بانک مغز، هوش از سرتان می‌پراند
جایی که مغز وام می‌دهند!
تهران (پانا) - مطالعه و کار علمی روی مغز به‌عنوان یکی از شاخه‌های علوم شناختی امروزه به یکی از مهمترین عرصه‌های تحقیقاتی تبدیل شده و برای تسهیل این روند مراکزی تحت‌عنوان بانک مغز راه اندازی شده اند.
به‌گزارش مهر، مغز، یکی از حسّاس‌ترین و پیچیده‌ترین اعضای بدن در همه مهره‌داران و بیشتر بی‌مهرگان محسوب می‌شود و محققان اعلام کرده‌اند که هزار تریلیون ارتباط در مغز وجود دارد؛ ارتباط بینایی، شناخت مکان، تشخیص حرکت‌ها، تشخیص اشیا، تشخیص رنگ و چهره، درک احساس، حرکت چشم‌ها برای کنترل، دیدن و ارتباط آن با گذشته و... از جمله این ارتباطات در مغز هستند.
طبق یافته محققان ما در دیدن اشیا یک‌سوم ثانیه از زمان عقب هستیم و این مغز است که در این مدت کوتاه، ارتباطات را برقرار می‌کند تا بتوانیم ببینیم و دنیای اطرافمان را درک کنیم. اما با وجود کشف این مشخصه‌ها از مغز، باز هم سوالات بی‌پاسخی به‌واسطه پیچیدگی این ارگان مهم وجود دارد که دانشمندان درصدد کشف آن هستند.
این سوالات بی‌پاسخ همواره دانشمندان را به این واداشته که مستقیما روی مغز انسان مطالعه کنند. در همین راستا، بانک‌های مغز انسانی در بسیاری از مراکز تحقیقاتی دنیا راه‌اندازی شدند. تاریخ ایجاد اولین بانک به ۳۰ سال پیش باز می‌گردد. این بانک در کینگز کالج لندن راه‌اندازی شد و بعد از آن کشورهای اروپایی، فرانسه، قطر و بسیاری از کشورها توانستند بانک‌های مغز انسانی داشته باشند تا به‌صورت مستقیم روی اسرار مغز انسان و همچنین بیماریهای مرتبط با آن مطالعه کنند.
ایران هم چندی است که به جمع کشورهای دارای بانک مغز انسانی پیوسته و در حال‌حاضر ۱۲۰ نمونه مغز انسان در این بانک نگهداری می‌شود.
در راستای اهمیت موضوع بانک مغز ایران و تحقیقات مرتبط با آن، همچنین تاکیدات مقام معظم رهبری روی مطالعات شناختی که بخش عمده آن به مغز مربوط می‌شود، در صدد برآمدیم تا با محمدتقی جغتایی، رئیس بانک مغز ایران و مشاور عالی ستاد توسعه علوم و فناوری‌های شناختی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری گفتگویی داشته باشیم.
*به‌عنوان مقدمه از ویژگی‌های مغز و راه و روش‌های مطالعه روی آن بفرمایید تا مخاطبان ما قبل از هر چیز با اهمیت این ارگان بدن انسان بیشتر آشنا شوند.
مغز پیچیدگی‌هایی دارد که هنوز محققان در راستای کشف ارتباطات آن در تلاش هستند اما درخصوص ویژگی‌های فیزیکی آن می‌توان گفت که مغز به‌صورت طبیعی حالت شُلی دارد که زود از هم می‌پاشد؛ به‌همین دلیل مغزی که از بدن بیرون می‌آید را باید تحت شرایط خاصی نگهداری کنیم.
یکی از روش‌ها برای مطالعات آموزشی که در دنیا به کار می‌رود استفاده از مغز پلاستینه است؛ برای پلاستینه کردن، لازم است که ابتدا مغز در محیط کشت حاوی الکل و مواد فیکس‌کننده قرار بگیرد؛ بعد از آن آب بافت گرفته می‌شود و به آن رزین تزریق می‌شود. این روش برای سایر بافت‌های بدن هم بهکار گرفته می‌شود.
پلاستینه از چه زمانی برای آموزش و مطالعات به کار گرفته شده؟
در قدیم اجساد را با مواد گیاهی مومیایی می کردند و تا هزاران سال این جسد باقی می ماند. اما در سال ۱۹۷۸ تا ۱۹۸۵ «گونتر وان هاگنز»، روش «پلاستینیشن» را به عنوان یک تکنیک بی نظیر جهت نگهداری بافتها ابداع کرد. وی جراحی بود که رشته شیمی خوانده بود و به این دلیل توانست تکنیک «پلاستینیشن» را ابداع کند که این روش برای کل بدن قابل تعمیم است. از این روش برای گونه های در حال انقراض هم استفاده می شود. پلاستینیشن اکنون برای چندین ماهی کمیاب نیز مورد استفاده قرار گرفته است. به واسطه این تکنیک می توان گونه ها را تا هزاران سال نگهداری کرد. این تکنیک دو الی سه ماه زمان می برد.
*با توجه به اینکه فرمودید مغزهای پلاستینه شده در راستای آموزش به کار گرفته می‌شوند، بفرمایید که از عمر این مغز پلاستینه که در دانشگاه علوم پزشکی ایران مورد استفاده قرار می گیرد چقدر گذشته و تا چه مدت زمانی می‌توان از آن برای کاربردهای آموزشی استفاده کرد؟
عمر این مغز ۵ یا ۶ سال است و از آن می‌توان تا سالیان سال استفاده کرد.
*مغز پلاستینه شده برای آموزش بهکار می‌رود؛ اما سال‌هاست که موضوع ایجاد بانک‌های مغز در دنیا مطرح شده و از این روش برای مطالعه و آموزش استفاده می‌شود. لطفا درباره ضرورت ایجاد بانک مغز توضیح دهید.
۲۵-۳۰ سال پیش، اولین بانک مغز در کینگزکالج لندن راه‌اندازی شد. در این بانک، مغز بیمارانی که بیماریهای عصبی مربوط به مغز دارند نگهداری می‌شود. هدف این کار این است که مطالعات بیولوژیکی انجام بگیرد. از سی سال گذشته تا کنون کشورهای زیادی اقدام به راه‌اندازی بانک مغز انسانی کرده‌اند و نتیجه آن وجود چندین هزار نمونه در این بانک‌ها است. تعداد بانک‌ها در دنیا زیاد است؛ بزرگترین بانک مغز در هاروارد است؛ اکنون در اروپا ۵۰ بانک با چندین هزار نمونه وجود دارد. در فرانسه نیز ۱۲هزار نمونه مغز نگهداری می‌شود.
*از روی ویژگی‌های فیزیکی مغز چه تفاوت‌هایی را در انسان می‌توان شناسایی کرد؟ مثلا جنسیت، هوش، تغذیه و ... را می‌توان تشخیص داد؟
بله. صد درصد. مغز هیچ‌کس شبیه دیگری نیست؛ حتی دو نیمکره مغز هم با یکدیگر تفاوت دارند؛ اندازه هر دو نیمکره بستگی به کارکرد مغز دارد.
*یعنی مغز هم مانند اثر انگشت است؟
دقیقا.
*نزدیک به ۴ سال است که ایران هم به جمع دارندگان بانک‌های مغز پیوسته. لطفا درخصوص این بانک صحبت کنید و بفرمایید این مرکز با چه هدفی در دانشگاه علوم پزشکی ایران راه اندازی شده است؟
بانک مغز با هدف انجام مطالعات مغزی در امور پزشکی، پیشگیری و درمان بیماریها خصوصا بیماریهای عصبی که با این ارگان مهم مرتبط هستند، به‌وجود آمده است. از آنجا که همه مطالعات پزشکی را نمیتوان مستقیما روی انسان انجام داد و مغز انسان هم کاملا متفاوت از حیوان است، ایجاد بانک مغز ضروری بهنظر می‌رسید.
همچنین به‌دلیل اینکه برخی مطالعات قابل تعمیم روی حیوانات نیستند و باید از مغز انسان استفاده شود، بانک مغز میتواند مسیر این تحقیقات را برای محققان هموارتر کند. به‌عنوان مثال فردی که مبتلا به اسکیزوفرن است را تنها نمیتوان با محرومیت‌های اجتماعی مورد مطالعه قرار داد و نیاز به بررسی‌های بیشتر روی مغز مبتلایان به چنین بیماری‌هایی دارد.
*مغزهایی که در یک بانک نگهداری می‌شوند بیشتر برای مطالعه و درمان چه بیماری‌هایی بهکار می‌روند؟
اسکیزوفرنی، آلزایمر، بایپولار یا اختلالات دو قطبی، پارکینسون، ام.اس و پی.ال.اس از جمله مهمترین بیماریهای مرتبط با مغز و اعصاب هستند که با داشتن بانک مغز می‌توان تحقیق درباره این بیماریها را تسهیل کرد. برای مطالعه در این‌باره می‌توان از بافت مغز استفاده کرد.
*نگهداری این ارگان مهم بدن انسان نیازمند چه شرایطی است؟ مغزها چگونه نگهداری می‌شوند؟
برای نگهداری نمونه‌ها، مغز باید طوری باشد که استحکام آن و سلول‌هایش حفظ شود؛ همچنین حفظ ساختار ژنتیکی و مولکلولی و فیزیولوژی، مورفولوژی مغز از جمله عواملی هستند که باید در پروسه نگهداری به آن دقت داشته باشیم.
بعد از جدا شدن مغز از بدن در محلول خاصی قرار می‌گیرد تا به بانک برسد. بعد از رسیدن به مغز، برش‌هایی داده شده و در دمای منفی ۸۰ درجه سانتیگراد نگهداری می‌شوند؛ همچنین بخشی از مغز به پاتولوژی می‌رود.
*دلیل پاتولوژی مغز چیست؟
بیمار قبل از مرگ براساس تشخیص‌های بالینی پروسه درمان یک بیماری را طی کرده است؛ اما چون بیماری مربوط به مغز است لازم است که مغز مجددا مورد بررسی قرار بگیرد و این بیماری تأیید شود. همچنین با تشخیص بالینی نمیتوان از ژنتیک مطلع شد بنابراین پاتولوژی می‌شود تا اطلاعات مغز بدون خطا در سامانه بانک ثبت شود.
*قطعا برای رساندن مغز به بانک یک‌زمانی صرف می‌شود و از طرفی هم می‌بایست تمام استحکام و ویژگی‌هایی که گفتید در مغز حفظ شود. چقدر زمان برای رساندن مغز به بانک کافی است؟
طبق مطالعاتی که شده مغز در مدت ۵ الی ۶ ساعت میتواند ویژگی‌های خود را حفظ کند از این‌رو در این مدت زمان می‌بایست مغز را به شرایط ویژه بانک برسانیم.
*اطلاعات هر مغز چگونه ثبت می‌شود؛ آیا هر مغز شناسنامه‌ای دارد؟
بله. همه آنها که در بانک نگهداری می‌شوند، شناسنامه دارند. همه اطلاعاتی که مربوط به مشخصات، تاریخچه پزشکی، بیماری‌هایی که به‌صورت بالینی تشخیص داده شده بودند، بیماری‌هایی که بعد از مرگ و با نمونه پاتولوژی شناسایی شدند، سن، جنسیت، گروه خونی و ... به‌صورت کد تعیین می‌شوند. در اصل همه نمونه‌های ذخیره شده دارای شناسنامه و کدی هستند که مشخصات آن در فایل ذخیره می‌شود.
*همانطور که اشاره کردید نمونه‌ها در بانک برای مطالعات مستقیم روی مغز انسان در راستای درمان بیماریها و تولید دارو و... است؛ این نمونه‌ها چگونه در دسترس محققان قرار میگیرند؟
نیمی از مغز برش برش و نیمی دیگر به‌صورت سالم در بانک نگهداری می شوند؛ محققان می‌توانند براساس مطالعاتی که دارند از بانک درخواست کنند که کدام ناحیه از مغز را می خواهند و ما آن را در اختیارشان قرار می‌دهیم.
*یک محقق تا چندین‌بار میتواند از یک مغز برای مطالعه استفاده کند؟ و برای یک تحقیق به چه تعداد نمونه نیاز است؟
شاید از یک مغز ۱۰۰ محقق استفاده کنند؛ در حال‌حاضر در بانک مغز هلند از یک مغز ۱۰۰ محقق استفاده کرده‌اند. ولی ما هنوز به آن مرحله نرسیده‌ایم.
از سوی دیگر وقتی یک محقق در حوزه آلزایمر مطالعه می‌کند ممکن است به ۲۰ نمونه نیاز داشته باشد. این نمونه‌ها می‌بایست ترجیحا از نژادهای مختلف، سنین مختلف، جنس مختلف باشند. همچنین برای مطالعه بیماریهای مختلف نیاز به نمونههایی از نواحی مختلف مغز است که این میتواند توسط بانک در اختیار محقق قرار بگیرد.
*پس برای این منظور به نمونه‌های بیشتری نیز برای نگهداری نیاز است؟
بله. البته با گذشت‌زمان این اتفاق می‌افتد. از سوی دیگر باید در کشور فرهنگ‌سازی شود. اهدای مغز همانند اهدای عضو نیاز به فرهنگ‌سازی دارد.
*فرایند اهدای این عضو بدن چگونه صورت می‌گیرد؟ آیا داشتن سابقه بیماریهای مربوط به مغز برای اهدا لازم است؟
در حال‌حاضر فرم‌هایی دست پزشکان وجود دارد که افراد می‌وانند با اطلاع والدین و افراد درجه یک خانواده ثبت‌نام کنند. فرد میتواند قبل از مرگ این فرم‌ها را پر کند. البته برای افراد مبتلا به آلزایمر یا اسکیزو که قدرت تصمیم‌گیری ندارند، خانواده‌هایشان می‌توانند تصمیم بگیرند.
خانواده یا بیمارستان بعد از فوت با مرکز ما تماس میگیرند تا این عضو در کمترین‌زمان ممکن به بانک منتقل شود.
در این بانک نیاز به مغز سالم، اوتیسم، تومورهای مغزی و ...داریم. افراد سالم هم می‌توانند اقدام کنند زیرا در مطالعات نه‌تنها مغز بیمار مورد مطالعه قرار می‌گیرد بلکه مغز سالم هم مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
بیماری اوتیسم ریشه در مغز دارد ولی علت واقعی آن مشخص نشده از این رو لازم است که مطالعاتی روی این بیماری صورت بگیرد. همچنین لازم است که برخی بیماریها به‌صورت خانوادگی مورد مطالعه قرار بگیرند که ما هنوز به آن مرحله نرسیدیم که چنین نمونههایی داشته باشیم. از سوی دیگر لازم است که بیماران دارای افسردگی نیز مورد مطالعه قرار بگیرند؛ اگر این مطالعات در سطح خانوادگی باشد خیلی بهتر است برای اینکه موضوع ژنتیک نیز توسط محققان مورد بررسی قرار گیرد.
در این بین مطالعات مربوط به اثر دارو روی سلول‌های مغزی نیز لازم است از این‌رو خوب است که نمونه‌های سالم هم در بانک ذخیره شوند.
*آیا از شهرستان‌ها تاکنون اقدامی برای اهدای مغز صورت گرفته؟
بله.
*شرط سنی چطور؟
برای ذخیره و اهدای مغز به بانک سن و سال مهم نیست؛ این بانک میتواند در همه رده‌های سنی مغز مطالعه داشته باشد؛ زیرا در برخی مطالعات نیاز است که روی سن و سال متفاوت تحقیق شود؛ اما اصولا بیماریهای عصبی در سنین بالا نمایان می‌شوند مانند آلزایمر.
در کل، همه گروه‌های سنی و قومیت‌ها و تنوع‌های نژادی که در ایران بسیار است برای مطالعه ما مهم هستند.
*نمونه‌های موجود در بانک مبتلا به چه بیماری‌هایی هستند؟
بیشترین نمونه‌های مغز مربوط به بیماریهای آلزایمر و اسکیزوفرنی است. در حال‌حاضر ۴۰درصد نمونه‌ها در این بانک مربوط به اسکیزوفرن و ۳۵درصد مربوط به آلزایمر است. همچنین از بیماری‌هایی مانند پارکینسون، ام اس، بایپولار و نمونه‌های سالم و دارای تومور نیز در بانک نگهداری می‌شود.
*جناب دکتر با توجه به گسترش روز افزون دانش بشر از مغز و ساختار آن می‌توان روزی را پیش‌بینی کرد که مغز نیز مانند سایر ارگان‌های بدن تولید شود؟
ساخت مغز به سادگی امکان پذیر نیست. اما چیزی که در دنیا مهم است این است که محققان به سمت مینی‌برین می‌روند. البته که در دنیا و کشور ما تولید ارگان‌های دیگر مانند نای را در پیش گرفته‌‌اند. می توان گفت که در آینده تولید ارگان‌هایی مانند کبد، کلیه، قلب و... با مهندسی بافت امکان‌پذیر است ولی مغز خیلی پیچیده‌تر از سایر ارگان‌ها است.
بشر کارهای دیگری درباره مغز انجام خواهند داد؛ مثلا الگوی بیرونی مغز و هوش مصنوعی، بی.سی.آی، رابطه مغز و ماشین و.... این روزها پیشتازی می‌کنند.
*با توجه به اینکه علوم شناختی و مطالعات مغزی در ایران به نسبت جاهای دیگر نوپاتر است بهنظر شما چه راهکارهایی برای توسعه این علم ضروریست؟
باید محققان و دولت به میان آیند؛ مطالعات در این حوزه زمانبر است و حتی از نانو هم هزینه برتر است. تکنولوژی پیچیده‌تری دارد.
این حوزه هزینه‌بر و برای مطالعات آن تجهیزات زیادی لازم است.
*محققان داخلی خودمان می‌توانند این تجهیزات را فراهم کنند؟
بله. ستاد توسعه علوم و فناوری‌های شناختی از محققان برای طراحی و ساخت این تجهیزات حمایت‌هایی را در نظر دارد تا چنین دستگاه‌های مورد نیازی در داخل تولید شوند.
در حال‌حاضر محققان دانشگاه شهید بهشتی در صدد هستند «کانفوکال میکروسکوپ» را بسازند. همچنین دستگاه «آی ترکینگ» و دستگاه «ای.ای.جی» ۱۰ تا ۱۵ کاناله و ۱۲۰ کاناله توسط محققان خودمان طراحی شده است.
*اخیرا موضوع نوروفیدبک برای درمان بسیاری از بیماریها در کشور ما مطرح شده اما موثر بودن این روش درمانی اما و اگرهای زیادی دارد؟ نظر شما در این‌باره چیست؟
نوروفیدبک، یک ابزاری است که در ایران به کاسبی تبدیل و رواج آن غیر منطقی شده است. این روش تنها برای برخی بیماریها کاربرد دارد ولی در ایران برای هر کاری نوروفیدبک می کنند؛ مثلا یک فردی هزارمین کارگاه نوروفیدبک را برگزار کرده و به هر کسی هم که شرکت می‌کند گواهی می‌فروشد.
* از آنجا که شما در ستاد علوم شناختی نیز فعالیت دارید و هوش مصنوعی به‌عنوان یکی از شاخه‌های این حوزه مورد توجه زیادی قرار دارد، در مورد آینده هوش مصنوعی چه پیش‌بینی می‌کنید؛ چقدر راجع به هوش مصنوعی و شبیه سازی‌های مغزی خوش‌بین هستید؟ زیرا همواره نگرانی‌های زیادی در این زمینه وجود دارد و هشدارهای زیادی درباره آن داده می‌شود؟
برخی علوم و رشته‌ها همانند شمشیر دولبه هستند؛ باید ببینیم که از این شمشیر دو لبه چگونه استفاده می‌شود؛ مانند برخی شاخه‌های تکنولوژی و دانش بشر که با آن بمب می‌سازند و علیه بشریت کار می‌کنند و از سوی دیگر برای درمان بیماریها نیز به کار گرفته می‌رود.
هوش مصنوعی علمی است که چه بخواهیم چه نخواهیم اتفاق می‌افتد و من نسبت به آن خوش‌بین هستم. در مقاله‌ای می‌خواندم که در سال ۲۰۲۰ هوش مصنوعی حوزه پزشکی را احاطه می‌کند و مبادله مالی آن در ۲۰۲۰ برابر با ۶ الی ۷ میلیارد دلار خواهد بود.
ما پتانسیل حرکت در مسیر هوش مصنوعی را داریم. پایه مهندسی خوبی داریم و اکنون دانشگاه‌های ما روی مهندسی به‌خوبی کار می‌کنند ولی باید این هوش مصنوعی کاربردی شود.
در واقع هوش مصنوعی مغز را شبیه‌سازی می‌کند متنها یک تفاوت دارد که ما با اراده کاری را به‌واسطه مغز انجام می‌دهیم ولی هوش مصنوعی دقیقا این کار را نمی‌کند. کاربرد هوش مصنوعی داستان‌هایی دارد که در برخی موارد خطرناک هم هستند از این جهت ما در آینده به سمتی می‌رویم که هوش مصنوعی میتواند ما را هم کنترل کند.
*وضعیت کشور ما از نظر حجم مقالات در هوش مصنوعی چگونه است؟
هوش مصنوعی حوزه‌ای است که در ایران از نظر حجم مقالات در جایگاه خوبی قرار گرفته است.
در علوم پایه علوم شناختی ایران با ترکیه رقابت می‌کند. یعنی در برخی مطالعات ما بالاتریم و در برخی ترکیه از کشور ما بالاتر است؛ به‌عنوان مثال ما در حوزه زبانشناسی شناختی از ترکیه جلوتر هستیم. در علوم اعصاب پایه ترکیه از ایران بالاتر است. این رقابت بین ایران و ترکیه وجود دارد. چنین رقابت تنگاتنگی همواره وجود دارد؛ اما در کل رتبه ۱۵ را در این حوزه به خود اختصاص داده‌ایم.
*چندی پیش اعضای ستاد توسعه علوم و فناوری شناختی با مقام معظم رهبری دیداری داشتند و ایشان به مطالعات علوم شناختی تاکید داشتند. مهمترین سرفصل‌هایی که ایشان در باب اهمیت این شاخه علمی عنوان کردند چه بود؟
ایشان تاکید کردند که مطالعات زیادی روی سیستم عصبی شده و راز و رموزهای کشف شده نشان از چیزی است که خالق هستی در ما آفریده و این یک نوع هستی شناسی به‌شمار می رود. همچنین استفاده از این مطالعات در حل مشکلات مردم و توانایی شناختی موثر است.
ایشان تاکید کردند که به هر حال نمیتوان جلوی این دانش را گرفت؛ دانش خوبی است و می‌توان از آن به‌خوبی بهره برد.
مقام معظم رهبری از همه علوم حمایت می‌کنند و اعتقاد دارند علاوه‌بر پروژه‌های کاربردی، می‌بایست در مرز دانش نیز کار کنیم.
*آقای دکتر یک موضوع دیگری که این روزها بین محققان علوم اعصاب و جراحان مغز در دنیا زیاد مطرح می شود و رقابت زیادی در این زمینه صورت گرفته پیوند مغز است شما پیش‌بینی می‌کنید این اتفاق در پزشکی رخ دهد؟
از دنیای علم هر چیزی امکان‌پذیر است، این موضوع هم امکان‌پذیر است ولی در زمان طولانی. پیوند مغز هم مانند تولید مغز یک راه طولانی در پیش دارد.
آن چیزی که اکنون مهم است تمرکز روی شناخت مغز است. یکی از کارهایی که دنیا انجام می‌دهد ترسیم نقشه مغز است. اروپا، چین، کره و ژاپن از جمله کشورهایی هستند که در زمینه «برین پروجکت» فعالیت می‌کنند.
محققان در امریکا دنبال مدارهای مغزی هستند؛ در اروپا دنبال مدارهای کورتیکال و ارتباطات کورتیکال مغز با برنامه مغز به‌واسطه تکنیک‌های مختلف هستند. بشر تاکنون توانسته ژن ها را بشمارد و حالا نوبت مدارهای عصبی است.
اینگونه مطالعات بین کشورهای مختلف تقسیم شده است. علوم اعصاب و شناخت حوزه هیجان‌انگیزی است که خیلی‌ها علاقمند به فعالیت در این حوزه علمی هستند.
ارسال دیدگاه