بزرگترین دستاوردهای دانش عصب پژوهی در سال ۲۰۱۴

آنچه در پیش رو دارید نسخه ی کامل مطلبی است که در روزنامه شرق به چاپ رسیده است و می توانید آن را از اینجا مطالعه نمایید

سالها پیش وینستون چرچیل در توصیف روسیه سخن معروفی گفت: معمایی پیچیده در لفافه ی رازی که درون ابهامی اسرارآمیز نهفته است. این توصیف جالب را می توان به راحتی درباره مغز انسان نیز به کار برد؛ توده ای با وزنی کمتر از یک و نیم کیلوگرم که به راستی پیچیده ترین پدیده در تمام کائناتِ شناخته شده است؛ محصول بی بدیل میلیون ها سال تکامل که ماحصل عملکرد بی نظیر آن خلق فکر٬زبان٬آگاهی و تمام آن جهانیست که در آن زندگی می کنیم و می شناسیم. با وجود پیشرفت های گسترده ی علمی٬آنچه در حال حاضر درباره ی آن می دانیم در برابر آنچه که هنوز نمی دانیم بسان یک شوخی می ماند. به باورم اهمیت ماجرا را سانتیاگو رامون کاخال پدر علم عصب پژوهی مدرن یک قرن پیش به روشن ترین شکل بیان کرده است: "تا مادامی که مغز ما برایمان رازآلود باقی مانده باشد٬جهانی که در آن زندگی می کنیم نیز برای ما به شکل یک راز باقی خواهد ماند" سال گذشته میلادی برای دانش عصب پژوهی سالی پربار و هیجان انگیز بود٬آنچنان که چند ماه قبل روزنامه نیویورک تایمز در مقاله ای حرکت پرشتاب و پیشرفت های خارق العاده آن را طلایه دار نوین عبور از مرزهای پیشین علم و دانش قلمداد کرد. این یافته ها همواره برای بسیاری از کسانی که خارج از این گود قرار دارند نیز جالب توجه بوده است٬از این رو تصمیم گرفتم تا شش مورد از مهم ترین٬جالب ترین و الهام بخش ترین آنها را انتخاب کرده و بطور خلاصه و به شکلی ساده مورد بررسی قرار بدهم

ارتباط مستقیم مغز با مغز: این عبارت شما را به یاد چه می اندازد؟ پاسخ بسیاری تله پاتی است و پاسخ برخی دیگر نیز داستان ها یا فیلم های علمی-تخیلی. اما پاسخ دانش عصب پژوهی به آن توضیح دقیق چگونگی انجام آن است که پاییز گذشته در مقاله ای هیجان انگیز به چاپ رسید. در این مطالعه که در دانشگاه واشنگتن و بر روی شش نفر انجام شد محققین افراد شرکت کننده را بصورت دو به دو در فاصله ی حدودا یک کیلومتری قرار دادند بطوریکه مستقیما قادر به دیدن یا برقراری ارتباط مستقیم با یکدیگر نباشند. یک کلاه مخصوص (الکتروانسفالوگرام) حاوی الکترودهای مختلف برای ثبت و خوانش امواج مغزی بر سر فرد اول و نیز کلاهی دیگر که آنهم مخصوص انجام نوع خاصی از تحریکات الکتریکی است را بر سر فرد دوم قرار دادند و آنها را به کمک اینترنت با یکدیگر مرتبط نمودند. فرد اول به یک فرمان حرکتی ساده مثل تکان دادن دست یا پا یا فشردن یک دکمه فکر کرده و در ذهنش دستور انجام آن را به دیگری میداد٬در این حالت امواج مغزی مرتبط توسط الکترودهای کلاهی که بر سر داشت ثبت و از طریق اینترنت به دستگاه تحریک الکتریکی مغز که بر سر فرد دوم قرار داده شده بود انتقال داده شد و نتیجه تحریک مناطقی از مغز فرد دوم بود که مرتبط با انجام حرکات است؛ بعبارت ساده فرد اول از فاصله ای دور تنها بصورت ذهنی و با فکر کردن به فرد دوم دستور انجام حرکت یا کاری را میداد و فرد دوم هم آن را بلافاصله انجام میداد! این آزمایشها بطور مکرر و موفقیت آمیز انجام شد و نتیجه خلق پارادیم (مدل واره) ارتباط مستقیم مغز با مغز بوده است؛ چیزی که به باور محققین می تواند در آینده ای نه
چندان دور در درمان افراد دچار انواع آسیب های مغزی تحولی عمده و بنیادین را بوجود آورد

بشقاب آلزایمر: برای مدت ده ها سال محققین بسیاری در پی یافتن راهی برای مدل سازی آلزایمر و درکی بهتر از چگونگی شکل گیری این بیماری بوده اند اما اکثر این تلاش ها نتیجه ای درخور را به همراه نداشته است٬با این وجود محققین دانشگاه هاروارد سال گذشته در یک پژوهش درخشان که تحسین و تمجید فراوانی را در محافل تخصصی و علمی برانگیخت موفق شدند برای نخستین بار با رشد سلولهای عصبی انسان در آزمایشگاه (به شکلی که شبکه های عصبی مشابه مغز را بوجود بیاورند) و سپس ایجاد تغییراتی در ساز و کار آنها (با قرار دادن ژنهای شناخته شده و مرتبط با آلزایمر در آنها) بروز بیماری آلزایمر را در این گروه از سلولها و در شرایط آزمایشگاهی شبیه سازی کرده و بعبارتی ساده تر آلزایمر را در یک بشقاب شیشه ای مورد بررسی دقیق خود قرار دهند. تحولی بغایت شگرف که نه تنها راه را برای پی بردن به مراحل بروز این بیماری و چند و چون آن هموارتر می کند بلکه امکان بررسی و تهیه داروهایی کارآمد برای کنترل و یا درمان آن را نیز فراهم می آورد. هم اکنون ۱۲۰۰ داروی موجود در بازار توسط این محققین در حال بررسی است و در مرحله بعدی ۵۰۰۰ داروی دیگر که هنوز در مراحل آزمایشی خود قرار دارند نیز به این لیست اضافه خواهند شد تا نوع و میزان کارآیی هر کدام به دقت و تنها ظرف مدت چندین ماه تعیین بشود؛ چیزی که تا قبل از این و با استفاده از موش های آزمایشگاهی هرگز امکان پذیر نبود چرا که آزمایش هر دارو در آنها حدود یک سال طول می کشد. گامی عظیم و رو به جلو که می تواند راه حل نهایی معمای آلزایمر را برای بشریت به همراه داشته باشد

تغییر دادن خاطرات: چندین سال پیش جیم کری (بازیگر و کمدین معروف سینمای هالیوود) در فیلم علمی-تخیلی “درخشش ابدی یک ذهن بی آلایش” نقش مردی را بازی می کرد که به همراه شریک زندگیش تصمیم می گیرند تا به منظور پاک کردن خاطرات بد و ناخوشایندی که از همدیگر داشتند به کلینیکی مخصوص مراجعه کنند تا بتوانند با زدودن آنها از حافظه شان سر و شکل بهتری به رابطه عاشقانه خود بدهند اما در ادامه اتفاقات دیگری میافتد. شاید برای بسیاری از ما (اگر نه همه) پیش آمده باشد که به خاطره ای در گذشته فکر کنیم و برای لحظه ای آرزو کنیم که ای کاش آن خاطره و اثر هیجانی-روانی مرتبط با آن (که اغلب هم ناخوشایند است) از ذهن و خاطر ما برای همیشه پاک میشد و دیگر وجود نمی داشت. به نظر آرزویی محال می آید مگر آن که بدانید چند ماه قبل نتایج تحقیق بلندپروازانه ی گروهی از عصب پژوهان دانشگاه ام آی تی برای نخستین بار نشان داد چنین چیزی احتمالا در آینده ای نزدیک در انسان امکان پذیر است! این محققین با استفاده از روشهایی خاص (به مانند استفاده از نور برای روشن و خاموش کردن سلولهای عصبی و..) توانستند خاطرات ناخوشایند ثبت شده در مغز موش های آزمایشگاهی را تغییر داده و شدتشان را بمراتب کمتر کنند (خاطره ای ساختگی و غیر واقعی را جایگزین آن نمایند). آنها همچنین دریافتند که بخشی از مغز (هیپوکامپ) مسئول تشکیل خاطرات و حقایق مربوط به آن است و بخشی دیگر (آمیگدال) مسئول شکل گیری هیجانات مثبت و منفی مرتبط با آن خاطرات؛ در نتیجه آنها توانستند علاوه بر تغییر خاطرات٬هیجانات و احساسات خوشایند مرتبط با یک خاطره مجزا را به خاطره ای دیگر مرتبط کنند و در نتیجه محتوای روانی آن را تغییر دهند. هرچند در حال حاضر به دلایلی امکان اجرای این روش در انسان ها وجود ندارد اما این امید وجود دارد تا در آینده ای نه چندان دور این مهم محقق بشود. پیامدهای چنین امری از جهات مختلف (بطور مثال مساله هویت فردی و..) بسیار گسترده و در همین مدت کوتاه چند ماهه محل بحث بسیاری از صاحب نظران مختلف بوده است. می توان تصور کرد بعنوان نمونه کودک یا فردی که در شوک شدید یک حادثه هولناک مانند تصادف٬مرگ عزیزان٬تجاوز جنسی و… قرار گرفته است چگونه می تواند از چنین امکانی برای بهبودی بهتر و سریعتر برخوردار بشود و یا از دیگر سو برخی از اصحاب قدرت چگونه ممکن است از آن در جهت تحقق اهدافی نادرست سواستفاده نمایند. با این همه و از نقطه نظر تخصصی در یک مورد هیچ شکی نمی توان داشت: اینکه با حصول چنین امکانی راه برای درمان بسیاری از مشکلات روانی از جمله افسردگی شدید٬اختلالات اضطرابی٬اختلال استرس پس از حادثه و… بسیار هموار می شود 

خواب و یادگیری: ارتباط بین خواب و حافظه و یادگیری٬موضوعی پیچیده است که محققین همواره درصدد کشف آن بوده اند. سال گذشته چند تحقیق مختلف و جالب گشایش هایی جدید را در این زمینه به همراه داشته است. در یک تحقیق جالب توجه در دانشگاه زوریخ مشخص شد صرف نظر از تبلیغات دروغین فراوانی که بسیاری از ما همواره دیده و شنیده ایم یادگیری یک زبان جدید در هنگام خواب تحت شرایط مشخصی واقعا امکان پذیر است. مشخص شد در صورت مطالعه کلمات جدید از یک زبان بیگانه و سپس خوابیدن و پخش کردن صدای ضبط شده مربوط به آن کلمات در یکی از مراحل خواب (حدودا در نود دقیقه ابتدایی آن) می توان تغییری چشمگیر در یادگیری افراد بوجود آورد و بهتر و سریعتر آنها را فرا گرفت. اگرچه چندین سال قبل محققین دیگری موفق شده بودند تا بصورت کلی امکان یادگیری در هنگام خواب را اثبات نمایند اما این شاید برای اولین بار بوده که این مساله در چنین سطحی از عملکردهای عالی مغز (و با آثار و نتایجی کاربردی در زندگی روزمره) مورد بررسی و تایید قرار گرفته است. همینطور نتایج حاصل از یک پژوهش جالب دیگر در سال قبل نشان داد در سالهای ابتدایی زندگی و در کودکان پیش دبستانی٬آموزش کلمات و مفاهیم جدید کمی پیش از خواب (چرت نیم روز) میزان یادگیری آنها را به طرز قابل ملاحظه ای افزایش می دهد (در مقایسه با زمان های دیگر و یا با کودکانی که بعد از آن نخوابیدند) و خواب آنچه را که کمی قبل از آن فرا گرفته اند در حافظه ی آنها بسیار بهتر ثبت می کند. و نهایتا در طرحی جاه طلبانه دانشگاه آکسفورد تصمیم گرفته تا تاثیر خواب در کارآیی بهتر مغز دانش آموزان و نوجوانان در مدارس و نیز به هنگام امتحاناتشان را در بین ده ها هزار دانش آموز انگلیسی در سراسر انگلستان مورد بررسی قرار دهد. بدون هیچ تردیدی حاصل چنین یافته های عصب پژوهی ایجاد تغییراتی اساسی و بنیادین در نظام آموزشی و.. خواهد بود 

اثر فقر و استرس بر رشد مغز کودکان و سلامت روانی آنها در بزرگسالی: دو مطالعه بحث برانگیز در سال گذشته اثر فقر و انواع استرس های دوران کودکی را در رشد و عملکرد مغز کودکان و نیز احتمال بروز مشکلات روانی در آینده ی آن ها مورد بررسی قرار داد٬نتایج حاصل نشان می داد که فقر احتمالا تاثیری مهم و مستقیم در کاهش رشد مغز کودکان در سالهای ابتدایی زندگیشان دارد بطوریکه فرزندان خانواده هایی با سطوح اجتماعی-اقتصادی بالاتر در سالهای ابتدایی زندگی رشد مغزی بیشتری را نسبت به کودکانی که در خانواده هایی با سطوح اجتماعی-اقتصادی پایین تر بودند نشان می دادند. این در حالی است که در ابتدای تولد تفاوت چندان و معنی داری را نمی شد بین آنها مشاهده کرد که این خود به روشنی نشان دهنده ی نقش محیط و تاثیر عوامل مرتبط با آن در این زمینه است. به باور گروهی از محققین فقر و مشکلات مالی به بسیاری از والدین فرصت و امکان کمتری برای صرف زمان و تلاش لازم به منظور تعامل و رسیدگی بهتر به فرزندانشان و فراهم آوردن محیطی امن و راحت (از جهات مختلف) برای آنها را می دهد. همینطور در پژوهشی دیگر مشخص شد که استرس در سالهای ابتدایی زندگی کودکان در رشد و عملکرد مغز آنها تاثیر مستقیم گذاشته و آنها را در آینده بیشتر در معرض مشکلات عاطفی و روانی و یا اعتیاد قرار می دهد. نتایج این تحقیقات مباحث بسیاری را از جهات گوناگون برانگیخته است. به باورم لازم است در این زمینه سه نکته مهم را مد نظر قرار داد؛ اول اینکه کاهش رشد مغز و یا تغییر عملکرد آن در مواجهه با عوامل استرس زا الزاما همیشه نمایانگر یک ضایعه یا نقص نمی تواند باشد بلکه می تواند صرفا نوعی تطابق و سازگاری با شرایط محیطی موجود به حساب آید (هرچند که در آینده منجر به بروز پاره ای مشکلات روانی بشود)٬دوم اینکه تغییراتی که در سالهای ابتدایی زندگی در مغز رخ می دهد (حتا بروز انواع آسیب های احتمالی) الزاما برگشت ناپذیر نیست بلکه مغز بنا بر ماهیت انعطاف پذیر و تغییرپذیرش (خصوصا در سالهای ابتدایی رشد) امکان جبران و تغییر ساختار (در سطوح شبکه های عصبی و..) و نیز عملکردی را دارد و سومین نکته اینکه با وجود نیاز به بررسی های بیشتر در این باره می توان از یک نظر مطمئن بود: یافته های نوین دانش عصب پژوهی شناختی اجتماعی به روشنی اثرات ناخوشایند فقر در سالهای اولیه زندگی کودکان (و نیز آتیه آنها٬در بزرگسالی) نشان می دهد و این پیامی کاملا روشن برای سیاست گزاران اجتماعی و… به منظور توجه به این مهم و تهیه و تدوین سیاست های درست و حمایت های لازم از خانواده های درگیر فقر و فرزندانشان را به همراه دارد

کنترل آگاهی: جرالد اِدلمن یکی از برجسته ترین محققین علوم اعصاب و برنده جایزه نوبل پزشکی٬درباره “آگاهی” چنین می گوید: "آگاهی همان چیزی است که به هنگام یک خواب عمیق آن را از دست می دهیم و به هنگام بیدار شدن آن را دوباره بدست می آوریم. اکنونِ به یاد مانده٬پشتوانه ی همه ی آن چیزهایی است که ما با داشتن آنها و همراه با همه ی ارزش هایش خود را انسان بحساب می آوریم. از دست دادن همیشگی آگاهی با مرگ برابر است٬حتا اگر جسم ما به علایم حیاتی واکنش نشان بدهد” مساله آگاهی٬کیفیات و چگونگی شکل گیری آن از دیرباز یکی از اساسی ترین و پیچیده ترین مسایل مورد بحث فلاسفه و دانشمندان بوده است٬بعنوان مثال کارل مارکس در باب اهمیت آن اظهار کرده بود که انسان تنها با رسیدن به آگاهی به شان سزاوار خود می رسد. امروزه یافته های علمی مدقن فراوانی محققین علوم اعصاب را به این باور بنیادین رسانیده که آگاهی به تمامی در مغز انسان شکل می گیرد و نه در جایی خارج از آن٬با این حال پی بردن به ساز و کار دقیق این پدیده ی بسیار پیچیده یکی از اهداف غایی این حوزه از دانش است. سال گذشته مقاله ای در یک نشریه علمی نه چندان معروف به چاپ رسید که می توان آن را به مثابه نقطه ی عطفی عظیم (و حتا شاید انقلابی) در این زمینه بحساب آورد: گروهی از محققین عصب شناس در دانشگاه جرج واشنگتن در چندین نوبت با تحریک الکتریکی یکی از نواحی عمیق مغز (کلاستروم) یک بیمار زن مبتلا به صرع آگاهی وی را در حالیکه کاملا بیدار بوده مختل و بعبارتی خاموش کرده (در حالیکه وی به محرکات بینایی و شنوایی پاسخی نمیداده و تنها خیره به نقطه ای نگاه میکرده) و سپس آن را دوباره به وی برگردانیده اند! به بیانی دیگر به نظر می رسد عصب پژوهان پس از یک قرن جست و جو برای یافتن منطقه ای احتمالی در مغز انسان که نقش نوعی سوییچ روشن و خاموش آگاهی را ایفا نماید و پاسخی برای هزاران سال بحث و تردید و مجادله متفکرین باشد٬یک قدم به پاسخ نهایی نزدیک تر شده اند. شالوده فرضیات مختلف درباره شکل گیری و ساز و کار آگاهی در مغز بر این اساس استوار است که عملکرد مناطق و شبکه های عصبی مختلف و متفاوت در مغز انسان به طریقی (و احتمالا در نقطه ای از مغز) با یکدیگر یکپارچه و هماهنگ میشود٬درست به مانند اجزای یک ارکستر موسیقی که توسط یک رهبر ارکستر هماهنگ می شوند. فرانسیس کریک (کاشف ساختار دی ان ای) چند روز پیش از مرگش مشغول کار روی مقاله ای بود که در آن از لزوم وجود چیزی در مغز که کاری مشابه آن رهبر ارکستر را (برای آگاهی) انجام دهد صحبت کرده بود؛ جالب تر آنکه همسرش بعدها عنوان کرد وی ساعاتی پیش از درگذشتش و در بستر مرگ مکالمه ای هذیانی را با همکار صمیمیش داشته و در آن از نقش همین منطقه کلاستروم در این زمینه حرف می زده است. با وجود آنکه مطالعات و بررسی های بیشتری برای تایید نهایی این موضوع ضروری و در جریان است در صورت اثبات آن دانش مغز و اعصاب بی گمان گامی عظیم و رو به جلو با تبعاتی گسترده و نتایجی بسیار سودمند را بر خواهد داشت