مریم شانه چی، که اخیراً در 10 دانشمند برتر مجله Science News نامگذاری شده است، به سؤالات مربوط به دستاوردهای انقلابی و شگفت انگیز خود در ارتباط با رابطه بین مغز و کامپیوتر پاسخ می دهد. مریم شانه چی استادیار مهندسی برق و کامپیوتر، در تلاش است کاری را انجام دهد که قبلاً هرگز انجام نشده است: درمان اختلالات عصبی روانشناختی با استفاده از رابط مغز-کامپیوتر (BMI).
این اثر، تا حدودی، او را در ده دانشمند برتر مجله Science News قرار داد. شانه چی در مقاله خود که اخیرا در Nature Neuroscience منتشر شد، چگونگی حل این چالش را بیان می کند.
BMI ها مسیر مستقیمی به مغز برای انتقال سیگنال های مغزی ارائه می دهند. آنها قبلاً در آزمایشات بالینی برای بازیابی عملکرد حرکتی از دست رفته در مبتلایان به فلج مورد استفاده قرار گرفته اند.
اما، مغز ما فقط حرکت ما را کنترل نمی کند. آنها همچنین افکار و احساسات ما را تنظیم می کنند. شانه چی چند سؤال درباره کار خود و اینکه درک و معالجه ما از اختلالات روانی در آینده چه خواهد بود، پاسخ می دهد.
شما اولین نفری نیستید که با BMI کار می کنید. چه چیزی باعث می شود تحقیقات شما بسیار متفاوت باشد؟
“ما در حال توسعه اولین نسل از BMI هستیم که می تواند عملکرد عاطفی را در افرادی که دارای اختلالات عصبی روانشناختی مانند افسردگی، اضطراب و … هستند، بازیابی کند.
این BMI های جدید با هدف حل مسئله چالش برانگیز تنظیم الگوهای فعالیت عصبی غیر طبیعی که زمینه ساز اختلال عاطفی در این اختلالات است، عمل می کند. به عبارت دیگر، در مواردی که دارو یا درمان مؤثر نباشد، هدف ما بازگرداندن عملکرد عاطفی سالم به بیماران است.
چرا ضبط و درک چیزی مانند خلق و خو یا احساسات بسیار دشوار است؟
فکر نمی کنم اولین کسی باشم که به شما بگویم احساسات پیچیده است. به سادگی مشاهده رفتار کسی همیشه نشانگر خوبی از آنچه در درون آنها می باشد، نیست. بنابراین ما ابتدا باید یک روش مطمئن برای ارزیابی چگونگی تغییر خلق و خوی فرد پیدا کنیم، که بسیار دشوار است.
درک اینکه چگونه وضعیت خلقی شخص در فعالیتهای مغز نشان داده می شود، بسیار مشکل است. زیرا حالت های خلقی شامل مناطق مختلف توزیع شده مغز می شوند و همیشه روشن نیست که چگونه این مناطق فعالیت خود را برای نمایش خلق و خو، هماهنگ می کنند.
بنابراین، بسیاری از چالش های یادگیری محاسباتی و ماشین وجود دارد که باید آنها را حل کنیم تا بفهمیم چگونه خلق و خوی در فعالیت این مناطق مغز نشان داده می شود.
سرانجام، حتی اگر درک کنیم که خلق و خوی و احساسات در مغز چگونه نشان داده می شود، و حتی اگر بتوانیم آنها را از سیگنال های مغز کاملاً رمزگشایی کنیم، هنوز در ابتدای کار هستیم.
ما هنوز باید یک مشکل چالش برانگیز دیگر را حل کنیم: چگونه می توانیم این سیگنال های توزیع شده مغز را با استفاده از تحریک الکتریکی برای تنظیم آنها و علائم خلقی غیر طبیعی که نمایان می شوند، تغییر دهیم؟ این چالش تا حد زیادی حل نشده است که ما در آزمایشگاه من بر روی حل آن متمرکز هستیم.
این چه پتانسیل هایی را برای آینده نه تنها از جهت سلامت روانشناختی، بلکه در درک مغز ما به عنوان یک کل در بر می گیرد؟
اختلالات روانپزشکی یکی از مهمترین علتهای ناتوانی در سراسر جهان است که اختلالات افسردگی ناتوان کننده ترین آنها است. حدود 30٪ از بیماران افسردگی، مقاوم به درمان هستند – این تنها 5 میلیون نفر در ایالات متحده را در بر می گیرد.
داشتن یک روش درمانی جایگزین به صورت BMI که به طور انتخابی سیگنالهای مغزی غیر طبیعی را هدف قرار می دهد، می تواند در درمان اختلالات عصبی روانشناختی انقلابی ایجاد کند.
اما BMI فقط ابزاری برای درمان اختلالات روانشناختی نیستند، بلکه ابزاری برای کشف سلامت روان به طور کلی هستند.
BMI می تواند به ما در درک بهتر مکانیسم های عصبی تنظیم احساسات (نحوه شروع، توقف یا تغییر مسیر احساسات ما) کمک کند. یک راه برای انجام این کار این است که شرکت کنندگانی که در تنظیم احساسات دچار مشکل هستند را در مطالعه شرکت دهیم، سیگنال های مغزی آنها را بررسی می کنیم تا این سؤالات اساسی را مطالعه کنیم.
استفاده از BMI که در تعامل با مغز است ممکن است برای برخی افراد کمی ترسناک به نظر برسد. شما برای پاسخ به سؤالات اخلاقی که ممکن است ناشی از این نوع کارها باشد، چه کاری انجام می دهید؟
اول، ما در حال طراحی این BMI ها به عنوان درمان جایگزین فقط برای بیماران با موارد بسیار شدید افسردگی و اضطراب هستیم که به هیچ درمانی دیگر پاسخ نمی دهند. دوم، البته که، ملاحظات اخلاقی برای BMI های انسانی بسیار مهم است و باید توسط اخلاق شناسان عصبی از نزدیک هدایت شود. اما مهندسین هم نقش دارند.
مهندسین هر رشته در حال توسعه انواع ابزارهایی هستند که اساساً در حال تغییر جامعه و کل جهان هستند. برای همه ما مهم است که از دیدگاه اخلاقی به کارهایمان، که قصد داریم به نفع همه انجام دهیم، نزدیک شویم.
مرحله بعدی این تحقیقات چیست؟
ما باید مدلهایی بسازیم که به ما امکان دهد پیش بینی کنیم چگونه سیگنالهای مغزی در زمان واقعی به تغییرات مداوم تحریک الکتریکی پاسخ می دهند. سپس می توان پیش بینی کرد که چگونه یک تغییر در تحریک، سیگنالهای مغز را تغییر می دهد و بنابراین چگونه می تواند به تنظیم حالتهای خلقی غیر طبیعی کمک کند.
سرانجام می توانیم کنترل کننده هایی را ایجاد کنیم که تحریک الکتریکی را در زمان واقعی تغییر می دهند تا فعالیت غیر طبیعی مغز را به سمت یک روش درمانی سالم سوق دهیم. ما هم اکنون در حال کار بر روی این مسیرها هستیم.
برای اطلاعات بیشتر به موسسه سلامت مغز دانا مراجعه کنید.
منبع:
University of Southern California
درباره نویسنده
دکتر علی محمد کمالی فارغ التحصیل دکترای تخصصی علوم اعصاب از دانشگاه علوم پزشکی شیراز، بیش از 15 سال است که در زمینه پژوهش، تدریس و فعالیت های اجرایی در حوزه علوم اعصاب فعالیت و تجربه دارد. وی همچنین در ارتقا عملکرد های شناختی با استفاده از نوروتکنولوژی و مطالعات خواب تخصص ویژه ای دارد. او یکی از بنیانگذاران انستیتو سلامت مغز دانا است، (گروهی که سلامت مغز را اولویت جامعه می داند).
دکتر کمالی بیش از 50 مقاله پژوهشی (h-index 13) در مجلات معتبر علمی به چاپ رسانده و در حال حاضر مدیر عامل انستیتو سلامت مغز دانا است. بعلاوه به عنوان پژوهشگر ارشد واحد مغز، شناخت و رفتار دپارتمان علوم اعصاب دانشگاه علوم پزشکی شیراز مشغول فعالیت می باشد. می توانید پژوهش او را در Google Scholar دنبال کنید.
دکتر کمالی علاوه بر تخصص در زمینه علوم اعصاب، سال ها است که به عنوان مدیر اجرایی مجله علوم پزشکی پیشرفته و فناوری های کاربردی (JAMSAT) مشغول به فعالیت است. همچنین به عنوان دبیر اجرایی انجمن علوم اعصاب ایران شاخه فارس فعالیت می کند.