يعمل علماء الأعصاب عمومًا كباحثين في كلية أو جامعة أو وكالة حكومية أو بيئة صناعية خاصة . [3] في المهن الموجهة نحو البحث، يقضي علماء الأعصاب وقتهم عادةً في تصميم وتنفيذ التجارب العلمية التي تساهم في فهم الجهاز العصبي ووظيفته. يمكنهم الانخراط في أبحاث أساسية أو تطبيقية. يسعى البحث الأساسي إلى إضافة معلومات إلى فهمنا الحالي للجهاز العصبي، بينما يسعى البحث التطبيقي إلى معالجة مشكلة معينة، مثل تطوير علاج لاضطراب عصبي . عادةً ما يشارك علماء الأعصاب الموجهون نحو الطب الحيوي في الأبحاث التطبيقية. يتمتع علماء الأعصاب أيضًا بعدد من الفرص المهنية خارج نطاق البحث، بما في ذلك المهن في الصناعة والكتابة العلمية وإدارة البرامج الحكومية والدعوة العلمية والتعليم. [4] يحمل هؤلاء الأفراد عادةً درجات الدكتوراه في العلوم، ولكن قد يحملون أيضًا درجة الماجستير.
نظرة عامة على الوظيفة
المسمى الوظيفي
تشريح دماغ خروف
يركز علماء الأعصاب بشكل أساسي على دراسة وبحث الجهاز العصبي . يتكون الجهاز العصبي من الدماغ والحبل الشوكي والخلايا العصبية . قد تركز دراسات الجهاز العصبي على المستوى الخلوي، كما هو الحال في دراسات القنوات الأيونية ، أو قد تركز بدلاً من ذلك على المستوى الجهازي كما هو الحال في الدراسات السلوكية أو المعرفية. يتم تخصيص جزء كبير من دراسات الجهاز العصبي لفهم الأمراض التي تصيب الجهاز العصبي، مثل التصلب المتعدد ومرض الزهايمر ومرض باركنسون ومرض لو جيريج . يحدث البحث عادة في مؤسسات البحث والجامعات الخاصة والحكومية والعامة. [5]
بعض المهام الشائعة لعلماء الأعصاب هي: [6]
تطوير التجارب وقيادة مجموعات من الأشخاص في الأدوار الداعمة
إجراء تحليل البيانات العصبية النظرية والحسابية
البحث والتطوير لعلاجات جديدة للاضطرابات العصبية
العمل مع الأطباء لإجراء دراسات تجريبية على أدوية جديدة على المرضى الراغبين
اتباع إجراءات وإرشادات السلامة والصرف الصحي
تشريح العينات التجريبية
مرتب
بلغ متوسط الراتب الإجمالي لعلماء الأعصاب في الولايات المتحدة 79.940 دولارًا في مايو 2014 [ أين؟ ] . عادةً ما يكون علماء الأعصاب موظفين بدوام كامل. تظهر الرواتب المتوسطة في أماكن العمل الشائعة في الولايات المتحدة أدناه. [6]
أماكن العمل المشتركة
متوسط الأجر السنوي
الكليات والجامعات
58,140 دولار
المستشفيات
73,590 دولار
المختبرات
82,700 دولار
البحث والتطوير
90,200 دولار
الصيدلة
150,000 دولار
بيئة العمل
يقوم علماء الأعصاب بالبحث ودراسة الجوانب البيولوجية والنفسية للجهاز العصبي. [6] بمجرد أن ينهي علماء الأعصاب برامج ما بعد الدكتوراه، يواصل 39٪ منهم أداء المزيد من أعمال الدكتوراه، بينما يتولى 36٪ منهم وظائف أعضاء هيئة التدريس. [ 7] يستخدم علماء الأعصاب مجموعة واسعة من الأساليب الرياضية وبرامج الكمبيوتر والأساليب الكيميائية الحيوية وتقنيات التصوير مثل التصوير بالرنين المغناطيسي وتصوير الأوعية الدموية المقطعي المحوسب وتصوير موتر الانتشار .[8] تسمح تقنيات التصوير للعلماء بمراقبة التغيرات الجسدية في الدماغ والحبل الشوكي أثناء حدوث الإشارات. يمكن لعلماء الأعصاب أيضًا أن يكونوا جزءًا من العديد من منظمات علم الأعصاب المختلفة حيث يمكنهم نشر وقراءة مواضيع بحثية مختلفة.
التوقعات الوظيفية
من المتوقع أن يشهد علم الأعصاب نموًا في الوظائف بنحو 8% من عام 2014 إلى عام 2024، وهو معدل نمو وظيفي أكبر بكثير من المتوسط مقارنة بالمهن الأخرى. وتشمل العوامل المؤدية إلى هذا النمو الشيخوخة السكانية، والاكتشافات الجديدة التي تؤدي إلى مجالات بحثية جديدة، والاستخدام المتزايد للأدوية. كما سيستمر التمويل الحكومي للأبحاث في التأثير على الطلب على هذا التخصص. [6]
تعليم
يلتحق علماء الأعصاب عادةً ببرنامج جامعي لمدة أربع سنوات ثم ينتقلون إلى برنامج الدكتوراه للدراسات العليا. بمجرد الانتهاء من دراساتهم العليا، قد يستمر علماء الأعصاب في القيام بأعمال ما بعد الدكتوراه لاكتساب المزيد من الخبرة المعملية واستكشاف طرق معملية جديدة. في سنوات دراستهم الجامعية، يأخذ علماء الأعصاب عادةً دورات في العلوم الفيزيائية والحياتية لاكتساب الأساس في مجال البحث. تشمل التخصصات الجامعية النموذجية علم الأحياء وعلم الأعصاب السلوكي وعلم الأعصاب الإدراكي . [9]
يتمتع علم الأعصاب بمنظور فريد من نوعه حيث يمكن تطبيقه في مجموعة واسعة من التخصصات، وبالتالي فإن المجالات التي يعمل فيها علماء الأعصاب تختلف. قد يدرس علماء الأعصاب موضوعات من نصفي الدماغ الكبيرين إلى الناقلات العصبية والمشابك التي تحدث في الخلايا العصبية على المستوى المجهري. تشمل بعض المجالات التي تجمع بين علم النفس وعلم الأعصاب علم الأعصاب الإدراكي وعلم الأعصاب السلوكي. يدرس علماء الأعصاب الإدراكي الوعي البشري ، وتحديدًا الدماغ، وكيف يمكن رؤيته من خلال عدسة العمليات الكيميائية الحيوية والفيزيائية الحيوية. [10] يشمل علم الأعصاب السلوكي الجهاز العصبي بأكمله والبيئة والدماغ وكيف تُظهر لنا هذه المناطق جوانب الدافع والتعلم والمهارات الحركية إلى جانب العديد من الجوانب الأخرى. [11] يستخدم علم الأعصاب الحسابي النماذج الرياضية لفهم كيفية معالجة الدماغ للمعلومات. [12]
تاريخ
الفهم المصري والفلاسفة اليونانيون الأوائل
نص هيروغليفي يشير إلى كلمة "مخ" ويعود تاريخه إلى عام 1700 قبل الميلاد. ويعتبر هذا العمل نسخة من كتابة أصلية يعود تاريخها إلى عام 3000 قبل الميلاد.
بعض الكتابات الأولى عن الدماغ تأتي من المصريين . في حوالي 3000 قبل الميلاد، أشار أول وصف مكتوب معروف للدماغ أيضًا إلى أن موقع إصابات الدماغ قد يكون مرتبطًا بأعراض محددة. تناقضت هذه الوثيقة مع النظرية الشائعة في ذلك الوقت. معظم كتابات المصريين الأخرى روحية للغاية، تصف الفكر والمشاعر بأنها مسؤوليات القلب . تم قبول هذه الفكرة على نطاق واسع ويمكن العثور عليها في أوروبا في القرن السابع عشر . [13]
كان أفلاطون يعتقد أن الدماغ هو مركز العمليات العقلية. ومع ذلك، كان أرسطو يعتقد أن القلب هو مصدر العمليات العقلية وأن الدماغ يعمل كنظام تبريد للجهاز القلبي الوعائي. [14]
جالينوس
في العصور الوسطى، أحدث جالينوس تأثيرًا كبيرًا على علم التشريح البشري . وفيما يتعلق بعلم الأعصاب، وصف جالينوس وظائف الأعصاب القحفية السبعة إلى جانب تقديم فهم أساسي للحبل الشوكي . وعندما يتعلق الأمر بالدماغ، فقد اعتقد أن الإحساس الحسي يحدث في منتصف الدماغ، بينما يتم إنتاج الأحاسيس الحركية في الجزء الأمامي من الدماغ. وقد نقل جالينوس بعض الأفكار حول اضطرابات الصحة العقلية وما الذي تسبب في ظهور هذه الاضطرابات. فقد اعتقد أن السبب هو الصفراء السوداء المدعمة، وأن الصرع ناتج عن البلغم. ولم يتم الطعن في ملاحظات جالينوس حول علم الأعصاب لسنوات عديدة. [15]
المعتقدات الأوروبية في العصور الوسطى وأندرياس فيساليوس
كانت المعتقدات في العصور الوسطى تؤيد عمومًا مقترحات جالينوس، بما في ذلك إسناد العمليات العقلية إلى بطينات محددة في الدماغ. وتم تحديد وظائف مناطق الدماغ على أساس نسيجها وتكوينها: فقد تم إسناد وظيفة الذاكرة إلى البطين الخلفي، وهي منطقة أكثر صلابة في الدماغ وبالتالي فهي مكان جيد لتخزين الذاكرة. [13]
لقد أعاد أندرياس فيزاليوس توجيه دراسة علم الأعصاب بعيدًا عن التركيز على التشريح؛ فقد اعتبر أن إسناد الوظائف استنادًا إلى الموقع أمر بدائي. وبصرف النظر عن المقترحات السطحية التي قدمها جالينوس والمعتقدات في العصور الوسطى، لم يعتقد فيزاليوس أن دراسة التشريح من شأنها أن تؤدي إلى أي تقدم كبير في فهم التفكير والدماغ. [13]
مواضيع البحث الحالية والمستقبلية
إن الأبحاث في مجال علم الأعصاب تتوسع وتزداد تعدداً للتخصصات. وتتضمن العديد من مشاريع الأبحاث الحالية دمج برامج الكمبيوتر في رسم خريطة للجهاز العصبي البشري. ويأمل مشروع Human Connectome الذي ترعاه المعاهد الوطنية للصحة ( NIH ) ، والذي تم إطلاقه في عام 2009، في إنشاء خريطة مفصلة للغاية للجهاز العصبي البشري وملايين اتصالاته. ويمكن أن يؤدي رسم الخرائط العصبية التفصيلية إلى تمهيد الطريق للتقدم في تشخيص وعلاج الاضطرابات العصبية .
ويعمل علماء الأعصاب أيضًا على دراسة علم الوراثة فوق الجينية ، وهو دراسة كيفية تأثير بعض العوامل التي نواجهها في حياتنا اليومية ليس فقط علينا وعلى جيناتنا، ولكن أيضًا على كيفية تأثيرها على أطفالنا وتغيير جيناتهم للتكيف مع البيئات التي نواجهها.
الدراسات السلوكية والتنموية
لقد عمل علماء الأعصاب على إظهار كيف أن الدماغ أكثر مرونة وقدرة على التغيير مما كنا نعتقد في السابق. وقد استخدموا الأعمال التي أبلغ عنها علماء النفس سابقًا لإظهار كيفية عمل الملاحظات، وإعطاء نموذج لذلك.
ل-فينيل ألانين
إحدى الدراسات السلوكية الحديثة هي دراسة بيلة الفينيل كيتون (PKU) ، وهو اضطراب يلحق أضرارًا بالغة بالدماغ بسبب المستويات السامة من حمض الفينيل ألانين الأميني . قبل أن يدرس علماء الأعصاب هذا الاضطراب، لم يكن لدى علماء النفس فهم ميكانيكي لكيفية تسبب هذا الاضطراب في مستويات عالية من الحمض الأميني وبالتالي لم يكن العلاج مفهومًا جيدًا، وفي كثير من الأحيان كان غير كافٍ. استخدم علماء الأعصاب الذين درسوا هذا الاضطراب الملاحظات السابقة لعلماء النفس لاقتراح نموذج ميكانيكي أعطى فهمًا أفضل للاضطراب على المستوى الجزيئي. أدى هذا بدوره إلى فهم أفضل للاضطراب ككل وتغيير العلاج بشكل كبير مما أدى إلى حياة أفضل للمرضى الذين يعانون من هذا الاضطراب. [16]
كانت هناك دراسة حديثة أخرى عن الخلايا العصبية المرآوية ، وهي الخلايا العصبية التي تنطلق عند تقليد أو مراقبة حيوان أو شخص آخر يقوم بنوع من التعبير أو الحركة أو الإيماءة. كانت هذه الدراسة مرة أخرى واحدة حيث استخدم علماء الأعصاب ملاحظات علماء النفس لإنشاء نموذج لكيفية عمل الملاحظة. كانت الملاحظة الأولية هي أن الأطفال حديثي الولادة يحاكون تعابير الوجه التي تم التعبير عنها لهم. لم يكن العلماء متأكدين من أن الأطفال حديثي الولادة قد تطوروا بما يكفي لامتلاك خلايا عصبية معقدة تسمح لهم بتقليد أشخاص مختلفين وكان هناك شيء آخر يسمح لهم بتقليد التعبيرات. قدم علماء الأعصاب بعد ذلك نموذجًا لما كان يحدث وخلصوا إلى أن الأطفال لديهم في الواقع هذه الخلايا العصبية التي تنطلق عند مشاهدة وتقليد تعابير الوجه. [16]
تأثيرات التجارب المبكرة على الدماغ
كما درس علماء الأعصاب تأثير "التنشئة" على الدماغ النامي. أجرى ساول شانبرج وعلماء أعصاب آخرون دراسة حول مدى أهمية اللمسة التنشئية لأدمغة الفئران النامية. ووجدوا أن الفئران التي حرمت من التنشئة من الأم لمدة ساعة واحدة فقط كانت وظائفها في عمليات مثل تخليق الحمض النووي وإفراز الهرمونات منخفضة. [16]
وجد مايكل ميني وزملاؤه أن ذرية الفئران الأمهات التي قدمت لها قدرًا كبيرًا من الرعاية والاهتمام كانت تميل إلى إظهار قدر أقل من الخوف، واستجابت بشكل أكثر إيجابية للتوتر، وعملت بمستويات أعلى ولفترات أطول عندما بلغت مرحلة النضج الكامل. ووجدوا أيضًا أن الفئران التي حظيت بقدر كبير من الاهتمام في مرحلة المراهقة أعطت ذريتها أيضًا نفس القدر من الاهتمام، وبالتالي أظهروا أن الفئران ربت ذريتها على نحو مماثل للطريقة التي نشأت بها. كما شوهدت هذه الدراسات على المستوى المجهري حيث تم التعبير عن جينات مختلفة للفئران التي حصلت على قدر كبير من الرعاية ولم يتم التعبير عن نفس الجينات في الفئران التي تلقت قدرًا أقل من الاهتمام. [16]
لم تتم دراسة تأثيرات التنشئة واللمس على الفئران فحسب، بل وأيضًا على البشر حديثي الولادة . أجرى العديد من علماء الأعصاب دراسات أظهرت أهمية اللمس لدى البشر حديثي الولادة. نفس النتائج التي تم إظهارها على الفئران، كانت صحيحة أيضًا بالنسبة للبشر. الأطفال الذين تلقوا قدرًا أقل من اللمس والتنشئة تطوروا بشكل أبطأ من الأطفال الذين تلقوا الكثير من الاهتمام والتنشئة. كانت مستويات التوتر أيضًا أقل لدى الأطفال الذين تم رعايتهم بانتظام وكان التطور المعرفي أعلى أيضًا بسبب زيادة اللمس. [16] إن النسل البشري، تمامًا مثل نسل الفئران، يزدهر من التنشئة، كما هو موضح من خلال الدراسات المختلفة التي أجراها علماء الأعصاب.
علماء الأعصاب المشهورين
علماء الأعصاب الذين حصلوا على جائزة نوبل في علم وظائف الأعضاء أو الطب
تشارلز شيرينجتون وإدغار أدريان (1932) لاكتشافاتهما للوظيفة العامة للخلايا العصبية، بما في ذلك الإشارات المثيرة والمثبطة، والاستجابة الشاملة أو لا شيء للألياف العصبية. [19]
إروين نيهر وبيرت ساكمان (1991) لتطوير تقنية تسجيل التصحيح ، مما سمح لأول مرة بمراقبة تدفق التيار عبر قنوات الأيونات الفردية. كما وصف نيهر وساكمان خصوصية قنوات الأيونات . [28]
_portrait_(restored).jpg/1280px-Santiago_Ram%C3%B3n_y_Cajal_(1852-1934)_portrait_(restored).jpg)
