Η κατανόηση του ανθρώπινου εγκεφάλου αποτελεί ίσως τη μεγαλύτερη επιστημονική πρόκληση της εποχής μας: ένα όργανο εξαιρετικής πολυπλοκότητας, που μεταβάλλεται διαρκώς στον χρόνο, επηρεάζεται από το περιβάλλον, τις εμπειρίες και τη βιολογία μας, και καθορίζει τη συμπεριφορά, τη νόηση και την υγεία μας. Στο σταυροδρόμι της βασικής έρευνας και της κλινικής πράξης, η σύγχρονη νευροεπιστήμη επιχειρεί να χαρτογραφήσει αυτό το πολύπλοκο δίκτυο ζωής, ανοίγοντας νέους δρόμους στη διάγνωση, την πρόληψη και τη θεραπεία νευρολογικών νοσημάτων. Η μεγαλύτερη πρόκληση είναι ότι ο εγκέφαλος του ανθρώπου μεταβάλλεται στο χωροχρόνο. Διαφορετικοί άνθρωποι, διαφορετικές συνθήκες ζωής, διαφορετικές εμπειρίες, διαφορές στην κλινική κατάσταση των ανθρώπων αλλάζουν τη συνδεσιμότητα των νευρώνων, αλλάζουν δηλαδή το connectome. Αν και διαθέτουμε τα εργαλεία για τη μέτρηση της συνδεσιμότητας του ανθρώπινου εγκεφάλου και παρά τις γενναίες προσπάθειες των τελευταίων χρόνων, η τεχνολογία/μεθοδολογία είναι ακόμη περιορισμένη για να παραχθεί ένας τελικός χάρτης στο ανθρώπινο connectome.Τη χαρτογράφηση του ανθρώπινου εγκεφάλου, με στόχο τη σύνδεση της δομής του με τη λειτουργία και τη συμπεριφορά και αυτό γίνεται με τη μελέτη των συναπτικών συνδέσεων μεταξύ των νευρικών κυττάρων ή νευρώνων ενός οργανισμού σχηματίζοντας δίκτυα, τα νευρωνικά δίκτυα. Λόγω της πολυπλοκότητας αυτών των συνδέσεων, απαιτούνται υψηλής τεχνολογίας τεχνικές ανάλυσης εικόνας του εγκεφάλου, που τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί, και εξειδικευμένες ιστολογικές τεχνικές. Ο εγκέφαλος του ανθρώπου αποτελείται από δισεκατομμύρια νευρώνες. Επομένως, η ολοκλήρωση του σχηματισμού των νευρωνικών δικτύων και πώς αυτά διαμορφώνονται σε σχέση με διάφορους παράγοντες π.χ. η ηλικία ή σε ασθένειες του νευρικού συστήματος (π.χ. νόσος Αλτσχάιμερ) αποτελεί μια ευοίωνη προοπτική για την κατανόηση της λειτουργίας τόσο του φυσιολογικού εγκεφάλου όσο και του εγκεφάλου που «δυσλειτουργεί» σε διάφορες παθοφυσιολογικές καταστάσεις.Η άνοια και η νόσος Alzheimer είναι πολυπαραγοντικές και ετερογενείς νόσοι που επηρεάζονται από γενετικούς και περιβαλλοντικούς παράγοντες, πολλοί από τους οποίους είναι δυνητικά τροποποιήσιμοι. Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να εντοπιστούν αυτοί οι παράγοντες κινδύνου, ώστε να μπορούν να ληφθούν προληπτικά μέτρα, καθώς η μείωση του κινδύνου είναι ζωτικής σημασίας, σε επίπεδο πληθυσμού, για την αποτελεσματική μείωση της επικράτησης της νόσου Αλτσχάιμερ. Οι δοκιμές θεραπειών για την επιβράδυνση της εξέλιξης της νόσου Πάρκινσον, έχουν αποτύχει επειδή ένα μεγάλο ποσοστό των ντοπαμινεργικών νευρώνων που σχετίζονται με την κίνηση, έχουν χάσει τη λειτουργία τους ακόμη και στα πρώιμα στάδια της νόσου. Η παρέμβαση πριν από την εμφάνιση κινητικών συμπτωμάτων ή όταν υπάρχουν μόνο βιοδείκτες της νόσου, μπορεί να αυξήσει τις δυνατότητες νευροπροστασίας. Ελπίζουμε μελλοντικά ότι περισσότερες μελέτες για την κατανόηση των βασικών μηχανισμών εκφύλισης των νευρικών κυττάρων θα βοηθήσουν στην πρόοδο θεραπευτικής αντιμετώπισης των νόσων αυτών.Πολύ σημαντικό είναι το γεγονός ότι ο παράγοντας στρες στην εμβρυϊκή ζωή αποτελεί κίνδυνο για συννοσηρότητες κατά την ανάπτυξη, και αργότερα στη ζωή, καθώς μεταβάλλουν τη νευρωνική επικοινωνία σε περιοχές, όπως ο προμετωπιαίος φλοιός, αλλά και μεταβάλλουν την απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών, όπως η ντοπαμίνη. Επίσης, ο ανεπαρκής ύπνος μπορεί να συμβάλλει στη νευροεκφύλιση, καθώς ογκομετρικές μελέτες αναφέρουν μείωση στον όγκο της φαιάς ουσίας και λευκής ουσίας του εγκεφάλου αλλά και σε διάφορες δομές του εγκεφάλου όπως ο αριστερός και δεξιός ιππόκαμπος. Ο εγκέφαλος βασίζεται σε θρεπτικά συστατικά (αμινοξέα, βιταμίνες και μέταλλα) για να υποστηρίξει την επιβίωση και λειτουργία των νευρώνων του. Πολλές μελέτες έχουν αποκαλύψει ότι ένα διατροφικό μοντέλο (όπως το μεσογειακό) που βασίζεται στην αυξημένη κατανάλωση αντιοξειδωτικών έχει τη δυνατότητα να βελτιώσει τη γνωστική λειτουργία που σχετίζεται με τις νευροεκφυλιστικές νόσους. Επιπλέον, η έννοια του άξονα που συνδέει το μικροβίωμα του εντέρου με τον εγκέφαλο έχει προκύψει μετά από εκτεταμένη έρευνα. Δηλαδή έχει βρεθεί ότι η μικροχλωρίδα του εντέρου επηρεάζει τη μορφολογία και λειτουργία του εγκεφάλου μια διαδικασία που ονομάζεται νευροπλαστικότητα.Η έρευνα στον εγκέφαλο έχει κάνει άλματα ανακαλύπτοντας στο πώς ποικίλες εγκεφαλικές δομές δυσλειτουργούν σε διαφορετικά στάδια των νόσων. Αλλαγές στον εγκέφαλο, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αύξηση της ευαισθησίας και της ειδικότητας των διαγνωστικών τεστ των νόσων του εγκεφάλου έχουν βρεθεί χρησιμοποιώντας σύγχρονες τεχνικές απεικόνισης, όπως η μαγνητική τομογραφία. Χρησιμοποιώντας αυτές τις τεχνικές, αξιολογούνται νέοι δείκτες εξέλιξης των βλαβών.Οτι ο εγκέφαλος είναι ένα «μαύρο κουτί» που δεν είναι εύκολο να προσπελαστεί. Η έκρηξη της γνώσης που προσέφερε τα τελευταία χρόνια η χρήση της λειτουργικής μαγνητικής τομογραφίας είναι πολύτιμη στην κατανόηση του ρόλου των δομών του εγκεφάλου. Επιπλέον, η ανάπτυξη αλγορίθμων και με τη βοήθεια υπερ-υπολογιστών έχει κάνει εφικτό την ψηφιακή προσομοίωση σε όλα τα επίπεδα (μορφολογικό, γενετικό, συναπτικό) σε κάθε περιοχή του εγκεφάλου του ποντικού, ως συμπληρωματική προσέγγιση παράλληλα με την πειραματική, θεωρητική και κλινική νευροεπιστήμη.Η επιστήμη της Βιολογίας με τη μελέτη από το μοριακό επίπεδο έως το σύνολο, όλων των ζωντανών οργανισμών, σου ανοίγει τους ορίζοντες για την κατανόηση της δομής της ζωής. Για παράδειγμα, το νευρικό σύστημα στο νηματοειδές (C. elegans) είναι ένα απλό καλώδιο με 300 νευρώνες, που απεδείχθη ένα ιδανικό μοντέλο για τη χαρτογράφηση όλων των συναπτικών συνδέσεων όλων των νευρώνων του. Στη συνέχεια, το νευρικό σύστημα των ψαριών, αμφιβίων, ερπετών, πτηνών και θηλαστικών παρουσιάζει μια διαβάθμιση μεγέθους και πολυπλοκότητας, με τον εγκέφαλο του ανθρώπου να βρίσκεται στη ανώτερη βαθμίδα. Αυτή η σταδιακή μελέτη του νευρικού συστήματος όλων των ειδών του ζωϊκού βασιλείου με βοήθησε πολύ στην κατανόηση τελικά της λειτουργικής νευροανατομικής του ανθρώπου.Στη σύγχρονη εποχή, οι νευροεπιστήμες αποτελούν έναν συγκερασμό πολλών επιστημονικών πεδίων όπως η βιολογία, η χημεία, τα μαθηματικά, η ιατρική, η επιστήμη των υπολογιστών, η γενετική, η ψυχολογία κ.ά. Επομένως, πλέον υπάρχει πολύπλευρη δυνατότητα έρευνας του εγκεφάλου, χρησιμοποιώντας διαφορετικά εργαλεία ανάλυσης, με απαραίτητη προϋπόθεση τη συνεργασία μεταξύ των ερευνητών. Γενικότερα, όμως, η έρευνα χρειάζεται να την αγαπήσεις χωρίς όρους. Η έρευνα χρειάζεται συγκέντρωση, αφοσίωση, ηθική και αγώνα. 
