مغز ما بیش از یک کیسه حاوی مواد شیمیایی است
متن سخنرانی :
لطفا دست بالا ببرید اگر کسی را در خانواده یا دوستان نزدیک خود سراغ دارید که ازگونه ای از بیماریهای روانی رنج میبرد. بله همانطور که فکر میکردم. تعجب نمیکنم.حالا لطفا دست بالا ببرید اگر فکر میکنید پژوهش های اولیه روی مگس میوه ربطی با فهمیدن بیماریهای روانی درنوع انسان دارد. بله، همین‌طور فکر میکردم. متعجب هم نیستم. میبینم که اینجا کار زیادی پیش رو دارم.
همانطور که صبح از زبان دکتر اینسل شنیدیم، اختلالات ذهنی مثل اوتیسم، افسردگی و اسکیزوفرنی عوارض وحشتناکی برای رهایی از درد و رنج انسانی داشته اند. ما در زمینه درمان آنها و درک مکانیزم های اساسی آنها بسیار کمتر از بیماری های بدن می دانیم. فکرکنید: درسال ۲۰۱۳، دهه دوم این هزاره، اگر شما از تشخیص یک سرطان نگران هستید و پیش دکتر می‌روید، تصویربرداری از استخوان، نمونه برداری و آزمایش خون از شما میگیرند. در۲۰۱۳ اگر از تشخیص افسردگی نگران باشید به دکترمراجعه می کنید چه می‌گیرید؟ یک پرسش‌نامه. حالا، بخشی از این بدلیل آنست که ما یک دیدگاه بی‌اندازه ساده شده وهر چه بیشتراز اعتبارافتاده ای نسبت به اساس زیستی اختلالات روانی داریم. نگاه ما به آنها، -- که مطبوعات عامه‌پسند هم آنرا تشویق و یاری میکند -- نامیزان بودن ترکیبات شیمیایی مغز است، و مغزبمنزله یک کیسه حاوی سوپ شیمیایی پراز دوپامین، سروتونین و نوراپینفرین است. این دیدگاه مشروط به این واقعیت ست که بیشترداروهایی که برای درمان این اختلالات تجویز میشوند، مثل داروی پروزاک، کارشان تغییر کلی ترکیب شیمیایی مغز است، انگارکه مغز واقعا یک کیسه مواد شیمیایی باشد. ولی این نمیتواند یک راه حل باشد، چراکه هیچیک ازاین داروها در واقع آنقدرخوب کار نمیکند. افراد زیادی آنها را نمی‌گیرند، یا مصرفش را قطع میکنند، بخاطر عوارض جانبی ناخوشایند این داروها. این داروها عوارض جانبی بسیار زیادی دارند چون مصرف آنها برای درمان یک اختلال ذهنی چند جانبه به آن میماند که برای تعویض روغن موتور یک قوطی روغن را بازکنیم وروی همه جعبه موتور بریزیم. مقداری از آن در جای درست می‌ریزد، ولی عمده آن بیشتر از آنکه مفید باشد آسیب میرساند.
حالا، دیدگاه نوظهوری که امروز صبح از دکتر اینسل هم درباره اش شنیدیم، اینست که اختلالات ذهنی درواقع نابسامانی در مدارهای جریان عصبی است که رسانگر هیجانات، خُلق، و تاثرات در فرد میباشند. وقتی به فرآیند ادراک فکر میکنیم، ما مغز را با کامپیوتر قیاس میکنیم. که اشکالی ندارد. خوب به این نتیجه می‌رسیم که تشبیه کامپیوتر برای هیجانات هم قابل قبول هست. اگرچه غالبا اینگونه به آن نمی نگریم. اما بمراتب کمتر درباره اساس مداری اختلالات ذهنی می‌دانیم، به‌خاطر غلبه مقاومت ناپذیر این فرضیه اختلال شیمیایی.
نه اینکه مواد شیمیایی در اختلالات ذهنی بی اهمیت اند. فقط اینکه مغزرا در چنین سوپی غرق نمی کنند. بلکه در مکانهای بسیار ویژه ای ترشح میشوند و در سیناپس‌های خاصی عمل میکنند تا جریان اطلاعات را در مغز تغییر دهند. بنابراین اگر ما می‌خواهیم واقعا اساس زیستی اختلالات روانی را بفهمیم، نیاز به شناسایی دقیق این نقاط در مغز داریم جایی که این مواد شیمیایی عمل میکنند. درغیراین صورت، روغن را همچنان برروی تمام موتور روانی خواهیم ریخت واز پیامدهای آن هم رنج خواهیم برد.
حالا برای غلبه بر بی‌اطلاعی‌مان از عملکرد شیمیایی مغز در شبکه اعصاب مغز، خوب است روی چیزی کارکنیم که ما زیست‌شناسان به آن "جاندار مدل" می‌گوییم، جانورانی مانند مگس و موش‌های آزمایشگاهی، که میتوانیم تکنیک‌های ژنتیکی قوی روی آنها اعمال کنیم برای تشخیص مولکولی و شناسایی دقیق دسته های خاصی از نورون ها، که امروز صبح در سخنرانی آلن جونز شنیدید. علاوه براین، وقتی بتوانیم این کار را انجام دهیم، درواقع میتوانیم اعصاب خاصی را فعال کنیم یا فعالیت آن دسته اعصاب را ازبین ببریم یا مهار کنیم. پس اگر یک نوع خاصی از اعصاب را مهار کنیم، و ببینیم که یک رفتاری مسدود شده‌است، میتوانیم نتیجه بگیریم که آن اعصاب برای آن رفتار ضروری بوده است. از طرف دیگر، اگر دسته‌ای ازاعصاب را فعال کنیم و ببینیم که رفتاری را پدید می‌آورد، میتوانیم نتیجه بگیریم که این اعصاب برای آن رفتار کفایت میکند. پس در این روش، با این آزمایش‌ها، میتوانیم روابط علت و معلولی برقرار کنیم بین فعالیت اعصاب ویژه ای در اتصالات خاصی با رفتار خاصی؛ چیزی که اگرنه ناممکن, اما بسیار سخت است، که در حال حاضر روی انسان انجام دهیم.
ولی موجودی مانند مگس میوه که که جاندار مدل بسیار خوبی ست چون یک مغز کوچک دارد، قابلیت رفتارهای بغرنج و پیچیده را دارد، باروری سریع دارد، و ارزان است. اما آیا چنین موجودی می‌تواند چیزی درباره حالات احساسی به ما بیاموزد؟ آیا این موجودات اصلا احساسات دارند، یا فقط روبات‌های دیجیتالی هستند؟
چارلز داروین معتقد بود که حشرات احساسات دارند و در رفتارشان ابراز میکنند، چنانچه او در تک نگاشتی در۱۸۷۲ در باب بیان احساسات در انسان و حیوانات نوشته است. و همکار نامآور من، سیمور بنزر، هم به آن اعتقاد داشت. سیمور کسی است که استفاده از دروزوفیلا را اینجا در CalTech در دهه 60 بعنوان مُدلی برای مطالعه ارتباط بین ژن و رفتار معرفی کرد. سیمور مرا اواخر 1980 در CalTech گماشت. او قهرمان من و پیشوای من بود زمانی که اینجا بود و سیمور به من یاد داد عاشق مگسها باشم و بازی با علوم را بمن آموخت. خب چطور این پرسش را مطرح کنیم؟ اینکه باورکنیم مگسحالات احساسی دارد یک طرف ولی چگونه میتوان فهمید که این درست است یا نه؟ ما در انسان حالات احساسی را, همانطور که امروز خواهید شنید از حالات چهره تعبیر می کنیم. بهر تقدیر خواندن چهره مگس میوه قدری دشوار است. (خنده) چیزی شبیه به آنکه بر روی مریخ فرود بیاییم و از پنجره فضاپیما به بیرون نگاه کنیم بهمه آدم کوچولو های سبزی که فضاپیما را احاطه کرده اند و سعی کنیم که کشف کنیم "چطور میتوان فهمید آیا اینها احساسات دارند یا نه؟" چکار میتوانیم بکنیم؟ کار خیلی آسانی نیست. خب، یکی از راههاییکه میتوان با آن شروع کرد آنست که سعی کنیم برخی مشخصات عمومی یا ویژگیهای حالات احساس مانند را در آنها از قبیل برانگیختگی در نظر گرفته ببینیم آیا میتوانیم رفتارهایی در مگس, که نمایش آن سری ویژگیها باشد را شناسایی کنیم. باین ترتیب سه تا از مهم ترین آنها که بفکر من میرسد تداوم، درجه شدت، و همچنین ارزش می باشند. تداوم به مفهوم ادامه دار بودن است. همه ما می دانیم که محرکی که منجر به احساساتی می شود سبب ادامه آن احساس میشود حتی مدتی پس از پایان آن محرک. درجه بندی شدت به همان معنی است که بنظر میرسد. می توان میزان شدت احساسات را بالاتر یا پایین تر برد. اگرکمی ناراحت باشید، گوشه های دهان شما آویزان است و بینی تانرا بالا میکشید اگرخیلی ناراحت باشید، اشک برچهره می بارید و ممکن است زاری کنید. ارزش بمفهوم خوب یا بد، مثبت یا منفی است. بنابراین ما تصمیم گرفتیم ببینیم که آیا می توان مگس ها را تحریک کرد تا نوع رفتاری را از خود نشان دهند که در زنبور معروف میز پیک نیک می بینیم. می دانید، همان که مرتب به سراغ همبرگرتان میآید، هر چه با شدت بیشتر می خواهید آن را برانید، زنبور بنظر بیشتر تحریک میشود. بنابراین ما یک وسیله ای ساختیم، که ما آن را ماشین فوت می نامیم که با آن میتوانیم پُکهای مختصری از هوا به مگس های درون این لوله های پلاستیکیروی نیمکت آزمایشگاه بدمیم و آنها را دور کنیم. و آنچه ما دریافتیم این بود که اگر ما به این مگس ها درماشین فوت چند دم هوای پی در پی می دمیدیم آنها قدری بیش فعال میشدند. و برای مدتی بعد از آنکه دمیدن باد درواقع قطع شده بود، به چرخیدن ادامه میدادند، و قدری طول میکشید تا آنها آرام شوند بنابراین ما این رفتار را محاسبه کردیم با بکارگیری نرم افزار مرسوم حرکت سنجی با اهتمام همکارم پیترو پروونا که در بخش مهندسی برق CalTech است. و آنچه که این اندازه گیری به ما نشان داد، این است که پس از روبرو شدن با یک قطار از این فوت های هوا به نظر میرسد مگس ها وارد نوعی حالت بیش فعالی میشوند که ماندگار، طولانی، و همچنین به نظر درجه بندی شده هست. فوت های بیشتر یا با شدت قوی تر سبب میشود این حالت زمان بلندتری دوام آورد. پس ما حالا می خواستیم بفهمیم چه چیزی مدت ادامه این حالت را تعیین می کند. پس تصمیم گرفتیم از ماشین فوت و از نرم افزار ردیاب خودکار استفاده کرده و صدها نسل از مگس میوه جهش یافته را بررسی کنیم و ببینیم آیا می توانیم مگسی که پاسخی غیرطبیعی به فوتهای هوا نشان دهد پیدا کنیم. و این یکی از امتیازهای مگس میوه است. مخازنی هست که شما فقط با برداشتن گوشی تلفن میتوانید صدها بسته مگس با جهش های گوناگون سفارش دهید و در بررسی خود آنها را مرور کنید و ببینید کدام ژن در اثر جهش تغییر یافته است. پس با کمک غربال یا مرورگری مگس میوه جهش یافته ای را یافتیم که خیلی بیشتر از حد معمول طول می کشید تا پس از فوت های هوا آرام شود، و پس از بررسی این ژن جهش یافته معلوم شد که یک گیرنده دوپامین را رمزگذاری میکند. درست است - مگس ها، مثل آدمها، دارای دوپامین هستند که روی مغز آنها و سیناپس های آنها بواسطه همان نوع گیرنده های دوپامینی که من و شما داریم عمل میکند. دوپامین چندین نقش مهم را در مغز ایفا میکند از جمله در توجه، برانگیختگی و پاداش، و دانشمندان اختلال های سیستم دوپامین را با تعدادی از اختلال های ذهنی از جمله اعتیاد، بیماری پارکینسون و ADHD مرتبط دانسته اند. حال در ژنتیک این اندکی بدورازعقل سلیم است. ما غالباعملکرد طبیعی یک چیز را با کمک آنچه در نبود آن چیز صورت نمیگیرد، از خلاف مشاهده خود وقتی آن چیز حذف شود، نتیجه گیری میکنیم. وقتی گیرنده دوپامین را حذف میکنیم و آرام شدن مگس ها بیشتر طول می کشد و از آن ما نتیجه می گیریم که عملکرد طبیعی این گیرنده و دوپامین این است که باعث می شود مگس پس از وزش هوا سریعتر آرام شود. و این کمی یادآور ADHD است، که با اختلالات سیستم دوپامین در انسان مرتبط دانسته شده است. در واقع، اگر ما سطح دوپامین را در مگس های معمولی افزایش دهیم از طریق تغذیه آنها با کوکائین پس از دریافت مجوز DEA مناسب -- آه خدای من -- (خنده) -- ما واقعا میبینیم که این مگس های با کوکائین تغذیه شده سریعتر از مگس های عادی آرام میشوند، و این هم کمی یادآور ADHD است، که غالبا با داروی ریتالین مداوا میشود که شبیه کوکایین عمل میکند. به این ترتیب کم کم متوجه شدم چیزی که از آغاز فقط تلاش شوخی آمیزی درعصبانی کردن مگسها بود در واقع ممکن است برای یک اختلال روانی انسانی حایز اهمیت باشد. حالا این مقایسه تا کجا قابل قبول است؟ همانطور که بسیاری از شما می دانید افراد مبتلا به ADHD همچنین دارای کم توانی در یادگیری هستند. آیا این درباره مگسهای دارای گیرنده دوپامین جهش یافته هم صدق میکند؟ قابل ملاحظه است که پاسخ مثبت است . همانطور که سیمور در دهه 1970 نشان داد مگسها همانطورکه شنیدید مثل پرندگان آوازخوان قابلیت فراگیری دارند. می توانیم به مگس بیاموزیم از یک رایحه دوری کند، اینجا با آبی نشان داده شده، اگر آن بو را با یک شوک همراه کنیم. و هنگامی که میگذارید مگس تربیت شده بین آن رایحه شوک آور و یک عطر دیگر یکی را انتخاب کند ازظرف حاوی عطرآبی که با شوک همراه بود دوری میکند خب، اگر این آزمایش را در مگس های با جهش گیرنده دوپامین انجام دهید آنها یاد نمی گیرند. نمره یادگیری آنها صفر است. از CalTech رفوزه بیرون میآیند. به این معنی که این مگس ها دو اختلال دارند. یا دو فنوتیپ، آنطور که در ژنتیک نامیده میشود. که درADHD هم می بینیم: بیش فعالی و ناتوانی در یادگیری. حالا، رابطه علت و معلولی بین دو فنوتیپ اگرهست، کدام است؟ در ADHD، اغلب فرض می شود که بیش فعالی باعث ناتوانی یادگیری می شود. بچه ها نمی توانند به اندازه کافی آرام بنشینند تا تمرکز کنند، پس یاد نمی گیرند. اما همانقدر میتوان فرض کرد که ناتوانی یادگیری است که باعث بیش فعالی می شود. کودک چون نمی تواند یاد بگیرد، بدنبال چیزهای دیگرست تا توجهش را منحرف کند. و یک امکان نهایی آنکه هیچ ارتباطی بین ناتوانی یادگیری و بیش فعالی وجود ندارد، فقط این دو توسط یک مکانیزم مشترک در ADHD ایجاد می شوند. این از دیرباز مورد سوال بوده در انسان، اما در مگس مامی توانیم این را آزمایش کنیم. این کار را با عمیق شدن در ذهن مگس انجام می دهیم و با کمک ژنتیک شروع به گره گشایی از مسیرمداری آن میکنیم. ما مگس جهش یافته در گیرنده دوپامین را برمیداریم و بروش ژنتیکی گیرنده دوپامین آنرا بازیابی یا درمان می کنیم با قرار دادن یک نسخه خوب از ژن گیرنده در مغز مگس. اما برای هر مگس، آنرا در یک نورون معینی قرار میدهیم و سپس هر یک از این مگس ها را در زمینه یادگیری و بیش فعالی آزمایش می کنیم. قابل توجه است که می توانیم این دو ناهنجاری را کاملا جدا کنیم. اگر یک نسخه سالم گیرنده دوپامین را در این ساختار بیضوی به نام مجموعه مرکزی بگذاریم مگس دیگر بیش فعال نخواهد بود، اما هنوز نمی تواند یاد بگیرد. از سوی دیگر، اگر گیرنده را در یک ساختار دیگر بنام جسم قارچی قرار دهیم، نقص یادگیری علاج میشود و مگسها به خوبی یاد می گیرند ولی آنها همچنان بیش فعال هستند. چیزیکه این به ما می گوید اینست که دوپامین مغز مگس را در سوپ حمام نمی دهد. بلکه روی کنترل دو عملکرد مختلف در دو مدار متفاوت اثر میگذارد. بنابراین دلیل آنکه دو چیز در این مگسهای جهش یافته کار نمیکند این است که همان نوع گیرنده مسئول کنترل دو عملکرد مختلف در دو ناحیه مختلف مغز است. آیا این درباره ADHD در انسان هم صدق میکند یا نه ما نمی دانیم، اما این سری نتایج می بایست اقلا سبب شود این امکان را در نظر بگیریم. بنابراین این نتایج من و همکاران مرا بیش از هر وقت متقاعد می کند که مغز انبانی از سوپ شیمیائی نیست. و این اشتباه است که برای درمان ناهنجاریهای روانی پیچیده سعی کنیم طعم و مزه سوپ را عوض کنیم. آنچه ما باید انجام دهیم آنست که با دانش علمی و نبوغ نسل جدیدی از درمانهایی را طراحی کنیم که نورون های خاصی را در مناطق خاصی از مغز مورد هدف قرار می دهند که در اختلالات روانپزشکی بخصوصی تحت اثر قرار میگیرند. اگر ما بتوانیم این کار را انجام دهیم، ممکن است بتوانیم این اختلالات را بدون عوارض جانبی ناخوشایند درمان کنیم با ریختن روغن درموتورهای ذهنی، فقط در آن جاهایی که لازم هست. خیلی متشکرم.
