سخن آغازین:
ما در گذشته به دنبال این بوده‌ایم که بفهمیم مغز چه کاری انجام می‌دهد و ابزار کافی برای اینکه با دقت زمانی- مکانی بالا اینکار را انجام دهیم، نداشتیم و در دنیای امروز تلاش شده این مساله به دو شیوه حل شود:
1- یکی با رویکرد هایی مبتنی بر cell type specificity است یعنی بر مبنای نوع سلول، عملکرد جدا شود.
2- دوم تحلیل های دینامیک‌اند یعنی تحلیل‌هایی که فقط مبتنی بر اینکه چه چیز کجا قرار دارد نیست، بلکه تغییرات کارکردی و ساختاری را در نظر می‌گیرد.
بنابراین تحلیل‌هایی که توانمندی ثبت دینامیک برای بشر را دارند و دقت مکانی در حد تک سلول فراهم می‌کنند،حلال بسیاری از مشکلات در علوم اعصاب بوده است. این دو روش همزمان از نظر تکنیکی کمک شایانی در جهت پاسخ دادن به سوالات دقیق تر در علوم اعصاب کرده است.
هرکدام از گره‌های مغزی را هر جا در نظر بگیریم حال چه این گره‌ها را در حد مدار در نظر بگیریم و یا در حد یک نورون، انواع متنوعی از وروردی و خروجی دارند؛ یعنی رویکردهای ما برای بررسی دقیق مغز باید با اشراف بر این باشد که اولا هر منطقه را به چه تعداد گره تقسیم کنیم، ثانیا هر ناحیه چه ورودی و خروجی‌هایی دارند و ثالثا دینامیک کارکرد این‌ها چیست. علاوه بر این ورودی و خروجی‌های این مناطق در الگوهای ارتباطی‌شان با مناطق مختلف، کارکردهای فیدبکی و فیدفورواردی دارند و ما برای فهم کارکرد مغز نیازمند فهم این‌ها نیز هستیم و باید بدانیم این‌ها کی و به کجا فیدبک می‌دهند و از کجا و در چه زمانی اطلاعات فیدفوروارد دریافت می‌کنند.
مثال خوبی در این زمینه که می‌توان به آن اشاره کرد تاریخچه مطالعات روی هیپو تالاموس است : سال 1932-1930 مقاله‌ای چاپ شد در زمینه اولین مطالعات lesion study در هیپوتالاموس، که مطالعاتی مبتنی بر ضایعه بود یعنی برای فهم کارکرد یک ناحیه یکی از ساده‌ترین کارها می توانست تخریب یک ناحیه و بررسی مشکلات برای موجود زنده باشد و از همین طریق مقدار زیادی دیتا جمع شد چون با تخریب ناحیه مشخص می‌شد که آن ناحیه در یک کارکرد خاص دخالت داشته که با عدم وجود آن ، موجود زنده توانایی انجام آن کاردکرد را از دست داده است.
سابقه‌ی مطالعات lesion برمی‌گردد به 1930-1920 این مطالعات روی هیپوتالاموس نیز انجام شد که تخریب نواحی از هیپوتالاموس منجر به تغییر اشتها و وزن بدن شد، که یافته جالبی است. این یافته‌های اولیه مفید و ارزشمند بودند با این حال دقت کافی را نداشت چون نمی‌دانستیم چه نوع نوروترنسمیتری و کجا دقیقا عمل می کند.
پس از آن تیپ کارها تغییر و توسعه پیدا کرد. در کار دیگری دو مولکول را که روی دو نوع سلول مختلف بیان می‌شوند، هدف قرار دادند. سلول هایی که Agouti-related peptide و نوروپیتید Y دارند، در یک گروه و در گروه دیگر نورون‌هایی که POMC دارند. در سال 2005 مشخص شد که این دو گروه کارکرد متفاوتی در اشتها و کنترل مغز دارند به این صورت که (appear to work apposition) یعنی عکس هم عمل می‌کنند برای این که اشتها و سیری را ایجاد کنند بنابراین مرکز اشتها و سیری در هیپوتالاموس بود و در سال 2005 دو گروه نورون برای اشتها و گرسنگی یافت شد.
پس با توجه به تکنولوژی در سال 2005 این دو نوع سلول براساس کارکرد کشف شدند. باز این مطالعات ادامه یافت تا در 2014 مقاله‌ای چاپ شد که نشان می‌دهد این دو نوع سلول گیرنده‌های متفاوتی هم بیان می‌کنند و ورودی و خروجی‌های متفاوتی هم دارند.یعنی ورودی و خروجی مرکز ایجاد سیری با گرسنگی متفاوت است. بنابراین با این دقت فهمیدن این موضوع بسیارفوق العاده است. این نورون به جاهای متفاوتی هم پروجکت می‌کنند بنابراین اهداف متفاوتی دارند و نورون های POMC حتی به صورت موضعی توسط نورون‌های Agouti-related peptide مهار می‌شوند.
بنابراین این یافته‌ها قدم به قدم به ابزارهای پیشرفته‌تری نیاز داشت نظیر: روش های ژنتیکی و تصویر برداری دقیق ، روش های اپتوژنتیک و دستکاری دقیق تر.
سال 2015 نشان دادند که این مدار می‌تواند رفتارهای متنوعی را خارج از چشم انداز تغذیه (گرسنگی و سیری و اشتها) دستخوش تغییر کند. نشان دادند این مدار یکی از کنترل کننده‌های locomotion یا foraging است. یعنی رفتارهای مربوط به حرکت و رفتارهای جستجوگرانه توسط این مدار است. البته کامل در اختیار این مدار نیست اما drive اصلی از این مدار است.
موضوع از نظر مفهومی پیچیده‌تر شد یعنی از فرآیندهای اشتها به فرآیندهای دیگری رسیدند.
در سال 2022 در رابطه با همین نورون‌ها، یک سری گره‌های غیرهیپوتالاموسی پیدا کردند که هم کافی بودند برای تنظیم اشتهای نرمال و کنترل وزن و هم ضروری‌اند، مثل نواحی قاعده‌ای مغز قدامی، آمیگدال و هسته رافه پشتی. یعنی کنترل اشتها توسط این نواحی هم صورت می‌گیرد، پس باز هم مساله پیچیده‌تر شد.
بنابراین پیچیگی مدارهای عملکردی رفتارهایی مثل خوردن هر روز پیچیده‌تر از قبل شد و فقط با روش lesion study در منطقه نمی‌توان عملکرد را فهمید، چون در این مدل مدارهای مختلف قطع می شود نقش مکان‌های دیگر را که آن نقاط نیز نقش دارند، مشخص نمیگردد. به این ترتیب روش lesion study توان کافی برای نشان دادن نقش سایر مناطق دخیل را ندارد. مثلا اگر در عملکردی 20 ناحیه دخیل باشد اگر یک ناحیه مرکزی را تخریب کنیم، عمل سایر مناطق را در آن فرایند خاص را نمی‌فهمیم چون با تخریب ناحیه‌ی مرکزی سایر نقاط عمل خود را نشان نمی‌دهند اما این به معنای این نیست که آن نواحی دخیل نیستند.
سخن پایانی:
با lesion study می‌توان فهمید یک ناحیه در یک عملکرد نقش دارد اما مطالعات سال‌های بعد دقت را در این زیاد کرد که کجای آن ناحیه در چه چیزی نقش دارد و چه زمانی نقش دارد و کدام نوع نورون‌ها نقش دارد. نقش آن نورون‌ها در کارکردهای دیگر شناسایی شد و نقش نواحی دیگر در نقش این نورون‌ها شناسایی شد و این یافته‌ها پنجره ی مفهومی ما از مغز را روز به روز با افزایش ابزارها پیچیده‌تر کرد. همزمان با اینکه سوالات در مورد ساختارهای مدارهای عصبی و عملکردشان روز به روزپیچیده‌تر می‌شود ابزار‌هایی که برای این منظور باید بتوانند کارکنند روز به روز پیچیده تر شده و خواهند شد.