نورومورفولوژی نظری، علمی است که از ریاضیات برای توصیف شکل و نحوه اتصال در سیستم عصبی استفاده میکند. این رشته با تمرکز بر فرمهای تحققیافته، از مطالعه چگونگی شکلگیری آنها (مورفوژنز) فاصله میگیرد.
تاریخچه
مطالعه منطقی شکلها سابقهای طولانی دارد. در قرن گذشته، تفکیک بین مورفوژنز (چگونگی شکلگیری) و مورفولوژی (فرمهای تحققیافته) اهمیت ویژهای یافت. مقاله داسی تومسون در سال ۱۹۱۷، نقطه عطفی در درک فرمها به عنوان نتیجه عوامل مورفوژنتی بود.
مورفوژنز
نظریههایی مانند نظریه فاجعه و نظریه فراکتال، انقلابی در درک فرمهای فضایی ایجاد کردند. نورومورفولوژی نظری، مورفوژنز را کنار میگذارد و بر فرمهای تحققیافته تمرکز میکند.
نورومورفولوژی
با وجود برخی نتایج، شکل و فضا اغلب به عنوان منبع اطلاعات در مورد عملکرد سیستم عصبی نادیده گرفته میشدند. کشف روش گولجی، امکان مشاهده کامل نورونها را فراهم کرد و به تدوین نظریه نورون توسط رامون کاخال منجر شد.
رسمیسازی
استیونز در سال ۱۹۷۴، روشی برای طبقهبندی منطقی فرمها و یافتن ویژگیهای خاص آنها پیشنهاد کرد. ابزارهای نظری مانند نظریه مجموعهها و نظریه گراف، نقش کلیدی در درک سیستم عصبی ایفا میکنند.
ابزارهای نظری
هندسه اقلیدسی برای توصیف بسیاری از فرمهای طبیعی ناکافی است. فرمهای فراکتالی، مانند درختان عروقی، نیاز به مدلهای غیرخطی دارند. سطح و حجم در این فرمها، نقش کلیدی در مبادلات داخلی و خارجی ایفا میکنند.
شناسایی و طبقهبندی
یکی از چالشهای نورومورفولوژی، توصیف مغز متوسط به جای یک مغز خاص است. تاینر و رو و استون بر لزوم تفکیک بین طبقهبندی و شناسایی تأکید کردند. طبقهبندی باید بر اساس تکنیکهای چندعاملی و سلسلهمراتبی باشد.
مجموعههای نورونی
نظریه مجموعهها، پایه بسیاری از شاخههای ریاضیات است. مجموعههای نورونی میتوانند شامل نورونهای کامل یا بخشهای نورونی باشند.