vpravo|náhled|250px|Kresba neuronů v mozečku holuba od Santiaga Ramóna y Cajala (1899) Neurověda, častěji neurovědy je vědecký obor studující nervovou soustavu. Tradičně se považuje za disciplínu biologie, dnes je to ale mezioborová věda propojující obory jako chemie, informatika, inženýrství, matematika, lékařství, filozofie, fyzika a psychologie. Někdy se s pojmem neurověda zaměňuje pojem neurobiologie, ale ta se zabývá pouze biologií nervové soustavy, přičemž první pojem označuje její komplexní studium.
Historie
vpravo|náhled|250px|Ilustrace z knihy Gray's Anatomy (1918) zobrazující lidský mozek v pohledu zleva, kde je mimo jiné vidět i hipokampus. Studium nervového systému se datuje až do Starověkého Egypta. Důkazy o trepanaci, chirurgickém zákroku spočívajícím v proražení lebky s účelem vyléčení bolestí hlavy nebo duševních poruch, se objevují v neolitu. Rukopisy z roku 1700 př. n. l. ukazují, že Egypťané měli základní vědomosti o příznacích poškození mozku.
V Egyptě se od období pozdní Střední říše mozek odstraňoval z těla při mumifikaci. Tehdy věřili, že zdrojem inteligence a vědomí je srdce a mozek je jen jakousi „výplní lebky“. Tento názor později napadl Hippokratés, který věřil, že mozek je nejen spojený s pocity – protože orgány jako oči, uši a jazyk jsou umístěny blízko mozku –, ale i s inteligencí. Platón také tvrdil, že v mozku je umístěna racionální část duše. Na druhou stranu Aristotelés věřil, že centrem inteligence je srdce a mozek slouží ke chlazení krve. Tento názor byl všeobecně sdílen až do doby Galéna, následovníka Hippokrata a lékaře gladiátorů, který zpozoroval, že jeho pacienti se zraněním mozku ztrácí psychické schopnosti.
Velkého rozvoje dosáhlo studium nervové soustavy v oblasti Al-Andalus ve středověku, kde působili např. Abulcasis, Averroes, Avenzoar a Maimonides.
Studium mozku pokročilo s vynálezem mikroskopu a vývojem procesu barvení Camillem Golgim v 90. letech 19. století. Proces využíval soli chromanu stříbrného k zobrazení struktury jednotlivých neuronů. Tuto techniku využil Santiago Ramón y Cajal a předložil hypotézu, že funkční jednotkou mozku je neuron. Golgi a Ramón získali za studium struktury nervového systému Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství. Hypotézu potvrzovaly experimenty navazující na výzkum elektrické popudivosti svalů a neuronů vedený Luigim Galvanim.
Paralelně s tímto výzkumem francouzský vědec Paul Broca objevil, že určité části mozku jsou spojené s určitými funkcemi. Hypotézu specializace oblastní mozku podporoval John Hughlings Jackson, který pozoroval postup záchvatů pacientů postižených epilepsií.
V roce 1952 Alan Lloyd Hodgkin a Andrew Fielding Huxley představili matematický model přenosu elektrických signálů v neuronech, akčních potenciálů.
V druhé polovině 20. století se neurověda rychle rozvíjela díky revolucím v molekulární biologii, elektrofyziologii a komputační neurovědě. V současnosti lze pochopit chování jednotlivých neuronů. Nicméně to, jak je neuronová síť schopna vytvářet komplikované procesy jako je poznání nebo chování, zatím není známo.
Neurověda je propojená i se společenskými a behaviorálními vědami, existují například interdisciplinární oblasti jako neuroekonomie, teorie rozhodování a sociální neurověda.
Moderní neurovědy Vědecké zkoumání nervového systému se rozvinulo v druhé polovině 20. století především díky pokrokům v molekulární biologii, elektrofyziologii a počítačům. To umožnilo neurovědcům studovat nervový systém ve všech jeho aspektech. Například bylo možné pochopit v detailu i složité procesy vyskytující se v rámci jednoho neuronu a jedné synapse. Nervový systém je nejkomplexnější orgánovým systémem v těle. Lidský mozek sám obsahuje přibližně sto miliard neuronů a jednou 100 bilionu synapsí; Většina z přibližně 20-25,000 genů, které patří do lidského genomu jsou vyjádřeny specificky v mozku. Vzhledem k plasticitě lidského mozku, struktura jeho synapsí a výsledných funkcí se může měnit v průběhu celého života.The United States Department of Health and Human Services. Mental Health: A Report of the Surgeon General. "Chapter 2: The Fundamentals of Mental Health and Mental Illness" pp 38 Retrieved May 21, 2012
Odvětví Moderní neurověda může být zhruba rozdělena do následujících odvětví, která se liší přístupem a předmětem zkoumání. behaviorální neurověda kognitivní neurověda komputační neurověda neuroanotomie neuroekonomie neuroinformatika neuroinženýrství neurolingvistika neurologie neuropsychologie psychiatrie sociální neurověda
Nobelovy ceny v oblasti neurověd Rok Obor Laureát Obrázek Život Země Odůvodnění 1904 Fyziologie Ivan Petrovič Pavlov 75px 1849–1936 Ruské impérium „za jeho práci o fyziologii trávení, díky níž se znalosti o životně důležitých aspektech tohoto tématu zásadně proměnily a rozšířily“ 1906 Fyziologie Camillo Golgi 75px 1843–1926 Italské království „za jejich výzkum stavby nervové soustavy“ Santiago Ramón y Cajal 75px 1852–1934 Španělské království 1911 Fyziologie Allvar Gullstrand 75px 1862–1930 Švédsko „za jeho práci o optice oka“ 1914 Fyziologie Robert Bárány 75px 1876–1936 Rakousko-Uhersko „za jeho práci o fyziologii a patologii vestibulárního aparátu“ 1932 Fyziologie Charles Scott Sherrington 75px 1857–1952 Spojené království „za jejich objevy týkající se funkcí neuronů“ Edgar Douglas Adrian 75px 1889–1977 Spojené království 1936 Fyziologie Henry Hallett Dale 75px 1875–1968 Spojené království „za jejich objevy související s chemickým přenosem nervových vzruchů“ Otto Loewi 75px 1873–1961 RakouskoNěmecko 1938 Fyziologie Corneille Jean François Heymans 75px 1892–1968 Belgie „za objev role karotických a aortálních tělísek při regulaci dýchání“ 1944 Fyziologie Joseph Erlanger 75px 1874–1965 Spojené státy „za jejich objevy týkající se vysoce diferencovaných funkcí jednotlivých nervových vláken“ Herbert Spencer Gasser 75px 1888–1963 Spojené státy 1949 Fyziologie Walter Rudolf Hess 75px 1881–1973 Švýcarsko „za objev funkční organizace mezimozku jako koordinátora činnosti vnitřních orgánů“ António Caetano Egas Moniz 75px 1874–1955 Portugalsko „za objev terapeutického významu leukotomie u některých psychóz“ 1955 Chemie Vincent du Vigneaud 75px 1901–1978 Spojené státy „za jeho práci o biochemicky významných sloučeninách síry, zejména za první syntézu polypeptidového hormonu (oxytocin)“ 1957 Fyziologie Daniel Bovet 75px 1907–1992 Itálie „za jeho objevy týkající se syntetických sloučenin, které inhibují působení určitých látek v těle, zejména jejich působení na cévní systém a kosterní svaly“ 1961 Fyziologie Georg von Békésy 75px 1899–1972 Spojené státy „za jeho objevy fyzikálního mechanismu podnětů v hlemýždi“ 1963 Fyziologie John Carew Eccles 75px 1903–1997 Austrálie „za jejich objevy týkající se iontových mechanismů excitace a inhibice v periferní a centrální části membrány nervové buňky“ Alan Lloyd Hodgkin 75px 1914–1998 Spojené království Andrew Fielding Huxley 75px 1917–2012 Spojené království 1967 Fyziologie Ragnar Granit 75px 1900–1991 FinskoŠvédsko „za jejich objevy základních fyziologických a chemických procesů zrakového vnímání“ Haldan Keffer Hartline 75px 1903–1983 Spojené státy George Wald 75px 1906–1997 Spojené státy 1970 Fyziologie Julius Axelrod 1912–2004 Spojené státy „za jejich objevy neurotransmiterů v nervových zakončeních a mechanismů jejich ukládání, uvolňování a inaktivace“ Ulf von Euler 109x109px 1905–1983 Švédsko Bernard Katz 1911–2003 Spojené království 1973 Fyziologie Karl von Frisch 75px 1886–1982 Rakousko „za jejich objevy týkající se organizace a vyvolávání individuálních a sociálních vzorců chování“ Konrad Lorenz 75px 1903–1989 Rakousko Nikolaas Tinbergen 75px 1907–1988 Nizozemsko 1977 Fyziologie Roger Guillemin 75px 1924–2024 Francie „za jejich objevy týkající se produkce peptidových hormonů v mozku“ Andrew V. Schally 75px 1926–2024 Polsko 1981 Fyziologie Roger W. Sperry 98x98px 1913–1994 Spojené státy „za jeho objevy týkající se funkční specializace mozkových hemisfér“ David H. Hubel 75px 1926–2013 Kanada „za jejich objevy týkající se zpracování informací ve vizuálním systému“ Torsten N. Wiesel 108x108px 1924– Švédsko 1986 Fyziologie Stanley Cohen 75px 1922–2020 Spojené státy „za jejich objevy růstových faktorů“ Rita Leviová-Montalciniová 75px 1909–2012 Itálie 1991 Fyziologie Erwin Neher 75px 1944– Německo „za jejich objevy týkající se funkce jednotlivých iontových kanálů v buňkách“ Bert Sakmann 75px 1942– Německo 1997 Fyziologie Stanley B. Prusiner 75px 1942– Spojené státy „za jeho objev prionů – nového biologického principu infekce“ 1997 Chemie Jens C. Skou 75px 1918–2018 Dánsko „za první objev iont-transportujícího enzymu, Na+/K+-ATPázy“ 2000 Fyziologie Arvid Carlsson 75px 1923–2018 Švédsko „za jejich objevy týkající se přenosu signálů v nervové soustavě“ Paul Greengard 75px 1925–2019 Spojené státy Eric R. Kandel 75px 1929– Spojené státy 2003 Chemie Roderick MacKinnon 75px|Roderick MacKinnon 1956– Spojené státy „za objevy týkající se kanálů v buněčných membránách […] za strukturální a mechanistické studie iontových kanálů“ 2004 Fyziologie Richard Axel 75px 1946– Spojené státy „za jejich objevy receptorů pro čichové látky a organizaci čichového systému“ Linda B. Bucková 75px 1947– Spojené státy 2012 Chemie Robert Lefkowitz 75px 1943– Spojené státy „za studie G proteinových receptorů“ Brian Kobilka 75px 1955– Spojené státy 2014 Fyziologie John O'Keefe 75px 1939– Spojené státySpojené království „za jejich objevy místních a mřížkových buněk, které tvoří poziční systém v mozku“ May-Britt Moserová 75px 1963– Norsko Edvard Moser 75px 1962– Norsko 2017 Fyziologie Jeffrey C. Hall 75px 1939– Spojené státy „za jejich objevy molekulárních mechanismů řídících cirkadiánní rytmus“ Michael Rosbash 75px 1944– Spojené státy Michael W. Young 75px 1949– Spojené státy 2021 Fyziologie David Julius 75px 1955– Spojené státy „za jejich objevy receptorů pro teplotu a dotyk“ Ardem Patapoutian 75px 1967– LibanonSpojené státy 2024 Fyzika John Hopfield 75px 1933– Spojené státy „za zásadní objevy a vynálezy, které umožnily strojové učení s umělými neuronovými sítěmi“ Geoffrey Hinton 75px 1947– Spojené království
Odkazy
Reference
Literatura
Squire, L. et al. (2003). Fundamental Neuroscience, 2nd edition. Academic Press; Byrne and Roberts (2004). From Molecules to Networks. Academic Press; Sanes, Reh, Harris (2005). Development of the Nervous System, 2nd edition. Academic Press; Siegel et al. (2005). Basic Neurochemistry, 7th edition. Academic Press; Rieke, F. et al. (1999). Spikes: Exploring the Neural Code. The MIT Press; Reprint edition section.47 Neuroscience 2nd ed. Dale Purves, George J. Augustine, David Fitzpatrick, Lawrence C. Katz, Anthony-Samuel LaMantia, James O. McNamara, S. Mark Williams. Published by Sinauer Associates, Inc., 2001. section.18 Basic Neurochemistry: Molecular, Cellular, and Medical Aspects 6th ed. by George J. Siegel, Bernard W. Agranoff, R. Wayne Albers, Stephen K. Fisher, Michael D. Uhler, editors. Published by Lippincott, Williams & Wilkins, 1999.
Damasio, A. R. (1994). Descartes' Error: Emotion, Reason, and the Human Brain. New York, Avon Books. (Hardcover) (Paperback) Gardner, H. (1976). The Shattered Mind: The Person After Brain Damage. New York, Vintage Books, 1976 Goldstein, K. (2000). The Organism. New York, Zone Books. (Hardcover) (Paperback)
Llinas R. (2001). I of the Vortex: From Neurons to Self MIT Press. (Hardcover) (Paperback) Luria, A. R. (1997). The Man with a Shattered World: The History of a Brain Wound. Cambridge (Massachusetts), Harvard University Press. (Hardcover) (Paperback) Luria, A. R. (1998). The Mind of a Mnemonist: A Little Book About A Vast Memory. New York, Basic Books, Inc. Medina, J. (2008). Brain Rules: 12 Principles for Surviving and Thriving at Work, Home, and School. Seattle, Pear Press. (Hardcover with DVD) Pinker, S. (1999). How the Mind Works. W. W. Norton & Company.