انسانها آموخته اند که چگونه در فضا سفر کنند، بیماری ها را ریشه کن کنند و طبیعت را در سطح بسیار کوچک ذرات بنیادی درک کنند. با این حال، ما تصوری نداریم که چگونه آگاهی – توانایی ما برای تجربه و یادگیری در مورد جهان و گزارش آن به دیگران – در مغز پدید می آید.
در حقیقت، در حالی که دانشمندان قرن ها مشغول درک آگاهی بودند، اما همچنان این موضوع یکی از مهمترین سؤالات بی پاسخ علوم اعصاب مدرن است. در حال حاضر مطالعه جدید، در مجله Science Advances، با کشف شبکه هایی در مغز که در هنگام آگاهی فعال هستند، تا حدی این موضوع را روشن می کند.
این فقط یک سوال فلسفی نیست. تعیین اینکه آیا بیمار بعد از تحمل یک آسیب شدید مغزی “آگاه است” هم برای پزشکان و هم برای خانواده هایی که باید در مورد مراقبت تصمیم گیری کنند، یک چالش بزرگ است. تکنیک های جدید تصویربرداری از مغز در حال شروع کار بر روی این عدم قطعیت هستند و به ما بینش های بی سابقه ای در “آگاهی” انسان می دهند.
به عنوان مثال، ما می دانیم که نواحی پیچیده مغزی از جمله قشر جلوی مغز یا precuneus، که مسئول طیف وسیعی از عملکردهای شناختی بالاتر هستند، به طور معمول در فکر آگاهانه نقش دارند. با این حال، مناطق بزرگ مغز کارهای زیادی انجام می دهند. بنابراین ما می خواستیم بدانیم که چگونه آگاهی در سطح شبکه های خاص در مغز اتفاق می افتد.
دلیلی اینکه مطالعه تجربیات آگاهانه آنقدر دشوار است، این است که آنها کاملاً درونی هستند و دیگران نمی توانند به آنها دسترسی پیدا کنند. به عنوان مثال، ما می توانیم در صفحه نمایش خود به یک تصویر یکسان نگاه کنیم، اما من راهی ندارم که بگویم تجربه من از دیدن آن عکس شبیه شما است، مگر اینکه شما در مورد آن توضیح بدهید. فقط افراد آگاه می توانند تجربیات ذهنی داشته باشند و بنابراین، مستقیم ترین راه برای ارزیابی اینکه آیا کسی آگاه است، این است که از آنها بخواهید که در مورد آن به شما بگویید.
اما اگر توانایی صحبت کردن خود را از دست دهید چه اتفاقی می افتد؟
در آن حالت، من هنوز می توانم از شما سؤالاتی بپرسم و شما ممکن است پاسخ های خود را ارائه دهید، به عنوان مثال با حرکت سر یا دست خود. البته، اطلاعاتی که من از این راه بدست می آورم زیاد نخواهد بود، اما بازهم برای من کافی است که بدانم شما واقعاً تجربیاتی دارید. اگر نتوانستید هیچ پاسخی را ایجاد کنید، من راهی برای اثبات آگاهی شما ندارم.
اسکن شبکه ها
مطالعه جدید ما، محصول همکاری در هفت کشور، نشانه هایی از مغز را شناسایی کرده است که می تواند هوشیاری را بدون تکیه به گزارش خود افراد یا نیاز به درخواست بیماران برای انجام یک کار خاص نشان دهد و می تواند بین بیماران آگاه و ناخودآگاه پس از جراحت مغز تمایز قایل شود.
هنگامی که مغز به شدت آسیب می بیند، به عنوان مثال در یک تصادف جدی در ترافیک، افراد می توانند در حالت اغما قرار بگیرند. این وضعیتی است که در آن توانایی بیدار شدن و آگاهی از محیط اطراف خود را از دست می دهید و برای تنفس به حمایت مکانیکی احتیاج دارید. این به طور معمول بیش از چند روز طول نمی کشد. پس از آن، بیماران گاهی اوقات از خواب بیدار می شوند اما هیچ گونه مدرکی مبنی بر آگاهی از خود یا دنیای اطرافشان نشان نمی دهند.
احتمال دیگر این است که آنها شواهدی از آگاهی بسیار ناچیز نشان می دهند – که از آن به عنوان حالت کم آگاهی یاد می شود. برای اکثر بیماران، این بدان معنی است که مغز آنها هنوز هم چیزهایی را درک می کند اما آنها را تجربه نمی کنند. با این حال، درصد کمی از این بیماران در واقع آگاه هستند اما به سادگی قادر به ایجاد هرگونه پاسخ رفتاری نیستند.
ما از تکنیکی موسوم به تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (fMRI) استفاده کرده ایم که به ما امکان می دهد فعالیت مغز و نحوه “برقراری ارتباط” برخی از مناطق را اندازه گیری کنیم. به طور خاص، هنگامی که یک ناحیه مغز فعال تر است، اکسیژن بیشتری مصرف می کند و برای رفع نیازهای خود به خون بیشتری نیاز دارد. ما می توانیم این تغییرات را حتی هنگامی که شرکت کنندگان در حالت استراحت هستند تشخیص دهیم و نحوه ایجاد آن در مناطق مختلف را برای ایجاد الگوهای اتصال در مغز اندازه گیری کنیم.
ما از 53 بیمار، 59 نفر در حالت حداقل آگاهی و 47 شرکت کننده سالم استفاده کردیم. آنها از بیمارستان های پاریس، لیژ، نیویورک، لندن و انتاریو آمده اند. بیماران پاریس، لیژ و نیویورک از طریق ارزیابی رفتاری استاندارد مانند سؤال با حرکت دادن دست یا چشمک زدن به آنها تشخیص داده شدند. در مقابل، بیماران از لندن با سایر تکنیک های تصویربرداری پیشرفته از مغز که بیمار را ملزم به تعدیل مغز خود برای تولید پاسخ های عصبی به جای موارد جسمی خارجی می کند – مانند تصور اینکه دست شخصی را به جای حرکت واقعی آن حرکت می کند.
ما دو الگوی اصلی ارتباطات در نواحی از مغز یافتیم. یکی از آنها ارتباطات جسمی مغز را منعکس می کند، مانند ارتباط فقط بین جفت مناطقی که ارتباط فیزیکی مستقیمی بین آنها وجود دارد. این در بیمارانی که تقریباً هیچ تجربه آگاهانه ای دیده نشده بود، مشاهده شد. یکی از تعامل های پویا بسیار پیچیده در سراسر مغز در مجموعه ای از 42 ناحیه مغزی نشان داده شد که متعلق به شش شبکه مغزی با نقش های مهم در شناخت است.
نکته مهم این که، این الگوی پیچیده هنگامی که بیماران تحت بیهوشی عمیق قرار گرفتند از بین رفت و تأیید کرد که روشهای ما در واقع به سطح هوشیاری بیماران حساس هستند و نه آسیب کلی مغزی یا واکنش خارجی آنها.
تحقیقات از این دست می توانند منجر به درک این موضوع شوند که چگونه نشانگرهای عینی می توانند نقش مهمی در تصمیم گیری های پزشکی داشته باشند. در آینده ممکن است روش هایی برای تعدیل بیرونی این نشانه های آگاهانه و احیاء آگاهی یا پاسخگویی در بیمارانی که آنها را از دست داده اند، ایجاد شود، به عنوان مثال با استفاده از تکنیک های تحریک مغزی مانند تحریک الکتریکی ترانس کرانیال. در واقع، در گروه تحقیقاتی من در دانشگاه بیرمنگام، ما شروع به اکتشاف این موضوع می کنیم.
این تحقیق به طرز هیجان انگیزی ما را به قدمی نزدیک تر به درک چگونگی ظهور آگاهی در مغز نزدیک می کند. با داشتن اطلاعات بیشتر در مورد نشانه های عصبی آگاهی در افرادی که حالت های مختلف هوشیاری را تجربه می کنند – از مصرف روانگردان گرفته تا رویاهای شفاف – ممکن است روزی این معما را حل کنیم.
برای اطلاعات بیشتر به موسسه سلامت مغز دانا مراجعه کنید.
منبع:
the conversation
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.