 13 ]}

وصف جالينوس وظائف الأعصاب القحفية السبعة ، وقدم فهمًا أساسيًا للحبل الشوكي . اعتقد أن الإحساس الحسي ينشأ في منتصف الدماغ، بينما ينشأ الإحساس الحركي في الجزء الأمامي منه. طرح جالينوس بعض الأفكار حول اضطرابات الصحة العقلية وأسبابها، إذ اعتقد أن السبب هو تراكم الصفراء السوداء ، وأن الصرع ناتج عن البلغم . لم تُطعن ملاحظات جالينوس في علم الأعصاب لسنوات عديدة. ^{[ 14 ]}

كانت المعتقدات السائدة في العصور الوسطى تؤيد عموماً مقترحات جالينوس، بما في ذلك نسبة العمليات العقلية إلى بطينات محددة في الدماغ. وقد حُددت وظائف مناطق الدماغ بناءً على نسيجها وتكوينها: إذ نُسبت وظيفة الذاكرة إلى البطين الخلفي، وهو منطقة أكثر صلابة في الدماغ، وبالتالي مكان مناسب لتخزين الذاكرة. ^{[ 12 ]}

حوّل أندرياس فيزاليوس مسار دراسة علم الأعصاب بعيدًا عن التركيز التشريحي؛ إذ اعتبر إسناد الوظائف بناءً على الموقع أمرًا بدائيًا. وانطلاقًا من رفضه للمقترحات السطحية التي طرحها جالينوس والمعتقدات السائدة في العصور الوسطى، لم يعتقد فيزاليوس أن دراسة التشريح ستؤدي إلى أي تقدم جوهري في فهم التفكير والدماغ. ^{[ 12 ]}

يعمل علماء الأعصاب على إثبات أن الدماغ أكثر مرونة وقدرة على التغيير مما كنا نعتقد سابقًا. وقد استعانوا بأبحاث سابقة لعلماء النفس لتوضيح كيفية عمل هذه الملاحظات، وتقديم نموذج لها.

إحدى الدراسات السلوكية الحديثة هي دراسة بيلة الفينيل كيتون (PKU) ، وهو اضطراب يُلحق ضررًا بالغًا بالدماغ نتيجة ارتفاع مستويات حمض الفينيل ألانين الأميني إلى مستويات سامة . قبل أن يدرس علماء الأعصاب هذا الاضطراب، لم يكن لدى علماء النفس فهم آلي لكيفية تسببه في ارتفاع مستويات هذا الحمض الأميني ، وبالتالي لم يكن العلاج مفهومًا جيدًا، وغالبًا ما كان غير كافٍ. استخدم علماء الأعصاب الذين درسوا هذا الاضطراب الملاحظات السابقة لعلماء النفس لاقتراح نموذج آلي ساهم في فهم أفضل للاضطراب على المستوى الجزيئي. أدى ذلك بدوره إلى فهم أفضل للاضطراب ككل، وغير العلاج بشكل كبير، مما أدى إلى تحسين حياة المرضى المصابين به. ^{[ 15 ]}

تناولت دراسة حديثة أخرى الخلايا العصبية المرآتية ، وهي خلايا عصبية تنشط عند تقليد أو مراقبة حيوان أو شخص آخر يقوم بتعبير أو حركة أو إيماءة معينة. استخدم علماء الأعصاب في هذه الدراسة ملاحظات علماء النفس لإنشاء نموذج لكيفية عمل هذه الملاحظة. كانت الملاحظة الأولية هي أن الأطفال حديثي الولادة يقلدون تعابير الوجه التي تُرى لهم. لم يكن العلماء متأكدين من أن الأطفال حديثي الولادة قد تطوروا بما يكفي لامتلاك خلايا عصبية معقدة تسمح لهم بتقليد أشخاص مختلفين، وأن هناك عاملاً آخر يمكّنهم من تقليد التعابير. ثم قدم علماء الأعصاب نموذجًا لما يحدث، وخلصوا إلى أن الأطفال يمتلكون بالفعل هذه الخلايا العصبية التي تنشط عند مشاهدة تعابير الوجه وتقليدها. ^{[ 15 ]}

درس علماء الأعصاب أيضًا تأثيرات "الرعاية" على نمو الدماغ. أجرى شاول شانبرغ وعلماء أعصاب آخرون دراسة حول أهمية اللمس الحنون لنمو أدمغة الفئران. ووجدوا أن الفئران التي حُرمت من رعاية الأم لمدة ساعة واحدة فقط عانت من انخفاض في وظائف عمليات مثل تخليق الحمض النووي وإفراز الهرمونات. ^{[ 15 ]}

وجد مايكل ميني وزملاؤه أن صغار الفئران التي حظيت برعاية واهتمام كبيرين كانت أقل خوفًا، وأكثر استجابةً للضغوط، وأداءً وظيفيًا أفضل ولفترات أطول عند بلوغها النضج الكامل. كما وجدوا أن الفئران التي حظيت باهتمام كبير في فترة المراهقة منحت صغارها نفس القدر من الاهتمام، مما يدل على أن الفئران تربي صغارها بنفس الطريقة التي رُبّيت بها. وقد لوحظت هذه النتائج أيضًا على المستوى المجهري، حيث تم التعبير عن جينات مختلفة لدى الفئران التي حظيت برعاية كبيرة، بينما لم يتم التعبير عن هذه الجينات نفسها لدى الفئران التي تلقت اهتمامًا أقل. ^{[ 15 ]}

لم تقتصر دراسة تأثيرات الرعاية واللمس على الفئران فحسب، بل شملت أيضًا حديثي الولادة من البشر . وقد أجرى العديد من علماء الأعصاب دراساتٍ أظهرت أهمية اللمس لدى حديثي الولادة. وقد انطبقت النتائج نفسها التي ظهرت على الفئران على البشر أيضًا. فقد كان نمو الأطفال الذين تلقوا قدرًا أقل من اللمس والرعاية أبطأ من نمو الأطفال الذين حظوا بقدرٍ كبير من الاهتمام والرعاية. كما كانت مستويات التوتر أقل لدى الأطفال الذين تلقوا رعاية منتظمة، وكان نموهم المعرفي أعلى نتيجةً لزيادة اللمس. ^{[ 15 ]} ويزدهر نسل البشر، تمامًا كما يزدهر نسل الفئران، بفضل الرعاية، كما أظهرت ذلك دراساتٌ عديدةٌ لعلماء الأعصاب.

• 

  توماس سي. سودوف (2013) لاكتشافه نظام التحكم الدقيق في إطلاق الناقلات العصبية . ^{[ 16 ]}

• يعود الفضل في تطوير طريقة التلوين بالفضة إلى كاميلو غولجي وسانتياغو رامون إي كاخال (1906) ، والتي كشفت عما سيُعرف لاحقًا بالخلايا العصبية الفردية. وقد أدت تفسيرات كاخال للصور التي أنتجتها تقنية التلوين الخاصة بغولجي إلى تبني نظرية الخلية العصبية . ^{[ 17 ]}
• تشارلز شيرينغتون وإدغار أدريان (1932) لاكتشافاتهما الوظيفة العامة للخلايا العصبية، بما في ذلك الإشارات المثيرة والمثبطة، واستجابة الألياف العصبية التي تعتمد على مبدأ الكل أو لا شيء. ^{[ 18 ]}
• السير هنري ديل وأوتو لوي (1936) لاكتشاف الناقلات العصبية وتحديد الأستيل كولين . ^{[ 19 ]}
• يُنسب الفضل في اكتشافات جوزيف إرلانجر وهربرت جاسر (1944) إلى الاكتشافات التي توضح التوقيت المتنوع الذي تُظهره الألياف العصبية المفردة. ^{[ 20 ]}
• والتر رودولف هيس وأنطونيو كايتانو إيغاس مونيز (1949) لاكتشاف التنظيم الوظيفي للدماغ المتوسط ​​وللقيمة العلاجية المثيرة للجدل ^{[ 21 ]} لاستئصال الفص الجبهي على التوالي.
• آلان هودجكين ، وأندرو هكسلي ، والسير جون إيكلز (1963) لاكتشافهم الأساس الأيوني لجهد الفعل والتيارات العيانية من خلال استخدامهم للمحور العصبي العملاق للحبار . ^{[ 22 ]}
• يُنسب الفضل إلى السير برنارد كاتز ، وأولف فون أويلر ، وجوليوس أكسلرود (1970) في اكتشاف الآليات المسؤولة عن تخزين الناقلات العصبية وإطلاقها وتعطيلها. وشمل عملهم اكتشاف الحويصلة المشبكية وإطلاق الناقلات العصبية الكمي . ^{[ 23 ]}
• روجر غيليمين وأندرو ف. شالي (1977) لاكتشافهما إنتاج هرمون الببتيد في الدماغ . ^{[ 24 ]}
• روجر دبليو. سبيري ، وديفيد إتش. هوبل، وتورستن إن. ويزل (1981) لاكتشافاتهم المتعلقة بتخصص نصفي الكرة المخية والجهاز البصري على التوالي. ^{[ 25 ]}
• ستانلي كوهين وريتا ليفي مونتالسيني (1986) لاكتشافهما عامل نمو الأعصاب (NGF) وكذلك عامل نمو البشرة (EGF). ^{[ 26 ]}
• يُنسب الفضل إلى إروين نيهر وبيرت ساكمان (1991) في تطوير تقنية تسجيل التثبيت الموضعي ، مما أتاح لأول مرة مراقبة تدفق التيار عبر قنوات أيونية فردية. كما قام نيهر وساكمان بتوصيف خصوصية القنوات الأيونية . ^{[ 27 ]}
• أرفيد كارلسون ، وبول جرينجارد، وإريك كاندل (2000) لاكتشاف مسارات نقل الإشارات العصبية عند ارتباط الناقل العصبي، بالإضافة إلى تحديد الدوبامين كناقل عصبي أساسي. ^{[ 28 ]}
• ريتشارد أكسل وليندا ب. باك (2004) لاكتشافاتهما المتعلقة بالجهاز الشمي ^{[ 29 ]}
• جون أوكيف ، وإدفارد آي. موزر، وماي بريت موزر (2014) لاكتشافاتهم للخلايا التي تشكل نظام تحديد المواقع في الدماغ. ^{[ 30 ]}
• جيفري سي هول ، ومايكل روشباش ، ومايكل دبليو يونغ (2017) "لاكتشافاتهم للآليات الجزيئية التي تتحكم في الإيقاع اليومي " ^{[ 31 ]}

• فيكتور فرانكنشتاين ، الشخصية الرئيسية في رواية ماري شيلي التي صدرت عام 1818 بعنوان فرانكنشتاين؛ أو، بروميثيوس الحديث
• إيمي فارا فاولر ، الحاصلة على درجة الدكتوراه، هي الشخصية الرئيسية في مسلسل "نظرية الانفجار العظيم" على شبكة سي بي إس . وتؤدي دورها مايم بياليك ، الحاصلة أيضاً على درجة الدكتوراه في علم الأعصاب.
• الدكتور كاميرون جودكين، الشخصية الرئيسية في رواية ستيتشرز . قبل عمله في وكالة الأمن القومي، كان باحثًا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا .