در مقاله قبل به تلاش های انجام شده برای شبیه سازی آگاهی انسان پرداختیم و مباحث اخلاقی آن را بیان کردیم. میتواند این مطلب را اینجا بخوانید.
در این مقاله به شباهت ارگانوئیدهای مغزی ساخته شده در آزمایشگاه با مغز انسان، احیای مغز مرده و پیش‌بینی آینده این تحقیقات هیجان‌انگیز میپردازیم!
آیا فعالیت نورون‌ها به معنای آگاهی شان است؟
در مطالعه‌ای که در سال ۲۰۱۷ منتشر شد، پائولا آرلوتا، زیست‌شناس مولکولی در دانشگاه هاروارد، سلول‌های بنیادی را تشویق کرد تا به ارگانوئیدهای مغزی متشکل از انواع مختلف سلول، از جمله سلول‌های حساس به نور مانند سلول‌های موجود در شبکیه تبدیل شوند. هنگامی که نورون های موجود در اندام ها در معرض نور قرار گرفتند شروع به فعالیت کردند. (مقاله منبع)
آرلوتا می گوید، اما این واقعیت که این سلول ها فعال بودند به این معنی نیست که ارگانوئیدها می توانند اطلاعات بصری را ببینند و پردازش کنند. فقط به این معنی است که آنها می توانند مدارهای لازم را تشکیل دهند.
آرلوتا و لنکستر (به مقاله قبل رجوع کنید) فکر میکنند که ارگانوئیدهای آنها خیلی بدوی هستند و نمی‌توانند هوشیار باشند، زیرا فاقد ساختارهای لازم برای ایجاد الگوهای الکتروانسفالوگرام پیچیده هستند. با این حال، لنکستر اذعان می کند که در مورد ارگانوئیدهای پیشرفته، به تعریف ما از آگاهی بستگی دارد. او می‌گوید: اگر فکر می‌کردید مگس هوشیار است، می‌توان تصور کرد که یک ارگانوئید هم میتواند باشد.
بازگشت آگاهی به مغز حیوان مرده!
با این حال، لنکستر و بسیاری از محققان دیگر فکر می کنند که چیزی مانند مغز خوک احیا شده بسیار بیشتر از یک ارگانوئید، هوشیار به حساب می آید. تیمی که کار بر روی مغز خوک را به رهبری نناد سستان، عصب شناس، انجام داد، در تلاش بود راه های جدیدی برای احیای اندام ها بیابد، نه ایجاد هوشیاری. محققان توانستند نورون‌ها یا گروه‌هایی از نوران ها را به فعالیت وادارند و مراقب بودند از ایجاد امواج مغزی گسترده جلوگیری کنند. با این حال، وقتی تیم Sestan چیزی شبیه فعالیت EEG هماهنگ شده را در یکی از مغزها مشاهده کردند، بلافاصله پروژه را متوقف کردند. حتی پس از اینکه یک متخصص مغز و اعصاب تایید کرد که این الگو با هوشیاری سازگار نیست، گروه به عنوان یک اقدام احتیاطی مغزها را بیهوش کردند.
سستان همچنین برای راهنمایی در مورد چگونگی ادامه با مؤسسه ملی بهداشت ایالات متحده (NIH) تماس گرفت. پانل اخلاق عصبی آژانس، از جمله لونشوف و اینسو هیون، یک متخصص اخلاق زیستی در دانشگاه کیس وسترن در کلیولند، اوهایو، کار را ارزیابی کردند و موافقت کردند که سستان باید به بیهوشی مغزها ادامه دهد. اما این هیئت روی مقررات کلی تری تصمیم نگرفته است و به طور معمول نیازی به ارزیابی اخلاق زیستی برای پیشنهادات ارگانوئیدی ندارد زیرا اعضای آن فکر می کنند که هوشیاری بعید به نظر می رسد که ایجاد شود. NIH نیز به تعریفی از آگاهی نرسیده است. هیون می‌گوید: آگاهی تعریفی بسیار انعطاف‌پذیر است، هرکسی تعریف خود را بیان می‌کند.
نناد سستان، عصب شناس، از پلتفرم BrainEx برای بازیابی فعالیت عصبی در مغز خوک های بدون بدن استفاده کرد. منبع: Jesse Winter for Nature
تعاریف مبهم
برخی فکر می کنند حتی تلاش برای شناسایی هوشیاری در هر نوع مغز نگهداری شده در آزمایشگاه بیهوده است. استیون لوریس، متخصص مغز و اعصاب در دانشگاه لیژ در بلژیک، که پیشگام در برخی از تصویربرداری‌های مغزی بود، می‌گوید: «گفتن چیزهای معنی‌داری در مورد آنچه این دسته از سلول‌های مغز می‌توانند فکر یا درک کنند، با توجه به اینکه ما آگاهی را درک نمی‌کنیم، غیرممکن است. ما نباید زیاد مغرور باشیم.» او می‌گوید که تحقیقات بیشتر باید با دقت انجام شود.
ارگانوئیدهای مغزی واقعا چقدر با مغز انسان شباهت دارند؟
Laureys و دیگران اشاره می کنند که تجربه یک ارگانوئید احتمالاً با تجربه یک نوزاد نارس، یک انسان بالغ یا خوک بسیار متفاوت است و مستقیماً قابل مقایسه نیست. علاوه بر این، ساختارهای یک ارگانوئید ممکن است برای اندازه‌گیری دقیق فعالیت خیلی کوچک باشند و شباهت‌های بین الگوهای الکتروانسفالوگرام در ارگانوئیدها و مغز نوزادان نارس میتواند تصادفی باشد. دانشمندان دیگری که روی ارگانوئیدهای مغز کار می کنند نیز نسبت به فرضیات در مورد ارتباط بین الگوهای فعالیت در اندام های بدن و آگاهی هشدار می دهند.
سرجیو پاسکا، عصب شناس در دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا می گوید: این سیستم مغز انسان نیست. آنها از نورون ها ساخته شده اند، نورون ها دارای فعالیت الکتریکی هستند، اما ما باید به دقت در مورد نحوه مقایسه آنها فکر کنیم.
ارگانوییدهای مغز چگونه به درک اختلالات کمک میکنند
موتری می‌خواهد که سیستم‌های ارگانوئیدی او حداقل از جهاتی با مغز انسان قابل مقایسه باشد تا بتواند اختلالات انسانی را مطالعه کند و راه‌های درمان را بیابد. انگیزه او شخصی است: پسر 14 ساله اش مبتلا به صرع و اوتیسم است.
موتری می گوید: او در زندگی سخت مبارزه می کند. ارگانوئیدهای مغز یک راه امیدوارکننده هستند، زیرا آنها اولین مراحل سیم کشی مغز را که مطالعه آنها با رشد جنین انسان غیرممکن است، خلاصه می کنند. اما او می‌گوید مطالعه اختلالات مغزی انسان بدون مغز کاملاً کارآمد، مانند مطالعه پانکراسی است که انسولین تولید نمی‌کند. برای رسیدن به آن مرحله، به یک مدل ارگانوئیدی مغز نیاز دارم که واقعاً شبیه مغز انسان باشد. ممکن است به یک ارگانوئید نیاز داشته باشم که هوشیار شود.
(بیشتر بخوانید: کمک شگفت انگیز ارگانوئیدها به شناخت بیماری های مغزی)
ارگانوییدهای مغز، راهی برای درک راز آگاهی
موتری می‌گوید درباره اینکه از چه تعریفی برای رسیدن به هوشیاری یک ارگانوئید استفاده کند، بی‌اعتنا است. او می‌گوید در برخی مواقع، ارگانوئیدها حتی ممکن است بتوانند به محققان در پاسخ به سؤالاتی در مورد چگونگی تولید حالت‌های هوشیار توسط مغز کمک کنند.
به عنوان مثال، ریاضیدان گابریل سیلوا در UCSD در حال مطالعه فعالیت عصبی در ارگانوئیدهای Muotri است تا الگوریتمی ایجاد کند که نحوه تولید هوشیاری توسط مغز را توصیف می کند. هدف از پروژه او که تا حدی توسط مایکروسافت تامین می شود، ایجاد یک سیستم مصنوعی است که مانند آگاهی انسان عمل می کند.
آیا ایجاد هوشیاری در آزمایشگاه قانونی است؟
در حال حاضر، هیچ مقرراتی در ایالات متحده یا اروپا وجود ندارد که یک محقق را از ایجاد آگاهی باز دارد. پانل آکادمی های ملی قصد دارد در اوایل سال آینده گزارشی را منتشر کند که آخرین تحقیقات را تشریح کند و در صورت نیاز با مقررات قضاوت کند. اعضا در مورد توسعه سلول‌ها به ارگانوئیدهای مغزی، و چگونگی مطالعه و دفع انسانی ارگانوئیدها بررسی میکنند. انجمن بین‌المللی تحقیقات سلول‌های بنیادی نیز در حال کار بر روی دستورالعمل‌های ارگانوئیدی است، اما به آگاهی توجه نمی‌کند، زیرا فکر نمی‌کند هنوز علم به این حوزه راه یافته است.
هیون می گوید که پانل اخلاق عصبی NIH هنوز هیچ پیشنهادی برای ایجاد ارگانوئیدهای پیچیده و آگاه ندیده است که به دستورالعمل های جدیدی نیاز داشته باشد. و موتری می‌گوید که شخص دیگری را نیز نمی‌شناسد که عمداً سعی در ایجاد ارگانوئیدهای آگاه داشته باشد، اگرچه یک ارگانوئید به اندازه کافی پیچیده میتواند، طبق برخی تعاریف، به طور تصادفی به آن وضعیت برسد.
آیا محققان با دستورالعمل های کار با ارگانوییدها موافقند؟
با این حال، موتری و دیگران می گویند که از برخی دستورالعمل ها استقبال می کنند. آنها می تواند شامل الزام دانشمندان برای توجیه تعداد ارگانوئیدهای مغز انسان که استفاده می کنند، استفاده از آنها فقط برای تحقیقاتی که به هیچ طریق دیگری نمی تواند انجام شود، محدود کردن میزان دردی که می تواند بر آنها وارد شود، و از بین بردن آنها به صورت انسانی باشد.
داشتن چنین توصیه‌هایی پیش از موعد به محققان کمک می‌کند تا هزینه‌ها و مزایای ایجاد موجودیت‌های آگاهانه را ارزیابی کنند. و بسیاری از محققان تاکید می کنند که چنین آزمایش هایی پتانسیل ارائه بینش های مهمی را دارند. لنکستر می‌گوید: «افراد واقعاً آگاه با اختلالات عصبی بدون هیچ درمانی وجود دارند. او می افزاید: «اگر همه این تحقیقات را به دلیل آزمایش فکری فلسفی متوقف کنیم، برای انسان های واقعی که به درمان جدیدی نیاز دارند، بسیار مضر است.»
و این راه ادامه دارد…
با این حال، هنوز هم می‌توان درمان‌ها را در ارگانوئیدهای مغزی که با استفاده از سلول‌های بنیادی موش ساخته شده‌اند، یا در مدل‌های حیوانی معمولی آزمایش کرد. چنین آزمایش‌هایی همچنین میتواند به بحث در مورد استفاده اخلاقی از ارگانوئیدهای انسانی کمک کند. به عنوان مثال، هیون مایل است که محققان الگوهای EEG ارگانوئیدهای مغز موش را با الگوهای موش های زنده مقایسه کنند، که ممکن است نشان دهد که ارگانوئیدهای انسانی چقدر مغز انسان را شبیه سازی می کنند.
به نوبه خود، موتری تفاوت کمی بین کار بر روی یک ارگانوئید انسانی یا یک موش آزمایشگاهی می بیند. او می گوید: ما با مدل های حیوانی کار می کنیم که هوشیار هستند و مشکلی ندارند. ما باید به جلو حرکت کنیم و اگر معلوم شود که آنها آگاه شوند، صادقانه بگویم، من آن را به عنوان یک مشکل بزرگ نمی بینم!
اگر قسمت اول این مطلب رو نخوندید، پیشنهاد میکنم همین الان برید سراغش و از دستش ندید! لینک قسمت اول آیا مغز های رشد یافته در آزمایشگاه می توانند به آگاهی دست یابند؟
منابع
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28445462/
https://www.nature.com/articles/d41586-020-02986-y#ref-CR5
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.07.28.225631v2
درباره نویسنده
موژان پارسا پژوهشگر ارشد توان‌بخشی شناختی دانشگاه شهید بهشتی و همکار قطب عصب روان‌شناسی شناختی کشور است. جریان اصلی تحقیقات وی اختلالات عصب تحولی و به طور خاص متمرکز بر اوتیسم می باشد.