چهارشنبه , مهر ۲۶ ۱۳۹۶
Home / آخرین اخبار / سه چالش بزرگ دانش مغز که می تواند در ده سال آینده حل شود

سه چالش بزرگ دانش مغز که می تواند در ده سال آینده حل شود

brain-challenges

نوروسافاری| دانشمندان علوم اعصاب بزرگترین مشکلاتی که در آینده‌ی نزدیک حل خواهد شد را معرفی کردند.

یکی از بزرگترین چالش‌ها پاسخ دادن به این سوال است: مغز چگونه کار می‌کند؟

پژوهشگران مختلفی در سرتاسر دنیا، با سرعت سرسام‌آوری مشغول جمع‌آوری انواع داده‌ها از مغز هستند، از نحوه‌ی اتصالات سلول‌ها و ساختار شبکه‌ هایی عصبی گرفته تا نحوه‌ی انجام محاسبات و ماهیت بیماری‌های مربوط به مغز، انواع راه‌های تشخیص بیماری‌ها و چگونگی درمان آن‌ها. اما شکستن این هدف بزرگ به اهداف کوچکتر و تعیین نقشه راه و هدف گزاری در این مسیر خود مشکلی دیگر است. به این منظور نشستی در اواخر این ماه توسط جامعه علوم اعصاب امریکا در نیویورک برگزار خواهد شد تا اهدافی که در کوتاه مدت قابل دسترسی هستند را شناسایی کنند. اما اینکه این اهداف دقیقاً چه باید باشند، هنوز روشن نیست. با این حساب اولین سوالی که با آن مواجه می‌شویم این است:‌ سوالات اساسی که مغز‌پژوهان باید روی آن متمرکز شوند چیست؟

به گزارش نوروسافاری به نقل از ام-آی-تی تکنولوژی ریویو، با همفکری پیش‌قراوالان علوم اعصاب و پژوهشگران موثر در حوزه‌های کلان این شاخه‌ پاسخی برای این سوال به دست آمده است. در نتایج این همفکری که به تازگی منتشر شده است، سه چالش بزرگ که در ۱۰ سال آینده می‌توانند حل شوند معرفی شده‌‌اند تابه عنوان اهداف کوتاه مدت جامعه‌ی پژوهشی علوم اعصاب مورد توجه قرار گیرند.

فهمیدن عامل منحصر به فرد بودن مغز اولین چالش بزرگ است. از مدت‌ها پیش دانش‌پژوهان علوم اعصاب می‌دانسته‌اند که ساختار مغز گونه‌های مختلف تقاوت‌هایی دارد و حتی در ساختار مغز افراد یک گونه نیز تفاوت‌هایی وجود دارد. این تفاوت‌ها را در ساختمان مغز (آناتومی)، زیست شیمی، اتصالات سلول‌های عصبی، نحوه‌ی تکامل و بیان ژن‌هایی که دراین فرایندها شرکت دارند می‌توان مشاهده کرد.

در این گزارش آمده است: «یافتن عوامل اصلی ایجاد تفاوت‌ها می‌تواند کلید فهم هوش و تجربه‌های ذهنی باشد و به همان اندازه در پیدا کردن راه‌کاری برای افزایش سلامتی و عملکرد موثر مغز مفیدباشد.» بنابراین چالش بزرگ پیدا کردن تفاوت‌های ذکر شده در طیف وسیع گونه‌های جانوری است. کاری که در آناتومیکال نوروکارتوگرافی anatomical neurocartography انجام می‌شود.
«بیشتر از یک دهه است که برای رسیدن به این هدف روی مغز جانواران مختلف تحقیق انجام می‌شود، روی Drosophila , Zebrfish, Mouse, Marmoset این کار انجام شده است ولی فقط به این‌ها محدود نبوده‌ است. ابزارهای مختلفی توسعه داده شده تا آنالیزهای نوروکارتوگرافی انجام شود. »
«حاصل این کار انبوهی از داده‌های تفصیلی و ابزارهای تحلیل و اکتشاف است که شبیه به یک اثر هنری از باغ وحش عصبی مجازی است.»
چالش بزرگ دوم فهمیدن چگونگی حل مسائل پیچیده‌ی زندگی روزمره توسط مغز است. چطور از زمینهای سخت عبور میکند؟ زبان‌ها را ترجمه می‌کند و حالت‌های احساسی را تشخیص می‌دهد؟ این یک معمای باسابقه و طولانی است. چطور قوی ترین کامپیوترهای جهان با صرف میلیون‌ها وات انرژی و پردازش‌های سردرد آور از پس این کارها بر نمی‌آیند ولی مغز تنهابا مصرف روزانه یک پیاله فرنی می‌تواند این کار را انجام دهد؟
مغز چگونه این انرژی را مدیریت می‌کند؟ جهت رسیدن به پاسخ این سوال، هیات محققین بر این شدند که دریابند چطور مولفه‌های مختلف مغز باهم کار می کنند تا رفتارهای پیچیده را هماهنگ کنند. این مهم به نسل جدیدی از آزمایش‌ها نیاز دارد که اینکار را در محیط طبیعی انجام دهند. و این امر نیاز به هماهنگ کردن تلاش‌هایی است که به مطالعه‌ی مکانیزم‌های مغز در مقیاس‌های مختلف می پردازند بنا براین تیم‌های مختلفی باید در کنار هم کار کنند تا بتوانند هماهنگی لازم جهت پژوهش‌شان را انجام دهند. این آزمایش‌ها مدل‌های چند-مقیاسی از سیستم‌های نورونی تولید می‌کند، توان محاسباتی این سیستم‌ها به قدری است که هیچ‌کدام از ابر رایانه‌های کنونی توان رقابت با این سیستم‌ها را ندارند.

چالش نهایی استفاده از این اطلاعات جهت تشخیص و پیشگیری از بیماری‌های مغزی است و همین‌طور پیدا کردن راه‌کارهایی برای درمان عارضه‌های مغز و بازیابی توان مغز هنگام مواجهه با آسیب و اختلال. عمده‌ی این کار با فهم سازوکاری که باعث اختلال مغز می‌شود حاصل خواهد شد، اما این پایان کار نخواهد بود. بعد از به دست‌آوردن دانش لازم می‌بایست این دانش را به ابزارهایی تبدیل کرد که بتوانند، در جهت بهبود، تشخیص و تصمیم‌گیری درمانی بیماری‌های مغز در بالین استفاده شوند.
 
هدف دیگری که این گروه برای جامعه‌ی عصب‌شناسان در نظرگرفته اند ساخت ابزاری است که بتواند در سطح جهانی زیرساختی را فراهم کند تا به همکاری‌های بین‌المللی سهولت بخشد. این زیرساخت با الهام از ایستگاه بین‌المللی فضایی باعنوان ایستگاه بین‌المللی مغز شناخته خواهد شد.ایستگاه بین‌المللی مغز، پروژه‌ی محاسباتی ابری است که به محقیقن اجازه می‌دهد داده‌ها را جمع‌آوری،ذخیره‌سازی و آنالیز کنند، به صورتی که در دسترس همگان باشد.

موارد ذکر شده همه چشمگیر و تحسین‌برانگیز هستند، اما به نظر می‌رسد پاره‌ای از جزئیات در نظر گرفته نشده‌‌اند. یکی از موارد مغفول مانده، پروژه‌ی مغز انسان اروپا (HBP) است، که در حال حاضر از حمایت مالی یک میلیارد یورویی بهره‌مند است. آیا ایستگاه بین‌المللی مغز قرار است رقیب این پروژه باشد؟ یا اینکه به عنوان بخشی از آن پروژه و پروژه همکار تعریف شود؟ و یا فقط از نتایج آن پروژه استفاده کند؟ مورد دیگر هزینه‌ی ایستگاه بین‌المللی مغز است. در این گزارش اشاره‌ای به تخمین هزینه‌های این پروژه و منبعی که مسئول تامین مالی هزینه‌ها می‌باشد نشده است. (البته گردهمایی آن‌ها توسط بنیاد ملی علوم (NAS) و بنیاد کاولی (Kavli) حمایت شده است.

با این حساب مقایسه‌ی این پروژه با ایستگاه بین‌المللی فضایی به نظر قدری بلندپروازانه می‌رسد. ایستگاه بین‌المللی فضایی بالغ بر ۱۵۰ میلیارد دلار هزینه دربرداشته است که به نظر برخی گران‌ترین ماشین دنیا است.

شاید هم قرار است‌ نکات ذکر شده، در گردهمایی «سازمان‌دهی جهانی پروژه‌های مغز» که در اواخر سپتامبر برگزار می‌شود مطرح شود.

چیزی که این گزارش به آن تکیه دارد، سابقه‌ی پژوهشگران مشارکت‌کننده‌ است. استری لندیس (Story Landis)، مسئول سابق موسسه ملی بیماری‌های عصبی و سکته در موسسه‌های ملی سلامت، وینفرد دنک (Winfried Denk)، مسئول موسسه زیست-عصب‌شناسی ماکس پلانک، هولیس کلاین (Hollis Cline)، استاد عصب‌شناسی در موسسه تحقیقاتی اسکریپس (Scripps)، و جورج چرچ (George Church)، ژنتیست دانشگاه هاروارد از جمله‌ی این افراد هستند.

باید منتظر بود و دید آیا دیگر اعضای جامعه‌ی جهانی علوم مربوط به مغز بااین پیشنهادات موافق هستند یا خیر.
ترجمه: علیرضا کاووسی – وبسایت نوروسافاری

لینک مقاله در ژورنال آرخیو:

Grand Challenges for Global Brain Sciences

لینک گزارش خبری در وبسایت تکنولوژی ریویو MIT:

Three Grand Challenges for Brain Science That Can Be Solved in 10 Years

Check Also

مردان خودخواه و زنان خیرخواه؟!/تفاوت عملکردی سیستم پاداش مغز مردان و زنان در رفتارهای اجتماعی

نوروسافاری | پژوهش های رفتاری نشان داده اند که زنان در قرض دادن پول به …

۲ comments

  1. یکی از سوالاتی که در ارتباط با مغز برای من مطرحه اینه که چطور مثلا هورمون های سرخوشی حس خوبی ایجاد می‌کنن یا واکنش مغز به درد حس بدی ایجاد میکنه؟

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *