نگاهی به آشنای ناشناخته

Steve Connor
برگردان: احسان سنایی

مغز آدمی با حدود ۱.۴ کیلوگرم وزن و ظاهری شبیه آش ماسیده؛ پیچیده‌ترین شیء شناخته‌شده در کیهان و چیزی ماورای یک اندام آشنا و ساده است. این توده‌ی ترد و خاکستری‌رنگ، نه‌ فقط خانه‌ای برای خاطرات و افکار و احساسات‌مان، که به‌عنوان مسئول هرکدام از ویژگی‌های فردی و بستری برای هوشیاری هر انسان محسوب شده و علی‌رغم نقش پررنگش در شناسایی جهان پیرامون‌مان به ما، هنوز آنچنان که باید از زیر کوه پرسش‌هایی که خود ایجاد می‌کند، سربرنیاورده است.

تصویری شماتیک از نواحی مختلف مغز. بخش آبی‌رنگ تصویر، ناحیه‌ی پیشانی مغز ماست که مسئولیت ایجاد شخصیت انسانی هرکس است

هنوز نفهمیده‌ایم این جزء مرموز از بدن چگونه رخدادهای خردسالی‌مان را به تصویر می‌کشد و اندیشه‌های شگفت نام‌آوران دانش و شاهکارهای بی‌مانند هنرمندان تاریخ را می‌آفریند.

آخرین پژوهشی که به‌دست پروفسور «الینور مگوایر» از دپارتمان عصب‌شناسی تصویری یونیورسیتی کالج لندن بر عملکرد مغز انسان انجام پذیرفته، نوید چشم‌انداز روشنی به نحوه‌‌ی یادآوری برخی خاطرات از طریق «حافظه‌ی رویدادی»‌مان که در بخش «هیپوکامپوس» مغز جای گرفته را می‌دهد؛ اما پژوهشی اینچنین نیز هنگامی‌که در قیاس با پیچیدگی این بافت نفوذناپذیر مغز (هیپوکامپوس) قرار گرفته می‌شود، رنگ می‌بازد؛ بافتی که در زیر پوشش استخوانی و سپرمانند جمجه، در محلی میان گوش‌هایمان جا خوش کرده است.

اغلب حقایق موجود پیرامون مغز، از پیچیدگی ناباورانه‌‌اش نشأت می‌گیرد. مغز، جایگاه بالغ بر یکصد میلیارد سلول عصبی موسوم به «نورون» است که با به‌هم‌بستن‌شان می‌توان زمین را بارها دور زد. هر کدام از این سلول‌ها، توان هدایت یک جریان الکتریکی و مخابره‌‌ی آن به بیش از ده‌هزار پیوند بین‌‌سلولی یا «سیناپس» را که هر‌کدامشان دو نورون را به هم اتصال داده، دارد.

این بدین معناست که چیزی در حدود یکصد تریلیون پیوند مستقیم، میان سلول‌های عصبی مغز هر انسان وجود دارد. فقط شمردن‌شان با آهنگ ۵ پیوند در ثانیه، به ۶ میلیون سال زمان نیاز دارد! درون هر سیناپس نیز از یک تا چندده رابط شیمیایی، موسوم به «نوروترانسمیتر» (انتقال‌دهنده‌ی عصبی) که نقش محوری هدایت سیگنال‌های الکتریکی از یک سلول به دیگری را به‌عهده‌دارند؛ دیده می‌شود.

نمونه‌ای از یک اسکن مغزی fMRI

اما داستان افسانه‌وار پیچیدگی یک مغز، به همین‌جا ختم نمی‌شود. دانشمندان موفق به کشف مواد شیمیایی‌ درونی دیگری نیز شده‌اند که همچون پست‌چی فرعی، به هدایت ارتباطات درونی یک نورون کمک می‌کنند. این مواد، نه‌تنها خصایص ذاتی هر سلول عصبی را معین می‌کنند؛ که احتمالاً یک خاطره را درون ذهن‌مان آفریده و یا به‌یاد می‌آورند.

این‌ها را «سلول‌های خانه‌دار» و یا پشتیبان نامیده‌ایم. آن‌ها با جمعیتی معادل یک تا یکصد برابر تعداد سلول‌های مستقر در یک صف نورونی فعال، این صف را در راستای مسیر جریان‌های الکتریکی احاطه می‌کنند. برخی پژوهشگرانی که به تحقیق پیرامون این مواد می‌پردازند، آن‌ها را صرفاً سلول‌های پشتیبان ساده به شمار می‌آورند که هدایت دستورالعمل‌های مغز را عهده‌دارند.

از این‌رو در اینجا چیستان‌ عجیبی رخ می‌نماید. ما همان‌گونه که می‌دانیم مغز انسان پیچیده‌ترین جسم موجود در گیتی است؛ درعین‌حال هم می‌دانیم که ناشناخته‌ترین جنبه‌ی علم زیست‌شناسی به حساب می‌آید، و امروزه تنها چیزی که برای پژوهش پیرامون مغز در اختیارمان است؛ همان خود مغز است. اغلب دانسته‌های نخستین‌مان از این اندام، حاصل پژوهش بر روی بیمارانی بوده که مغزشان دچار آسیب شده بود.

در خلال قرن نوزدهم میلادی؛ شخصی به نام «فینئاس گیج»، از کارگران شاغل در خطوط راه‌آهن ایالات متحده، پس از تجربه‌ی سانحه‌ای ناگوار هنگام کار، بخش اعظمی از سمت چپ قشر پیشانی مغزش را از دست داد. او زنده ماند؛ اما شخصیت‌‌اش هیچگاه به رسمت شناخته نشد، چراکه دیگر قادر به کنترل احساسات پیش‌پا‌افتاده‌ی خود نیز حتی نبود.

ساختار قشر پیشانی؛ یعنی بخش خارجی مغز که بالای چشمان‌مان جای گرفته، در انسان آنچنان به کمال رسیده که به‌عنوان مسئول وظایف برجسته‌ای که شخصیت انسانی‌مان را از دیگر موجودات متمایز می‌سازد؛ شناخته شده است. بخش‌هایی از مغز که بعدها فرگشت یافته و پیرامون ساقه‌ی مغری جای گرفته‌؛ دست‌اندرکار انگیزش احساسات بنیادین همچون میل به جفت‌گیری و برطرف‌سازی گرسنگی می‌باشد؛ اما قشر پیشانی، اساساً از ما در مقابل آزادسازی لجام‌گسیخته‌ی این غرایز حیوانی محافظت می‌کند؛ جزء بازدارنده‌ای که فینئاس پیر و بیچاره آن را از دست داده بود.

مطالعه‌ی مغز دیگر جانداران نیز، روزنه‌های فراوانی به‌روی شناخت کارکرد مغز آدمی گشوده است. مثلاً «آپلیسیا» (Aplysia)، نام حلزونی دریایی بود که نقشی محوری در اهدای جایزه‌ی نوبل پزشکی به برخی محققان این حوزه ایفا نمود؛ محققینی که موفق به درک سازوکار عصبی دخیل در فرآیند ایجاد خاطرات شده بودند. آن‌ها دریافتند که یکی از انواع نوروترانسمیترها موسوم به «سروتونین» (Serotonin)، توان تقویت سیناپس‌های مابین دو نورون را داراست؛ عملی که به خلق خاطرات ماندگار در ذهن‌مان می‌انجامد.

انجام اسکن مغزیfMRI بر روی یک داوطلب

شاید اما جذاب‌ترین کشف مرتبط با مغز را بتوان حاصل تهیه و بررسی مجموعه‌ای از اسکن‌های مغزی، توسط پروفسور مگ‌وایر و دانشجویانش دانست. کار پیشگامانه‌ی وی، مثلاً در خصوص تاکسیرانان شهر لندن به این کشف انجامید که میزان مهارت‌های هر راننده، در ارتباط مستقیم با ابعاد بخش پشتی هیپوکامپوس است که به ثبت ذهنی نقشه‌ی خیابان‌های شهر ارتباط دارد.

بر اساس آخرین پژوهش این دانشمند، می‌توان با تعیین میزان فعالیت هر بخش مغز از طریق اسکنر دریافت که شخص مربوطه‌ در حال مرور کدامیک از خاطرات رویدادی‌اش است! فعالیت این بخش‌ها، در حقیقت به‌واسطه‌ی تقویت جریان خون - که وظیفه‌ی انتقال مواد قندی و اکسیژن را به نواحی فعال بدن عهده‌دار است – توسط اسکن‌های مغزی متمایز می‌شود. با این حال، این نوع از اسکن مغزی که «تصویربرداری کارکردی از طریق تشدید مغناطیسی» یا fMRI خوانده می‌شود؛ خالی از محدودیت‌ نیست.

این روش، به محاسبه‌ی مستقیم فعالیت‌های عصبی نمی‌پردازد؛ بلکه تنها شدت جریان خون در حوزه‌ی اعصاب را مشخص می‌کند. دوم آنکه چنین روشی قادر به تشخیص فعالیت دیگر اعضای مغزی دخیل در این فرآیند نمی‌باشد و نهایتاً روش fMRI با تمام پیچیدگی‌هایش هنوز برای مطالعه‌ی چنین فرآیند پیچیده‌ای، شدیداً ناکافی است. مثلاً برای یک انسان، تشخیص یک چهره تنها ظرف مدت ۳۰۰ میلی‌ثانیه انجام می‌شود؛ حال آنکه چندین ثانیه طول می‌کشد تا رگ‌های خونی آن ناحیه تا آستانه‌ی دقت دستگاه fMRI منبسط شوند.

ما از ابتدای شناخت ویژگی‌های مغزمان چیزهای فراوانی را آموخته‌ایم؛ اما هنوز راه درازی برای درک صحیح از عملکرد این اندام، پیش روی خود داریم.