به گزارش حلقه وصل، مغز، یکی از حسّاس‌ترین و پیچیده‌ترین اعضای بدن در همه مهره داران و بیشتر بی‌مهرگان محسوب می شود و محققان اعلام کرده اند که هزار تریلیون ارتباط در مغز وجود دارد؛ ارتباط بینایی، شناخت مکان، تشخیص حرکتها، تشخیص اشیا، تشخیص رنگ و چهره، درک احساس، حرکت چشم ها برای کنترل، دیدن و ارتباط آن با گذشته و... از جمله این ارتباطات در مغز هستند.
طبق یافته محققان ما در دیدن اشیا یک سوم ثانیه از زمان عقب هستیم و این مغز است که در این مدت کوتاه، ارتباطات را برقرار می کند تا بتوانیم ببینیم و دنیای اطرافمان را درک کنیم. اما با وجود کشف این مشخصه ها از مغز، باز هم سوالات بی پاسخی به واسطه پیچیدگی این ارگان مهم وجود دارد که دانشمندان درصدد کشف آن هستند.
این سوالات بی پاسخ همواره دانشمندان را به این واداشته که مستقیما روی مغز انسان مطالعه کنند. در همین راستا، بانک های مغز انسانی در بسیاری از مراکز تحقیقاتی دنیا راه اندازی شدند. تاریخ ایجاد اولین بانک به ۳۰ سال پیش باز می گردد. این بانک در کینگز کالج لندن راه اندازی شد و بعد از آن کشورهای اروپایی، فرانسه، قطر و ... بسیاری از کشورها توانستند بانکهای مغز انسانی داشته باشند تا به صورت مستقیم روی اسرار مغز انسان و همچنین بیماری های مرتبط با آن مطالعه کنند.
ایران هم چندی است که به جمع کشورهای دارای بانک مغز انسانی پیوسته و در حال حاضر ۱۲۰ نمونه مغز انسان در این بانک نگهداری می شود.
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 می شود، در صدد برآمدیم تا با دکتر محمدتقی جغتایی، رئیس بانک مغز ایران و مشاور عالی ستاد توسعه علوم و فناوری های شناختی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری گفتگویی داشته باشیم.
گفتگو با دکتر جغتایی به شرح زیر است:
*به عنوان مقدمه از ویژگی های 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 پیچیدگی هایی دارد که هنوز محققان در راستای کشف ارتباطات آن در تلاش هستند اما در خصوص ویژگی های فیزیکی آن می توان گفت که مغز به صورت طبیعی حالت شُلی دارد که زود از هم می پاشد؛ به همین دلیل مغزی که از بدن بیرون می آید را باید تحت شرایط خاصی نگهداری کنیم.
یکی از روش ها برای مطالعات آموزشی که در دنیا به کار می رود استفاده از مغز پلاستینه است؛ برای پلاستینه کردن، لازم است که ابتدا مغز در محیط کشت حاوی الکل و مواد فیکس کننده قرار بگیرد؛ بعد از آن آب بافت گرفته می شود و به آن رزین تزریق می شود. این روش برای سایر بافتهای بدن هم به کار گرفته می شود.
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 ۱۹۷۸تا 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.
در این عکس می بینیم که یکی از این مغزها سالم، دیگری برش خورده و وریدهای آن مشخص است
*با توجه به اینکه فرمودید مغزهای پلاستینه شده در راستای آموزش به کار گرفته می شوند، 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 می توان از آن برای کاربردهای آموزشی استفاده کرد؟
عمر این مغز ۵ یا ۶سال است و از آن می توان تا سالیان سال استفاده کرد.
*مغز پلاستینه شده برای آموزش به کار می رود؛ اما سالهاست که موضوع ایجاد بانک های مغز در دنیا مطرح شده و از این روش برای مطالعه و آموزش استفاده می شود. لطفا درباره ضرورت ایجاد بانک مغز توضیح دهید.
۲۵-۳۰ سال پیش، اولین بانک مغز در کینگزکالج لندن راه اندازی شد. در این بانک، مغز بیمارانی که بیماریهای عصبی مربوط به مغز دارند نگهداری می شود. هدف این کار این است که مطالعات بیولوژیکی انجام بگیرد. از سی سال گذشته تا کنون کشورهای زیادی اقدام به راه اندازی بانک مغز انسانی کرده اند 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 می شود.
*از روی ویژگیهای فیزیکی مغز چه تفاوتهایی را در انسان می توان شناسایی کرد؟ مثلا جنسیت، هوش، تغذیه و ... را می توان تشخیص داد؟
بله. صددرصد. مغز هیچ کس 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 بانک های مغز پیوسته. لطفا در خصوص 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 بیماری ها خصوصا بیماریهای عصبی که با این ارگان مهم مرتبط هستند، به وجود آمده است. از آنجا که همه مطالعات پزشکی را نمی توان مستقیما روی انسان انجام داد و مغز انسان هم کاملا متفاوت از حیوان است، ایجاد بانک مغز ضروری به نظر می رسید.
همچنین به دلیل اینکه برخی مطالعات قابل تعمیم روی حیوانات نیستند و باید از مغز انسان استفاده شود، بانک مغز می تواند مسیر این تحقیقات را برای محققان هموارتر کند. به عنوان مثال فردی که مبتلا به اسکیزوفرن است را تنها نمی توان با محرومیت های اجتماعی مورد مطالعه قرار داد و نیاز به بررسی های بیشتر روی مغز مبتلایان به چنین بیماریهایی دارد.
*مغزهایی که در یک بانک نگهداری می شوند بیشتر برای مطالعه و درمان چه بیماری هایی به کار می روند؟
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 می توان تحقیق درباره این بیماریها را تسهیل کرد. برای مطالعه در این باره می توان از بافت مغز استفاده کرد.
*نگهداری این ارگان مهم بدن انسان نیازمند چه شرایطی است؟ مغزها چگونه نگهداری می شوند؟
برای نگهداری نمونه ها، مغز باید طوری باشد که استحکام آن و سلول هایش 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 جداشدن مغز از بدن در محلول خاصی قرار می گیرد تا به بانک برسد. بعد از رسیدن به مغز، برش هایی داده شده و در دمای منفی ۸۰ درجه سانتیگراد نگهداری می شوند؛ همچنین بخشی از مغز به پاتولوژی می رود.
*دلیل پاتولوژی مغز چیست؟
بیمار قبل از مرگ بر اساس تشخیص های 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 نمی توان از ژنتیک مطلع شد بنابراین پاتولوژی می شود تا اطلاعات مغز بدون خطا در سامانه بانک ثبت شود.
*قطعا برای رساندن مغز به بانک یک زمانی صرف می شود و از طرفی هم می بایست تمام استحکام و ویژگی هایی 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 می تواند ویژگی های خود را حفظ کند از این رو در این مدت زمان می بایست مغز را به شرایط ویژه بانک برسانیم.
*اطلاعات هر مغز چگونه ثبت می شود؛ آیا هر مغز شناسنامه ای دارد؟
بله. همه آنها که در بانک نگهداری می شوند، شناسنامه دارند. همه اطلاعاتی که مربوط به مشخصات، تاریخچه پزشکی، بیماری هایی که به صورت بالینی تشخیص داده شده بودند، بیماریهایی که بعد از مرگ و با نمونه پاتولوژی شناسایی شدند، سن، جنسیت، گروه خونی و ... به صورت کد تعیین می شوند. در اصل همه نمونه های ذخیره شده دارای شناسنامه و کدی هستند که مشخصات آن در فایل ذخیره می شود.
*همانطور که اشاره کردید نمونه ها در بانک برای مطالعات مستقیم روی مغز انسان در راستای درمان بیماریها و تولید دارو و... است؛ این نمونه ها چگونه در دسترس محققان قرار می گیرند؟
نیمی از مغز برش برش و نیمی دیگر به صورت سالم در بانک نگهداری می شوند؛ محققان می توانند بر اساس مطالعاتی که دارند از بانک درخواست کنند که کدام ناحیه از مغز را می خواهند و ما آن را در اختیارشان قرار می دهیم.
*یک محقق تا چندین بار می تواند 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 حال حاضر در بانک مغز هلند از یک مغز صد محقق استفاده کرده اند. ولی ما هنوز به آن مرحله نرسیده ایم.
از سوی دیگر وقتی یک محقق در حوزه آلزایمر مطالعه می کند ممکن است به ۲۰ نمونه نیاز داشته باشد. این نمونه ها می بایست ترجیحا از نژادهای مختلف، سنین مختلف، جنس مختلف باشند. همچنین برای مطالعه بیماریهای مختلف نیاز به نمونه هایی از نواحی مختلف مغز است که این می تواند توسط بانک در اختیار محقق قرار بگیرد.
*پس برای این منظور به نمونه های بیشتری نیز برای نگهداری نیاز است؟
بله. البته با گذشت زمان این اتفاق می افتد. از سوی دیگر باید در کشور فرهنگ سازی شود. اهدای مغز همانند اهدای عضو نیاز به فرهنگ سازی دارد.
*فرایند اهدای این عضو بدن چگونه صورت می گیرد؟ آیا داشتن سابقه بیماریهای مربوط به مغز برای اهدا لازم است؟
در حال حاضر فرم هایی دست پزشکان وجود دارد که افراد می توانند با اطلاع والدین و افراد درجه یک خانواده ثبت نام کنند. فرد می تواند قبل از مرگ این فرم ها را پر کند. البته برای افراد مبتلا به آلزایمر یا اسکیزو که قدرت تصمیم گیری ندارند، خانواده هایشان می توانند تصمیم بگیرند.
خانواده یا بیمارستان بعد از فوت با مرکز ما تماس می گیرند تا در کمترین زمان ممکن به بانک منتقل شود.
در این بانک نیاز به مغز سالم، اوتیسم، تومورهای مغزی و ...داریم. افراد سالم هم می توانند اقدام کنند زیرا در مطالعات نه تنها مغز بیمار مورد مطالعه قرار می گیرد 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 به صورت خانوادگی مورد مطالعه قرار بگیرند که ما هنوز به آن مرحله نرسیدیم که چنین نمونه هایی 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 سلول های مغزی نیز لازم است از این رو خوب است که نمونه های سالم هم در بانک ذخیره شوند.
*آیا از شهرستان ها 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 می تواند در همه رده های 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 می شوند مانند آلزایمر.
در کل، همه گروههای سنی و قومیت ها و تنوع های نژادی که در ایران بسیار است برای مطالعه ما مهم هستند.
*نمونه های موجود در بانک مبتلا به چه بیماریهایی هستند؟
بیشترین نمونه های مغز مربوط به بیماریهای آلزایمر و اسکیزوفرنی است. در حال حاضر ۴۰درصد نمونه ها در این بانک مربوط به اسکیزوفرن و ۳۵درصد مربوط به آلزایمر است. همچنین از بیماریهایی مانند پارکینسون، ام اس، بایپولار و نمونه های سالم و دارای تومور نیز در بانک نگهداری می شود.
*جناب دکتر با توجه به گسترش روز افزون دانش بشر از مغز و ساختار آن می توان روزی را پیش بینی 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 مینی برین می روند. البته که در دنیا و کشور ما تولید ارگان های دیگر مانند نای را در پیش گرفته اند. می توان گفت که در آینده تولید ارگان هایی مانند کبد، کلیه، قلب و... با مهندسی بافت امکان پذیر است ولی مغز خیلی پیچیده تر 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 می کنند.
*با توجه به اینکه علوم شناختی و مطالعات مغزی در ایران به نسبت جاهای دیگر نوپاتر است به نظر 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 پیچیده تری دارد.
این حوزه هزینه بر و برای مطالعات آن تجهیزات زیادی لازم است.
*محققان داخلی خودمان می توانند این تجهیزات را فراهم کنند؟
بله.ستاد توسعه علوم و فناوریهای شناختی از محققان برای طراحی و ساخت این تجهیزات حمایت هایی را در نظر دارد تا چنین دستگاههای مورد نیازی در داخل تولید شوند.
در حال حاضر 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 این باره 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 می کند گواهی می فروشد.
* از آنجا که شما در ستاد علوم شناختی نیز فعالیت دارید و هوش مصنوعی به عنوان یکی از شاخه های این حوزه مورد توجه زیادی قرار دارد، در مورد آینده هوش مصنوعی چه پیش بینی می کنید؛ چقدر راجع به هوش مصنوعی و شبیه سازی های مغزی خوش بینی هستید؟ زیرا همواره نگرانی های زیادی در این زمینه وجود دارد و هشدارهای زیادی درباره آن داده می شود؟
برخی علوم و رشته ها همانند شمشیر دولبه هستند؛ باید ببینیم که از این شمشیر دو لبه چگونه استفاده می شود؛ مانند برخی شاخه های تکنولوژی و دانش بشر که با آن بمب می سازد و علیه بشریت کار می کنند و از سوی دیگر برای درمان بیماریها به کار گرفته می شود.
هوش مصنوعی علمی است که چه بخواهیم چه نخواهیم اتفاق می افتد و من نسبت به آن خوش بین هستم. در مقاله ای می خواندم که در سال ۲۰۲۰ هوش مصنوعی حوزه پزشکی را احاطه می کند و مبادله مالی آن در ۲۰۲۰ برابر با ۶الی ۷میلیارد دلار خواهد بود.
ما پتانسیل حرکت در مسیر هوش مصنوعی را داریم. پایه مهندسی خوبی داریم و اکنون دانشگاههای ما روی مهندسی به خوبی کار می کنند ولی باید این هوش مصنوعی کاربردی شود.
در واقع هوش مصنوعی مغز را شبیه سازی می کند متنها یک تفاوت دارد که ما با اراده کاری را به واسطه مغز انجام می دهیم ولی هوش مصنوعی دقیقا این کار را نمی کند.کاربرد هوش مصنوعی داستانهایی دارد که در برخی موارد خطرناک هم هستند از این جهت ما در آینده به سمتی می رویم که هوش مصنوعی می تواند ما را هم کنترل کند.
*وضعیت کشور ما از نظر حجم مقالات در هوش مصنوعی چگونه است؟
هوش مصنوعی حوزه ای است که در ایران از نظر حجم مقالات در جایگاه خوبی قرار گرفته است.
در علوم پایه علوم شناختی ایران با ترکیه رقابت می کند. یعنی در برخی مطالعات ما بالاتریم و در برخی ترکیه از کشور ما بالاتر است؛ به عنوان 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 داده ایم.
*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 به شمار می رود. همچنین استفاده از این مطالعات در حل مشکلات مردم و توانایی شناختی موثر است.
ایشان تاکید کردند که به هر حال نمی توان جلوی این دانش را گرفت؛ دانش خوبی است و می توان از آن به خوبی بهره برد.
مقام معظم رهبری از همه علوم حمایت می کنند و اعتقاد دارند علاوه بر پروژه های کاربردی، می بایست 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 پیش بینی می کنید این اتفاق در پزشکی رخ دهد؟
از دنیای علم هر چیزی امکان پذیر است، این موضوع هم امکان پذیر 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 می دهد ترسیم نقشه مغز است. اروپا، چین، کره و ژاپن از جمله کشورهایی هستند که در زمینه «برین پروجکت» فعالیت می کنند.
محققان در امریکا دنبال مدارهای مغزی هستند؛ در اروپا دنبال مدارهای کورتیکال و ارتباطات کورتیکال مغز با برنامه مغز به واسطه تکنیک های 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 هیجان انگیزی است که خیلی ها علاقمند به اجرای آن هستند.