Låt oss säga att martians landar på jorden och vill förstå mer om människor. Någon händer dem en kopia av Shakespeare Complete Works och säger: "När du förstår vad som finns där, kommer du att förstå allt som är viktigt om oss."

Marsborna sätter igång – de tilldelar enorma resurser för att spela in varje detalj i denna fantastiska bok tills de till slut vet var varje "e", varje "a", varje "t" finns på varje sida. De förblir förbryllade och återvänder till jorden. "Vi har helt karakteriserat den här boken", säger de, "men vi är fortfarande inte säkra på att vi verkligen förstår er människor alls."

Problemet är att det att karakterisera ett språk inte är detsamma som att förstå det, och detta är det problem som även hjärnforskare står inför. Neuroner (hjärnceller) använder ett språk av ett slag, en "kod", för att kommunicera med varandra, och vi kan utnyttja den koden genom att lyssna på deras "prat" när de avfyrar små utbrott av elektricitet (nervimpulser). Vi kan spela in detta chatter och dokumentera alla dess egenskaper.

Vi kan också bestämma platsen för varje enskild neuron och alla dess anslutningar och dess kemiska budbärare. Men efter att ha gjort detta kommer vi fortfarande inte att förstå hur hjärnan fungerar. För att förstå en kod måste vi förankra den till den verkliga världen.

Plats, minne och administration

Vi förankrar enkelt Shakespeares kod (vi får reda på att "Juliet" syftar på en specifik ung kvinna, "Romeo" till en specifik ung man) men kan vi göra detta för hjärnan? Det verkar som vi kan. Genom att spela in nervcellers prat medan djur (och ibland människor) utför det dagliga livets uppgifter, har forskare upptäckt att det finns regioner där den neurala koden relaterar till den verkliga världen på anmärkningsvärt enkla sätt.

Den mest kända av dessa är koden för "plats", upptäckt i en liten och djupt begravd del av hjärnan som kallas hippocampus. En given hippocampusneuron börjar tjattra ursinnigt närhelst dess ägare (råtta, mus, fladdermus, människa) går till en viss plats. Varje neuron tenderar att vara mest upphetsad på en viss plats (nära dörren, halvvägs längs en vägg) och därför kan en stor samling neuroner, mellan dem, vara redo att "tala upp" för vilken plats som helst i miljön. Det är som om dessa neuroner kodar rymden, för att bilda något som liknar en mental karta.

För att avgöra var du är, konsulterar du helt enkelt din hippocampus och ser vilken neuron som är aktiv. (I praktiken kommer naturligtvis många neuroner att vara aktiva på den platsen och inte bara en – annars varje gång en neuron dog skulle du förlora en liten bit av din karta.) Dessa neuroner i hippocampus kallas ”platsneuroner”, och är anmärkningsvärda enheter som utgör grunden inte bara för vår mentala karta över rymden runt omkring oss, utan också för minnen av de händelser som inträffar i det utrymmet – en typ av biografiska uppgifter. Deras betydelse är uppenbar i den fruktansvärda desorientering och minnesförlust som följer av deras degeneration i Alzheimers sjukdom. När hjärnan förlorar sin koppling till sin plats i världen och till sitt förflutna, förlorar dess ägare all självkänsla.

Det finns många andra neuroner i hjärnan vars kod verkar dechiffrerbar. Neuroner som aktiveras när de är vända mot en viss riktning, eller nära en vägg, eller när du ser din mormor ... Gradvis sätter vi ihop nätverket av noder i hjärnan som förbinder den inre koden med världen utanför.

Detta är naturligtvis inte allt som neuroner gör. Mycket av hjärnan är involverad i intern "administration". Till exempel en stor del av frontalloben (hjärnan bakom pannan) är med och fattar beslut – hur man prioriterar aktiviteter, vad man ska göra härnäst och så vidare. Många neuroner, utspridda i hjärnan, har hushållsuppgifter att göra med att underhålla koden, förbättra och förfina den, bevara de relevanta delarna som minne och kassera resten.

Några av de mest talrika neuronerna verkar helt enkelt ha till uppgift att undertrycka sina grannar, så att det neurala samtalet, så att säga, inte urartar till motsvarigheten till okontrollerbart skrik (som vi i tekniska termer känner igen som epilepsi).

Fortfarande plats för psykologi

Det är tydligt att för att förstå hjärnan behöver vi undersöka alla aspekter av dess funktion, inte bara de som relaterar till intern administration utan också de som kopplar till omvärlden.

Vi måste avgöra hur hjärnaktivitet relaterar till vad hjärnans ägare tänker, känner och gör med avseende på världen utanför den hjärnan – det vill säga vi måste förankra koden till den verkliga världen.

För detta behöver vi forskare som studerar tankar, känslor och beteenden – psykologer – lika mycket som vi behöver de som studerar anatomi och fysiologi. Studier av hjärnan kräver undersökning på alla nivåer – annars kommer vi att ha en fullständig karaktärisering, men ingen förståelse, av detta anmärkningsvärda organ.

Avkodning av hjärnan, en specialrapport producerad i samarbete med Dana Center, tittar på hur teknik och person-till-person-analys kommer att forma framtiden för hjärnforskning.

Denna artikel publicerades ursprungligen på Avlyssningen

Om författaren

Kate Jeffery är chef för Institute of Behavioural Neuroscience vid University College London. I stort sett är jag intresserad av kognitionens finkorniga arkitektur – med andra ord, hur representeras information i hjärnan?

Rekommenderad bok:

Det övande sinnet: Utveckla fokus och disciplin i ditt liv
av Thomas M. Sterner.

I de tillfällen då vi vill förvärva en ny skicklighet eller möta en formidabel utmaning hoppas vi kunna övervinna, det vi behöver mest är tålamod, fokus och disciplin, egenskaper som verkar svåra eller svåra att upprätthålla. I denna lockande och praktiska bok demonstrerar Thomas Sterner hur man lär sig färdigheter för alla aspekter av livet, från golf till företag till föräldraskap, genom att lära sig att älska processen.

Klicka här för mer info eller för att beställa denna bok på Amazon.