اسراری حل نشده و جالب درباره مغز انسان

این موسسه تحقیقاتی آمریکایی در گزارش خود می‌نویسد: اگر شما از دکتر «کریستف کخ» دانشمند و رئیس مؤسسه علوم مغزی انستیتو آلن بپرسید ما چقدر به درک مغز خود نزدیک هستیم، او به شما می‌خندد.
دکتر کخ می‌گوید: ما حتی نمی‌توانیم مغز یک کرم را درک کنیم.در ارتباط با پیچیدگی یک کرم باید گفت کرم آزمایشگاهی که به صورت فنی به عنوان «کانورابابیت الگانس» شناخته می‌شود، دارای ۳۰۲ سلول عصبی و ۷ هزار تماس میان این نورون‌ها در بدن میکروسکوپی خود است. پژوهشگران با زحمت فراوان توانسته اند در سال‌های اخیر تمامی این تماس‌ها را توصیف و ترسیم کنند. با وجود این، هنوز ما به طور کامل نمی‌دانیم چگونه همه آن‌ها برای ایجاد رفتار‌های کرم به صورت هم افزایی کار می‌کنند.

ما انسان‌ها تقریبا ۸۶ میلیارد سلول عصبی در مغز خود داریم که با حدود ۱۰۰ تریلیون اتصال یا سیناپس به هم بافته شده اند. فهمیدن جزئیات اینکه این سلول‌ها چگونه کار می‌کنند، کاری بس دشوار و دلهره آور است؛ چه رسد به آنکه این‌ها چگونه در کنار همدیگر جمع شده اند تا سیستم‌های حسی، رفتاری و هشیاری ما را شکل دهند.در اینجا ما به ۵ راز حل نشده در خصوص مغز انسان خواهیم پرداخت.

۱- مغز از چه ساخته شده است؟
مغز به وضوح از از «ماده خاکستری» و «ماده سفید»، بافت مغز و اتصالات متقابل آن یا دسته‌های آکسون تشکیل شده است. اگر دقیق‌تر نگاه کنیم، شاید بتوان نورون‌ها و سلول‌های گلیال را تشخیص داد؛ اما ما از درک تمامی انواع نورون‌ها و دیگر سلول‌های مغزی در سطح کاری که انجام می‌دهند، فاصله داریم.

دکتر کخ، رئیس موسسه تحقیقاتی علوم مغزی آلن آمریکا در توضیح این مسأله می‌گوید: وقتی ما نمی‌توانیم بسیاری از اجزای چیزی را درک کنیم، چگونه می‌توانیم کل آن را درک کنیم؟او و همکارانش گاهی به مسئله کشف جدول تناوبی انواع سلول‌های مغزی اشاره می‌کنند؛ به مانند آن چیزی که شیمدان‌ها جدولی از ۱۱۸ عناصر شناخته شده دارند. اما دانشمندان علوم اعصاب فاقد چنین دسته بندی برای مغز هستند.

اما مرتب سازی نورون‌ها به همین سادگی نیست. محققان موسسه آلن برای علوم مغز از چندین ویژگی برای تعریف نوع سلول مغزی استفاده می‌کنند. تیم‌های مختلفی در این موسسه سلول‌ها را بر اساس ژن‌هایی که روشن و خاموش می‌شوند، اشکال دقیق آن‌ها، نواحی مغزی که به آن‌ها متصل می‌شوند و رفتار الکتریکی منحصر به فرد، آن‌ها را مرتب می‌کنند؛ سپس وظیفه دشوار جمع آوری همه این اطلاعات برای تعریف انواع سلول‌های مغزی بر اساس همه این ویژگی‌ها پیش می‌آید.

۲- چگونه مغز در هنگام بیماری تغییر می‌کند؟
بخش عمده‌ای از درک قسمت‌های مغز این است که محققان بهتر بتوانند تشخیص دهند کدام سلول‌های مغز زمینه ساز بیماری‌های عصبی و روانپزشکی هستند. بسیاری از اختلالات اعصاب و روان به طور یکسان بر کل مغز تأثیر نمی‌گذارند، بلکه از کلاس‌های خاصی از سلول‌های عصبی یا سلول‌های دیگر مغز شروع می‌شوند یا توسط آن‌ها هدایت می‌شوند.دکتر «Boaz Levi» عصب شناس در انستیتو علوم مغزی آلن گفت: در حال حاضر، ما نمی‌فهمیم که کدام سلول‌ها در این بیماری‌ها آسیب پذیر هستند.

محققان انستیتو آلن در حال بررسی بافت مغز انسان
اگر محققان لیست کاملی از انواع سلول‌های مغزی را تهیه کنند، می‌توانند ببینند که کدام سلول‌ها می‌میرند، از کنترل خارج می‌شوند یا روند بیماری خود را در مغز تغییر می‌دهند. سپس محققان می‌توانند ابزار‌های بهتری برای مطالعه سلول‌های محرک بیماری و احتمالاً روش‌های درمانی که یک نوع سلول واحد را در قلب بیماری هدف قرار می‌دهند، بسازند.

۳- چگونه نورون‌ها با یکدیگر ارتباط برقرار می‌کنند؟
کتاب‌های زیست شناسی می‌گویند مغز از طریق سیناپس ارتباطات ویژه‌ای را بین دو نورون مختلف برقرار می‌کند.
جک واترز، دانشمند علوم اعصاب در موسسه آلن می‌گوید: ما معتقدیم این مسئله برای بسیاری از انواغ نورون‌ها در مغز درست است.

اکثر سلول‌های عصبی از یکی از دو مولکول سیگنالینگ متداول معروف به انتقال دهنده‌های عصبی، (GABA) یا گلوتامات استفاده می‌کنند که به عنوان عبور از سیناپس‌های خاص شناخته می‌شوند. اما انواع مختلفی از مولکول‌های سیگنالینگ در مغز وجود دارد و مشخص نیست که چگونه این مولکول ها، پیام خود را انتقال می‌دهند. به عنوان مثال، مولکول‌هایی را که اکثر دارو‌های عصبی یا روانپزشکی بر روی آن‌ها عمل می‌کنند، در نظر بگیرید.
جک واترز در این زمینه می‌گوید: اگر بخواهید تمام دارو‌هایی را که از مردم شنیده اید، مرور کنید، بیشتر آن‌ها بر روی گلوتامات یا GABA عمل نمی‌کنند. با دارو‌هایی مانند مواد تخدیری یا دارو‌های ضد افسردگی، ما در واقع مکانیسم مولکول‌های زیربنایی که این دارو‌ها با آن در تعامل هستند را درک نمی‌کنیم. 

۴- مغز چگونه محاسبه می‌کند؟
اگر درک آرایش یک مغز، امری چالش برانگیز است؛ فهمیدن اینکه چطور میلیارد‌ها جزء در کنار هم جمع شده اند تا رفتار پیچیده مغز را فعال کنند، امری دشوارتر به نظر می‌رسد.دانشمندان علوم مغز و اعصاب ده‌ها سال است که در حال مطالعه قسمت بصری مغز پستانداران هستند، اما تا همین اواخر این فناوری فقط به آن‌ها امکان می‌داد که اطلاعات را از یک مشت نورون همزمان بگیرند. کوخ گفت، مثل این است که اگر سعی می‌کنید فیلمی را تماشا کنید، اما از چند میلیون پیکسل فقط ۱۰۰۰ پیکسل را می‌توانید روی صفحه ببینید.

۵- درک مغز ما به چه معناست؟
وقتی به فهمیدن چیزی فکر می‌کنیم، غالباً به این فکر می‌کنیم که بتوانیم آن را به روشی نسبتاً ساده توضیح دهیم. دکتر کخ که خود یک فیزیکدان بوده، می‌گوید: در علم، محققان در زمینه‌های دیگر به فیزیک به عنوان یک الگوی درک کردن نگاه می‌کنند. اما اگر مسئله در خصوص زیست شناسی اینگونه نباشد چه باید کرد؟
هرچه دکتر کخ و دیگر دانشمندان در انستیتوی آلن بر روی مغز در ابعاد بیشتری تحقیق می‌کنند و سلول‌های بیشتری را مورد بررسی قرار می‌دهند، بیشتر آن‌ها متوجه می‌شوند که حتی بخش‌هایی از علوم اعصاب که تصور می‌کردند قطعی است، پیچیده‌تر از آنی است که هرکسی آن را بفهمد.