آیا «نقشه‌برداری مغز» نوع پیشرفته‌تری از «نوار مغزی» است که برای درمان بیماری‌ها و کشف نقاط قوت مغز انسان کاربرد دارد و با استفاده از آن می‌توان به اطلاعات بسیار مهمی راجع به مغز انسان و توانایی‌های آن دست یافت. «آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز» به‌عنوان مرکزی تخصصی در حوزه «زیرساخت تصویربرداری» و «تحریک مغزی» از یک دهه قبل به‌منظور تحقیقات شناختی و ارایه خدمات دانش‌بنیان در حوزه علوم و فناوری‌های شناختی راه‌اندازی شده است. برای آشنایی با فعالیت آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز و اهمیت شناخت و کاربرد مغز در بدن انسان با دکتر «محمدعلی عقابیان»، رییس آزمایشگاه ملی مغز گفتگو کرده‌ایم.
ساختار و اهمیت مغز در یک نگاه
مغز انسان از ساختار پیچیده‌ای تشکیل شده که توانایی آن را دارد که بدن او و فعالیت‌هایش را کنترل کرده و به عبارتی «فرمانروای تن» باشد.
این ساختار پیچیده از مجموعه بسیار گسترده‌ای از نورون‌ها یا سلول‌‌های عصبی تشکیل شده است، در مغز هر انسان، حدود صد میلیارد سلول عصبی وجود دارد که در داخل هریک از این سلول‌ها، بیش از ۱۰هزار مولکول زیستی جای گرفته که بیش از ۳۰هزار عامل ژنتیکی در داخل آن وجود دارد.
با داشتن این سلول‌ها و صدها میلیارد اتصالی که بین آن‌ها وجود دارد و همچنین سیناپس بین نورون‌ها، تمام تصمیمات و رفتارهای زندگی انسان تحت کنترل قرار می‌گیرد.
مغز ما چه میکند؟
همه فعالیت‌های حسی مانند دیدن، شنیدن، حس چشایی، حس بویایی و حرکت کردن که ازطریق ماهیچه‌ها انجام میشود ازسوی مغز کنترل میشود. کنترل تکلم و حافظه هم با مغز است و مغز، این فعالیت‌ها را مدیریت میکند، مسوولیت فعالیت‌های هیجانی و احساسات هم به نوعی با مغز است، دوست داشتن و تنفر، شاد یا غمگین بودن و حتی می‌توان گفت برخی اخلاقیات و خشونت‌ها هم ریشه در مغز دارد.
انسان دارای فعالیت‌های شناختی هم هست که عملا فرد را اجتماعی میکند یا باعث میشود او با دیگران تعاملاتی داشته باشد. درک و توجه، مسایلی مانند هوش و حافظه، قضاوت کردن، قدرت حل مساله، تصمیم‌گیری‌ها، مسوولیت‌پذیری‌ها، نوعدوستی و مواردی مانند این‌ها همگی از فعالیت‌های انسانی است که با مغز در ارتباط است. البته نمی‌توان گفت که همه این عوامل مستقیما به قسمت فیزیکی مغز برمی‌گردد، چراکه ما ناشناخته‌هایی در مغز داریم که منشا بسیاری از این‌ها را نمی‌توانیم مستقیما به همان نورون و سلول‌ها ارتباط دهیم اما واقعیتی که وجود دارد این است که در تمام این فعالیت‌ها اثری روی مغز گذاشته میشود که قابل‌توجه و دیدن است و به‌عبارتی، بخشی از مغز همیشه وجود دارد که از نظر فیزیکی با همه فعالیت‌هایی که مربوط به هیجان و احساسات انسان است، ارتباط دارد.
واقعیت این است که اگر مغز سالم باشد و سلول‌ها درست کار کنند و هیچ اختلالی در اتصالات ارتباطات وجود نداشته باشد، انتظار داریم که انسان، فردی موفق و شاد باشد و زندگی خود و اطرافیانش را درست کنترل کند اما در شرایطی که اختلالی در این عملکرد به‌وجود می‌آید، خیلی از تصمیمات دیگر نمی‌تواند منطبق بر رفتار و زندگی درست انسان باشد.
گاهی این اختلالات بیماری‌هایی هستند که قابل درمان‌اند، مانند کسی که سکته مغزی میکند یا دچار صرع میشود یا فردی که به‌دلیل سن بالا دچار آلزایمر و مشکلات سالمندی میشود اما در بعضی از موارد ممکن است بیمار تحت‌تاثیر تغییراتی در مغز قرار بگیرد که اثراتی برای خودش و اطرافیانش داشته باشد، مانند اعتیاد، افسردگی و… .
چنین اختلالاتی که در گوشه‌ای از مغز اتفاق افتاده است بر رفتار صحیح، تفکر، تصمیم‌گیری درست، مسوولیت‌پذیری، ارتباطات جمعی و ارتباط با دیگران تاثیر می‌گذارد؛ البته این اختلال تنها یک اختلال فیزیکی نیست، مساله متافیزیکی هم در اینجا مطرح هست اما همان‌طور که گفتیم، این اختلالات جایی هم از نظر فیزیکی در مغز دارد و قابل دیدن و تصویربرداری و احیانا قابل تغییر است.
شناختی که ما از مغز داریم نشان می‌دهد که تا وقتی چرخه‌ها درست عمل کنند، ما زندگی درست‌تری چه در سطح فردی و چه در سطح اجتماعی داریم. این شناخت، باعث آغاز دسترسی و آگاهی یافتن از اطلاعاتی میشود که با استفاده از آن‌ها می‌توانیم بررسی و شناسایی کنیم که در کجا ممکن است اختلالی وجود داشته باشد و این اختلال چگونه قابل درمان و بهبود است؟
طبیعتا تا ندانیم نقش مغز در رفتارهای اجتماعی ما چیست، متوجه نمی‌شویم مشکلاتی که داریم به نحوی اختلال مغزی است که زندگی ما را مختل کرده است. پس مهم است که شناخت درستی از مغز داشته باشیم.
آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز،چرا و با چه هدفی تاسیس شد؟
آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز، یک دهه قبل تاسیس شد و هدف از تاسیس این مرکز آن بود که اختلالات، بیماری‌ها و مشکلات مغزی و ارتباط آن از نظر منطقه و محل فیزیکی‌ای را که این اختلالات، مشکلات و بیماری‌ها در مغز رخ داده، پیدا کرده و نوع سازوکار و چرخه‌ای را که اتفاق می‌افتد، شناسایی کند؛ به عبارتی، کمک میکند تا روی نوع اختلال ارزیابی انجام داده و بتوانیم به حل مشکل کمک کنیم.
نقشه‌برداری از مغز چگونه صورت می‌گیرد؟ آیا فقط تصویر مغز، نقشه‌برداری میشود؟
برای شناسایی اختلالات و مشکلات مغزی، به یکسری زیرساخت‌ها، ابزارها و روش‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری نیاز است که آزمایشگاه، این زیرساخت‌ها را ایجاد کرده است.
متخصصان حاضر در آزمایشگاه به‌وسیله دستگاه‌ها و روش‌های علمی‌ای، از رفتارها، سیگنال‌ها، عوامل فیزیکی و تغییراتی که در مغز اتفاق می‌افتد، تصویربرداری می‌کنند که به آن «نقشه‌برداری از مغز» می‌گویند.
«نقشه» می‌تواند نقشه «رفتاری از مغز» یا «نقشه عملکردی» باشد؛ به عنوان مثال، نقشه حافظه مغز باشد یا نقشه‌ای که مربوط به گفتار انسان است یا مجموعه‌ای باشد از شاخص‌های شناختی که رفتارهای انسان را تعریف کرده و تغییرات فیزیکی و فیزیولوژیکی که مغز انسان را در بیماری‌ها تحت تاثیر قرار می‌دهد، بررسی میکند.
این‌ها به‌صورت یک نقشه مغزی ازطریق ابزارها و دستگاه‌ها قابل ارزیابی، اندازه‌گیری و قابل تصویربرداری هستند. در قدم بعدی می‌توان راهکارهایی را به کار گرفت تا اختلالات، بیماری‌ها و مشکلات این‌ها را درمان کرد که این کار با استفاده از توانبخشی‌های عصبی صورت می‌گیرد و تلاش میشود اختلالاتی که در مغز اتفاق افتاده درمان شود.
وظیفه و حوزه کاری آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز چیست؟
حوزه کاری آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز، مربوط میشود به روش‌های تصویربرداری و اندازه‌گیری مشکلات مغزی و روش‌هایی که ما می‌توانیم با استفاده از آن، تغییراتی ایجاد کنیم تا در روند مشکلات مغزی بهبودی صورت گیرد.
آزمایشگاه، زیرساختی از مجموعه ابزارها و افرادی را که متخصص حوزه‌های مختلف هستند گردهم آورده تا به مخاطبان و افرادی که نیاز دارند خدمت‌رسانی کند.
بیشترین دلیل مراجعات به آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز چیست؟
آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز خدماتی که ارایه می‌دهد در سطح ملی و برای جوامع بشری، سازمان‌ها، مراکز و گروه‌های مختلف است و درحال‌حاضر به یک فرد خاص، مانند یک کلینیک، خدمت ارایه نمی‌دهد.
این آزمایشگاه روش‌ها را شناسایی میکند و اگر روش‌هایی وجود دارد، آن‌ها را استانداردسازی کرده و در بخش‌هایی ارایه میشود. بعد از اینکه استاندارد ایجاد شد، برای آن دستورالعمل نوشته شده و وقتی دستورالعمل‌ها تایید و معتبر شد، آن را در اختیار مراکز دیگری قرار می‌دهد که در سطح پزشکی یا غیرپزشکی در رشته‌های مختلف مانند علوم اعصاب، علوم شناختی، پزشکی و روانشناختی و… فعالیت می‌کنند تا آن‌ها بتوانند به فرد فرد افراد جامعه خدمت‌رسانی کنند.
طبیعتا یکی از امکاناتی که این آزمایشگاه دارد، این است که می‌تواند تجهیزاتش را در اختیار متخصصان مختلف قرار دهد تا بتوانند از این تجهیزات برای انجام یکسری پروژه‌هایی که در حوزه مغز و شناخت موردنیاز است، استفاده کنند. این آزمایشگاه در حوزه تحقیقات و پژوهش‌های دانشگاهی و اساتید سعی میکند کارهای تحقیقاتی را به‌سمت عملیاتی شدن پیش ببرد و با ایجاد استاندارد و دستورالعمل‌های کاربردی، آن‌ها را در سطح خدمت در جامعه معرفی کند و به مراکزی که متولی این کار هستند آموزش داده و منتقل کند تا ازطریق کسانی که نیاز دارند مورد استفاده قرار بگیرد.
از زمان راه‌اندازی این مرکز تا کنون چه تعداد متخصص و افراد از خدمات آن استفاده کرده‌اند؟
بیش از ۱۷۰۰ استاد، متخصص و دانشجویانی که در این حوزه فعال هستند پروژه‌های مختلفی را در آزمایشگاه انجام داده و از امکانات آزمایشگاه استفاده کرده‌اند. افراد بسیاری هم در حد ارایه خدمات در پروژه‌هایی که کاربردی‌تر هستند با آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز ارتباط دارند و می‌توانند از امکانات آن استفاده کنند.
آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز، تنها آزمایشگاه ملی‌ای است که تمام زیرساخت‌های ارزیابی و ارایه خدمات بهبودسازی در رابطه با مغز را دارد و این امکانات در اختیار همه افراد و متخصصانی که به این خدمات نیاز دارند قرار می‌گیرد تا بتوانند با زیرساخت‌های فنی از ابزارهای به‌روز و تخصصی استفاده کنند. متخصصان حوزه‌های مختلف بین‌رشته‌ای در این آزمایشگاه حضور داشته و همکاری می‌کنند و این امکان در آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز فراهم شده تا نتایج کارهایی که ممکن است قبلا به‌صورت عملیاتی نبوده‌اند، پیاده‌سازی شده و در اختیار جامعه قرار بگیرد.
کاربردی کردن نتایج پروژه‌ها و توسعه خدمات‌‌مربوط به مغز با استفاده از متخصصان حوزه‌های مرتبط از نقاط قوت این آزمایشگاه است، امکانات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری آزمایشگاه در حدی است که حتی در بعضی از کشورهای پیشرفته همه این امکانات برای عموم استفاده نمی‌شود و نیاز است از تیمی تخصصی کمک گرفته شود تا به نتیجه مطلوب برسد و اثربخش باشد.
آیا رابطه‌ای بین هوش مصنوعی با دستگاه‌هایی که در آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز استفاده میشود، وجود دارد؟ و آیا میشود مغز را با هوش مصنوعی ساخت؟
گاهی در رابطه با هوش مصنوعی و اینکه آیا میشود مغز را به‌طور فیزیکی به همان صورتی ساخت که بتواند فعالیت‌های انسان را انجام دهد سوال میشود. طبیعتا همه الگوبرداری‌های ما در همه کارهایی که انجام می‌دهیم از مغز انسان و موجود زنده است، یعنی ما تمام اطلاعاتی که به دست می‌آوریم برای آن است که بتوانیم چیزی شبیه به مغز بسازیم که همان کار را برایمان انجام دهد، ما به هر بخشی از اطلاعات مربوط به مغز دسترسی داشته باشیم می‌توانیم ماشین یا ابزاری بسازیم که آن امکان را برای ما ایجاد کند، چراکه اطلاعات مربوط به رفتار و کار آن بخش را به دست آورده‌ایم اما با این‌حال باید بدانیم که در مغز، ناشناخته‌های بسیاری وجود دارد که ده‌ها برابر بیش از شناختی است که ما درباره مغز داریم، واقعیت این است که خیلی از رفتارهای پیچیده انسان را که در نورون‌ها، سلول‌ها و بخش‌های مختلف مغز اتفاق می‌افتد نمی‌توانیم پیش‌بینی کنیم.
حسی که انسان از محیط اطرافش دارد، نقشی که انسان در ارتباطاتی که با دیگران دارد ایجاد میکند، تصمیم‌گیری‌هایی که بر اساس رفتارهای پیچیده غیرفیزیکی در مغز انسان اتفاق می‌افتد، همگی حاصل یکسری تحلیل‌هایی فراتر از تحلیل‌های فیزیکی و سلولی است، این‌ها هنوز به صورت کامل شناسایی نشده‌اند و نمی‌دانیم منشا آن‌ها چیست تا بگوییم که چگونه می‌توانیم آن‌ها را کاملا بسازیم.
هوش مصنوعی در تلاش است تا بخشی از فعالیت‌های انسان را که می‌شناسیم و قابلیت تبدیل شدن به یک مدل و الگو دارد بیافریند. برای برداشتن یک شی ما فکر می‌کنیم و دست آن جسم را برمی‌دارد اما خلاصه این کار به این صورت است که باید سیستمی باشد که شبیه به دست ساخته شود و پیامی را که از مغز می‌آید به یک ربات مکانیکی منتقل کند و آن‌وقت، دست جسم را بردارد.
مسیر این اتفاق به این صورت است که به محض اینکه من بخواهم حرکتی را انجام دهم، سیگنالی در مغز من اتفاق می‌افتد، سیگنال به رایانه منتقل شده و رایانه بعد از آنالیز، سیگنال را به ربات می‌فرستد و ربات هم اجرا میکند اما در زمان تصمیم‌گیری یا فکر کردن، ما نمی‌دانیم مکانیزم دقیقا چگونه اتفاق افتاده است. این کار یک حرکت ساده احساسی و حرکتی نیست، یک رفتار پیچیده انسانی است که سازوکار‌هایش ناشناخته است، به میزانی که ما بتوانیم این شناسایی را پیدا کنیم، طبیعتا می‌توانیم آن را بازسازی کرده و ازطریق سیستمی انجام دهیم اما اگر نوع اطلاعات، فیزیکی نباشد و اطلاعات روحی بوده و خارج از حوزه مکانیزم فیزیکی اتفاق بیفتد طبیعتا قابل اندازه‌گیری نیست و نمی‌توانیم آن را به دستگاهی منتقل کنیم.
اگر فرض بر مثال بپذیریم که هوش مصنوعی می‌تواند بخشی از فعالیت‌های انسان را به‌عنوان مدل بازسازی و اجرا بکند به میزان شناختی که پیدا کرده‌ایم، طبیعی است که هوش مصنوعی هم بتواند ولی اگر انتظار داریم که یک انسان را بازسازی کند و تمام آن رفتارهای پیچیده روحی و روانی‌اش را بتواند پیاده‌سازی کند، ابزاری نداریم که بخواهیم چنین انتظاری هم داشته باشیم. بعد از این همه پیشرفت‌ها، دسترسی به ابزارهای مختلف امکان‌پذیر است و اکنون ما می‌توانیم ناشناخته‌هایی را پیدا کرده و انجام دهیم. طبیعتا اگر شناخت انسان به حدی برسد که بتواند مسایل غیرفیزیکی یا به‌عبارتی متافیزیکی را دقیقا مدل کرده، اندازه‌گیری و آنالیز کند، ممکن است بتواند این‌ها را هم به یک سیستم منتقل کند.
البته آن چیزی که به یک ربات یا یک دستگاه منتقل می‌کنیم یک هوش مصنوعی است که به جای یک انسان کاری را انجام می‌دهد همه اطلاعات پایه را از خود انسان گرفته است، یعنی ما آمده‌ایم آن اطلاعات را به آن سیستم آموزش داده‌ایم و آن سیستم بر مبنای آموزشی که ما به او داده‌ایم می‌تواند از آن آموزش‌ها استفاده کند.
بعضی وقت‌ها ترکیبی از داده‌هایی را که ما داده‌ایم می‌تواند انجام دهد و حتی یک کار جدیدی را یا یک نقش جدید و تصویر جدیدی می‌تواند بگیرد اما فراتر از آموزش‌هایی که ما داده‌ایم نمی‌تواند کاری را انجام دهد و به‌عبارتی، زیرمجموعه هوش واقعی است، چراکه هوش مصنوعی از روی هوش واقعی مدل‌برداری و ساخته شده است.
به نظرتان آیا دنیا به مرز بهره‌برداری از تراشه‌های مغز رسیده است؟
تراشه‌های مغزی یا تراشه‌هایی که در ربات‌ها و هوش مصنوعی استفاده میشود یا احیانا تراشه‌هایی که در ارتباط با مغز قرار می‌گیرند، یکسری اطلاعات را از مغز جمع‌آوری کرده یا یکسری تحریکات روی مغز انجام می‌دهند که این موضوع پیچیده‌ای نیست و سال‌های سال است که انواع این تراشه‌ها وجود دارند.
بخش زیادی از این تراشه‌ها باید یک دریافت‌کننده و یک سنسور باشد تا بتواند یکسری تغییرات فیزیکی در مغز اتفاق بیفتد؛ به‌عنوان‌مثال، سیگنال الکتریکی که موج الکتریکی یا سیگنال الکتریکی در آن اتفاق می‌افتد حاصل عملکردی است که انسان دارد. گرفتن آن موج الکتریکی یا مغناطیسی هم بیرون از مغز قابل اجراست و هم اگر در مغز گذاشته شود می‌تواند آن را بگیرد. حالا اگر این اعمال، تحریکی را در مغز سبب شود به‌طور طبیعی ما آن عمل را انجام می‌دهیم، آن عمل تولید مغناطیسی و الکتریکی میکند که آن تاثیر را بر عملکرد ما می‌گذارد، حالا اگر یک ابزار یا دستگاه یا یک تراشه هم آن موج الکتریکی را با مشخصاتی تولید کند و به آن قسمت از مغز داده شود، طبیعتا آن تحریک را روی مغز ایجاد میکند؛ به‌عنوان‌مثال، اگر در شرایطی که چشم بسته است، مغز سیگنال خوبی از یک تصویر را دریافت کند، ممکن است بتوانیم همان تصویر را در مغز ببینیم بدون آنکه حتی چشمی وجود داشته باشد.
اینجا همان فرآیند انتقال اطلاعات فیزیکی اتفاق افتاده است با این تفاوت که به جای اینکه نورون این را تولید و منتقل کند، از بیرون مستقیما به داخل مغز انسان منتقل شده است. برعکس آن، زمانی است که ما فکر می‌کنیم عملی را انجام دهیم، آن فکر کردن، یک سیگنال الکتریکی در یک جای مغز که شناسایی شده می‌فرستد، اگر آن سیگنال را از داخل مغز ازطریق تراشه بگیریم و بعد آن را ازطریق رایانه‌ای که طوری طراحی شده که از طریق یک ربات، عملی را که می‌خواهیم انجام می‌دهد، آن‌وقت مثلا وقتی می‌خواهیم چراغ را خاموش کنیم بدون آنکه نیاز باشد که به‌سمت کلید رفته و آن را خاموش کنیم، اطلاعات از مغز گرفته و آن سیگنال به دستگاهی داده میشود که قطع جریان را انجام می‌دهد.
به نظرتان آگاهی از ظرفیت مغز چه کمکی در زندگی افراد می‌تواند داشته باشد؟
آگاهی پیدا کردن از توان و ظرفیت مغز بسیار باارزش است و به ما کمک میکند که بهتر زندگی کنیم و زندگی سالم تر و شادتری داشته و در تمام مواردی که ارتباطات فردی، جمعی و اجتماعی داریم بتوانیم در تعاملاتمان به‌درستی از مغز استفاده کنیم و زندگی‌مان با دیگران هم شاد شود. طبیعتا مغز انسان محدودیت‌هایی دارد و شناخت آن محدودیت‌ها کمک میکند تا ما انتظار اضافی از مغز نداشته باشیم.
به‌هرحال خداوند مغز را با ظرفیت، توانمندی و محدودیتی آفریده و اگر بخواهیم خارج از محدودیت مغز انسان، انتظاری از آن داشته باشیم، طبیعتا مسیر اشتباهی را رفته‌ایم و از همان ظرفیت درست مغز هم نمی‌توانیم درست استفاده کنیم.
دیدگاهتان را بنویسید