مطالبی که راجع به مغز در قرن بعدی خواهیم آموخت
متن سخنرانی :
می‌خواهم که به شما چیزهایی راجع بهعلوم اعصاب بگویم. من رشته‌ی فیزیک را آموزش دیده‌ام. حدود ۳ سال پیش، فیزیک را رها کردم تا بیایم و برای درک چگونگی رفتار مغزتلاش کنم. و این چیزی است که من یافتم. بسیاری از افراد در حال کار روی افسردگی‌اند. و این واقعا خوب است، افسردگی چیزی است که واقعاًمی‌خواهیم درکش کنیم.اینجوری انجامش می‌دهید: یک شیشه می‌گیرید و با آب تا نصفهپُرش می‌کنید. بعد یک موش می‌آورید و در شیشه قرار می‌دهیددرست؟ و موش برای مدتی به اطراف شنا می‌کند. ودر نقطه‌ای، موش خسته میشود و تصمیم می‌گیرد شنا نکند. و وقتی از شنا کردن دست می‌کشد،این افسردگی است. درست؟ و من از بخش فیزیک نظری هستم، پس من با افرادی آشنا بودم کهمدل‌های ریاضی سطح بالایی برای تشریح دقیق پدیده‌های فیزیکیمی‌ساختند. پس وقتی دیدم که این مدل افسردگی است، فکر کردم که "اُه خدای من، کار خیلیزیادی در پیش داریم."
(خنده حضار)
اما این یک نوع مشکل عمومیدر علوم اعصاب است. بعنوان مثال، درک احساس. بسیاری از افراد می‌خواهندکه احساس را بفهمند. اما شما نمی‌توانید احساس را در موش‌ها یا میمون‌ها مطالعه کنید چون نمی‌توانید بپرسید که چه حسی دارند یاچه چیزی تجربه می‌کنند. در عوض، افرادی که می‌خواهند احساسرا درک کنند، معمولًا مطالعاتی می‌کنند کهرفتار تحریک شده نامیده میشود، که کُدی هست برای "موش چه می‌کندوقتی واقعاً و واقعاً پنیر را می‌خواهد". درست، حال می‌توانم ادامه دهم. یعنی این که نکته این هست که "NIH" سالانه حدود ۵/۵ میلیارد دلار بر روی تحقیقات علوم اعصاب هزینه می‌کند. و هنوز هیچ پیشرفت چشمگیری در خروجی‌هابرای بیماران با بیماری‌های مغزی در۴۰ سال گذشته وجود نداشته است. و فکر می‌کنم بخش بزرگی از آن مربوط به این حقیقت است که موش‌ها شاید برای سرطان و دیابت مد‌ل‌های خوبی باشند، اما مغز موش به اندازه کافی برای بازسازی روانشناسی آدم‌ها و یابیماری مغز انسان مناسب نیست. درست؟
پس اگرمدل‌های موش این قدر بدهستند، چرا هنوز از آن‌ها استفاده می‌کنیم؟ خُب، بطور اساسی مربوط به این مورد است: مغز از رشته‌های عصب تشکیل شده است که این سلول‌های کوچک هستند که پیغام‌هایالکتریکی را به یکدیگر می‌رسانند. اگر می‌خواهید بفهمید که مغز چگونه کار می‌کند، مجبور هستید که بتوانید میزان فعالیتالکتریکی این عصب‌ها را اندازه بگیرید. اما برای انجام آن، باید خیلیبه عصب‌ها با نوعی ثبت کننده الکتریکییا یک میکروسکوپ نزدیک شوید. و شما می‌توانید آن را درموش‌ها و میمون‌هااجرا کنید، چون شما بصورت فیزیکی می‌توانیدچیزها را وارد مغز کنید اما بنابر دلایلی هنوز نمی‌توان این کاررا با انسان‌ها کنیم، درست؟ در عوض، ما تمام این جایگزین‌ها رادرست کرده‌ایم. واحتمالًا معروف‌ترین آن‌ها این است، MRI تابعی ، fMRI، که اجازه می‌دهد این شکل‌های زیبارا طوری ترسیم کنید که نشان دهد کدام بخش‌های مغرتانفعال میشود وقتی مشغول فعالیت‌های متنوعی باشید. اما این یک جایگزین است. اینجا در واقع فعالیت عصبی را اندازه نمی‌گیرید. شما در حال اندازه‌گیری هستید،اساساً، شبیه، جریان خون درمغز. جایی‌که خون بیشتری هست. در واقع اکسیژن بیشتری حضور دارد،اما شما ایده را گرفتید، درست؟
کار دیگری که می‌توانید انجام دهیداین هست "مغز نگاری الکتریکی" شما می‌توانید این الکترود‌ها را سرتان بگذارید، درست؟ سپس قادرید امواج مغزتان را اندازه بگیرید. و اینجا، در واقع در حال ثبتفعالیت الکتریکی هستید. اما فعالیت عصب‌هارا اندازه نمی‌گیرید. شما در حال ثبت این جریان‌های الکتریکی هستید، که در مغزتان عقب و جلو می‌روند. پس نکته تنها این هست که این تکنولوژی‌ها که ما داریم در واقع درحال ثبت اطلاعات غلط هستند. چون، برای بسیاری از بیماری‌هاکه می‌خواهیم درک کنیم مثلاً، مرض پارکینسن یک نمونه کلاسیک است. در پارکینسن، در یک نوع از رشته عصبی عمیق درمغز شما وجود دارد که مسئول این بیماری است، و این تکنولوژی‌ها وضوح لازم را ندارند برای دستیابی به آن. و بنابراین این دلیلی است که ما همچنانبه حیوانات متصل هستیم. نه این که هر کسی که می‌خواهدافسردگی را مطالعه کند بوسیله گذاشتن موش‌ها در لیوان است، درست؟ بلکه تنها بخاطر این است که یک احساسفراگیر وجود دارد که این غیرممکن است که به فعالیت عصب‌ها در انسان‌های سالمنگاه شود.
و این کاری است که می‌خواهم بکنم می‌خواهم شما را به آینده ببرم. تا نگاهی به راهی که من فکر می‌کنمبصورت بالقوه امکان‌پذیر است، بیندازید. و می‌خواهم که با این مقدمه بگویم من جزئیات دقیقی ندارم. پس من تنها سرخط مطالب را برایشما آماده می‌کنم. اما ما به سال ۲۱۰۰ می‌خواهیم برویم. حالا سال ۲۱۰۰ چه شکلی است؟ خُب، برای شروع، هوا از چیزی که الان استفاده می‌کنید کمی گرم‌تراست.
(خنده حضار)
و آن ربات پاک کننده خلا که شمامی‌دانید و دوستش دارید بین چند نسل گذشته است، و پیشرفت‌ها همیشه خوب نبودند.
(خنده حضار)
آن همیشه برای بهتر بودن نبوده است. اما درواقع، در سال ۲۱۰۰ خیلی از چیزهابطور شگفت‌انگیزی قابل درک هستند. تنها این است که مغز استکه کاملاً متفاوت است. برای مثال در سال ۲۱۰۰، ما به علت‌های اصلی آلزایمر پی برده‌ایم. پس می‌توانیم که درمان‌های ژنتیکی هدفمندو یا داروها را برای متوقف کردن فرآیندهای مخرب،پیش از وقوع، ارائه دهیم. خُب چطوراین کار را می‌کنیم؟ خب، سه گام حیاتی وجود داشته است. گام اول این بود که ما مجبور به یافتنِ چند راه برای دستیابی به اتصال الکتریکیدر بین جمجمه بودیم، پس توانستیم که فعالیت الکتریکی عصب‌ها را اندازه گیری کنیم. و نه فقط آن، باید آسان و بدون ریسک باشد.
چیزی که بطور پایه‌ای هر کس با آنراحت باشد. شبیه زدن پیِرسینگ ! چون مشابه سال ۲۰۱۷، تنها راهی که برای دسترسی به داخلجمجمه می‌دانیم این بود که حفره‌های به اندازه یک کوارترایجاد کنیم. شما هرگز به کسی اجازه این کار را نمی‌دهید.
پس در دهه ۲۰۲۰، افراد بجای حفر چنین سوراخ‌های بزرگیشروع به، حفرسوراخ‌های میکروسکوپی به ضخامتکمتر از یک تار مو کردند. و ایده اینجا واقعاً برای تشخیص بود. زمان‌های زیادی در تشخیص نارسایی‌های مغزوجود دارد وقتی که شما تمایل دارید که قادر به دیدنفعالیت عصب‌ها درداخل جمجمه باشید و قادر به حفر چنین سوراخ‌هایمیکروسکوپی باشید که آن را برای بیمار بسیار آسان‌تر می‌کند. در انتها، ممکن است شبیه یک تزریق باشد. شما فقط می‌روید و می‌نشینید و چیزی هست که بر روی سرتان پایین می‌آید، و یک لحظه متصل میشود و بعد تمام میشود، و می‌توانید به ادامه روزتان بپردازید. پس ما درنهایت قادر به انجام آن- برای حفر سوراخ‌ها توسط لیزرها هستیم. و با این لیزرها، سریع و کاملاًقابل اعتماد بود، شما حتی نمی‌توانستیدبگوئید سوراخ‌ها آنجاست، و بیشتراینکه می‌توانستید بگوئیدیک تار موی‌تان را از دست می‌دهید و می‌دانم شاید عجیب به نظربیاید، که ازلیزرها برای حفرجمجمه‌ی شما استفاده شود، اما مشابه سال ۲۰۱۷، افراد با جراحی چشم‌شان توسط لیزرهاراحت بودند برای عمل جراحی اصلاحی پس وقتی شما اکنون اینجائید،پس این یک قدم بزرگ نخواهد بود. درست؟
پس قدم بعدی که در دهه ۳۰ رخ داد، این بود که تنها، موضوع دسترسی به داخل جمجمه نیست. برای اندازه‌گیری فعالیت عصب‌ها، شما در واقع باید که به بافت خود مغز برسید . و خطر، اینکه هر زمان چیزیدرون بافت مغز قرار دهید، اساساً ضربه مغزی است. که ممکن است یک رگ خون را بزنیدو از بین برود، و منجر به ضربه مغزی شود. پس، در اواسط دهه‌ی ۳۰،ما این کاوشگران انعطاف‌پذیر رادرست کردیم که قادر به حرکت در اطرافرگ‌های خونی بودند، بجای آنکه از درونشان حرکت کنند. وبنابراین، ما می‌توانستیم باتری‌هایبزرگی ازاین کاوشگران را درون مغز بیمار قرار دهیم وبدون هیچ خطری برای بیمار از هزاران عصباطلاعات دریافت کنیم. و چیزی که کشف کردیم،که نوعی سورپرایز بود، این هست که عصب‌هایی که می‌توانستیمشناسائی کنیم به احساسات و ایده‌ها واکنش نشان نمی‌دهند، که ما آن را انتظار داشتیم. آن‌ها بیشتر به "جنیفر آنیستون" واکنش نشان می‌دهند و یا "هِیل بری" یا " جاستین ترادو" منظورم اینه
(خنده حضار)
در درک آن، ما نبایداینقدر سورپرایز می‌شدیم. یعنی، عصب‌ها اکثر اوقات را به فکر کردنراجع به چه چیزی سپری می‌کنند؟
(خنده حضار)
اما در واقع، نکته این است که این تکنولوژی ما را قادر به شروع مطالعهعلوم اعصاب بصورت مجزا کرد. پس بسیار شبیه به انتقال ژنتیک،در سطح یک سلول واحد، ما شروع به مطالعه علوم اعصاب،در سطح یک انسان واحد کردیم.
اما بصورت کامل هنوز موفق نبودیم. زیرا این تکنولوژی‌ها همچنان برای کاربردهای درمانیمحدود بودند، که یعنی ما مغز‌های بیمار راو نه مغز های سالم را بررسی می‌کردیم. زیرا هرچقدر هم که فناوری شما ایمن باشد، نمی‌توانید چیزی به مغز فردی متصل کنید برای اهداف تحقیقاتی. آن‌هاباید که مایل باشند. و چرا باید آن را بخواهند؟ زیرا به محض اتصال جریان الکتریکیبه مغز، می‌توانید که مغز را به یارانه متصل کنید. اُه، خُب، می‌دونید، عموم مردمدر ابتدا بسیار دیرباور بودند. منظورم اینه که، کی می‌خواست که مغزشرا به رایانه متصل کند؟ خیلی خب فقط تصور کنید که قادریدتنها با یک فکر، ایمیل ارسال کنید.
(خنده حضار)
تصور کنید که قادر هستیدبوسیله‌ی چشم‌تان عکس بگیرید، درسته؟
(خنده حضار)
تصور کنید دیگر هرگز چیزی را مجددفراموش نمی‌کنید، زیرهرچیزی که انتخاب کنید کهبه یاد بیاورید به صورت دائمی در یک سخت‌افزار در جائی ذخیره میشود، که در زمان مورد نیاز قادر به یادآوری باشد.
(خنده حضار)
اینجا مرز بین جنون و رویاپردازی هرگز کاملاً واضح نبود. اما سیستم‌ها بی‌خطر بودند. زمانی که سازمان غذا و دارو خواست در ۲۰۴۳این سیستم‌های حفاری لیزری را قانونی کند، تقاضای تجاری به انفجار رسید. افراد شروع به امضا کردن ایمیل‌هاکردند، " لطفاً اشتباهات را ببخشید ارسال شده از مغزم."
(خنده حضار)
سیستم‌های بازرگانی چپ و راستمنتشر شدند، که آخرین و بزرگ‌ترین تکنولوژیرابط عصبی را پیشنهاد می‌کردند. ۱۰۰ الکترود وجود داشت. هزاران الکترود. پهنای باند بالا، فقط ۹۹/۹۹ دلار در ماه.
(خنده حضار)
خیلی زود، همه آن‌ها را داشتند. و نکته همان بود. زیرا در دهه ۵۰، اگر یک متخصص اعصاببودید شما می‌توانستید فردی ازخیاباناساساً به آزمایشگاه شما بیاید و شما آن‌ها را مشغول کارهایعاطفی کنید و یا رفتار اجتماعی یا استدلال انتزاعی، چیزهایی که هرگز با موش‌ها نمی‌توانستیدمطالعه کنید. و شما قادر بودید که فعالیت عصب‌هایشانرا اندازه گیری کنید بوسیله ی رابط هایی که هم اکنونداشتند. و آنگاه می‌توانستید ازآن‌ها بپرسیدکه چه چیزی را تجربه می‌کنند. بنابراین این رابط بین روانشناسی وعلوم اعصاب که هرگز نمی‌توانید در حیوانات ایجاد کنید،ناگهان آنجا دراختیار بود.
پس شاید نمونه کلاسیک این اکتشاف پایه عصبی برای بینش بود. آن لحظه‌ی "آها"، لحظه‌ای که همه چیزبه هم می‌رسد،کلیک می‌کند. و این در سال ۲۰۵۵ توسط ۲ دانشمندکشف شد، "بَری" و " لِیت " که در قشرفوقانی جلوی مغز مشاهده کردند، که چگونه مغز یک فرد برای درکیک ایده تلاش می‌کند، چگونه گروه‌های مختلف عصب‌هاممکن بود خود را بشناسند شما اینجا به فعالیت عصبی به رنگ نارنجی نگاه می‌کنید تا نهایتاً فعالیت‌شان به گونه‌ای کهبه بازخورد مثبتی منجر شوند، هم‌تراز شود. دقیقاً اینجا. که درحال درک است
پس نهایتاً، ما قادر به دریافت چیزهاییبودیم که ما را انسان می‌کرد. و آن چیزی بود که واقعاً راه را بهبینش‌های مهم در پزشکی، گشود. زیرا، در شروع دهه ۲۰۶۰، با توانایی ثبت فعالیت عصبی در مغز بیمار، با این بیماری‌هایذهنی متفاوت، بجای تعریف بیماری‌ها بر اساسعلائم آن‌ها، به شکلی که در شروع قرن صورت می‌گرفت، ما شروع تعریف آن‌ها کردیم بر اساس آسیب‌شناسی واقعی که درسطح عصب‌ها مشاهده می‌شد. پس بعنوان مثال، در مورد ADHD، ما دریاقتیم که ده‌ها نوع بیماریمتفاوت وجود دارد، که همگی درابتدای قرن، ADHD نامیده می‌شدند، که در واقع هیچ ربطی به هم نداشتند، بجز آنکه نشانه‌‌های مشابهی داشتند. و نیازمند درمان به روش‌های متفاوتی، بودند. پس یک نوعِ باورنکردنی،در مقایسه با گذشته، که در ابتدای قرن، تمام آن بیماری‌ها متفاوت را با یک داروی مشابه، درمان می‌کردیم، تنها با دادن آمفیتامین به افراد،اساساً کاری بود که می‌کردیم. و شیزوفرنی و افسردگی به روش‌های مشابه. بنابراین بجای تجویز دارو برای افراداساساً به صورت تصادفی، که ما داشتیم، آموخیتم که چگونه حدس بزنیم که چه داروهاییممکن است موثرترباشند. در چه بیمارانی، و آن تنها به بهبود بزرگی در نتایج منجر شد.
درست، می‌خواهم که شما را به سال ۲۰۱۷بازگردانم. برخی از این ممکن است طنزباشد و یا اینکه خیلی دور از دسترس. و بعضی‌ها هم هست. یعنی، نمی‌توانم بطور واقعی آینده را ببینم. واقعاً نمی‌دانم که آیا ما صدها یا هزاران حفرهمیکروسکوپی را در سرهایمان در ۳۰ سال بعد حفر می‌کنیم. اما چیزی که می‌توانم بگویم به شما این است که هیچ پیشرفتی نخواهیم داشت در ادراک مغز انسان و یا بیماری‌های انسان تا زمانی‌که بفهمیم چگونه می‌توانیمفعالیت الکتریکی عصب‌ها را بدست آوریم. در انسان‌های سالم. و تقریباً هیچکس امروز برای درک آنکارنمی‌کند. آن آینده‌ی علوم اعصاب است. و فکر می‌کنم که وقت آن است که متخصصینعلوم اعصاب مغز موش را رها کنند و اینکه افکار و بررسی‌های ضروری را برای درک مغز انسان و بیماری‌هایانسان، اختصاص دهند.
متشکرم.
(تشویق حضار)
