تشریح نحوه عملکرد مغز در تشخیص اشتباهات

تشریح نحوه عملکرد مغز در تشخیص اشتباهات

دکتر فرزانه نجفی، محقق ایرانی دانشگاه پنسیلوانيا امریکا ضمن تشریح آخرین فعالیت های خود در زمینه علوم اعصاب به چگونگی توانایی مغز در تشخیص اشتباهات با توجه به تفاوت شدت های آن پرداخت.

به گزارش خبرنگار مهر، فرزانه نجفی در سال ۱۳۶۳ در اصفهان به دنیا آمد. وی تحصیلات خود را در رشته دکترای پیوسته بیوتکنولوژی در دانشگاه تهران آغاز و در سال ۲۰۰۷ میلادی با مدرک معادل فوق لیسانس برای ادامه تحصیل به امریکا رفت. در سال ۲۰۱۴ میلادی و پس از اتمام دکترای خود در رشته نوروساینس (علوم عصب شناسی) دانشگاه پنسیلوانيا برای ادامه تحصیل و فوق دکترا به مرکز تحقیقاتی Cold Spring Harbor Laboratory رفت.

فرزانه نجفی دستاورد نوینی در خصوص چگونگی تشخیص اشتباهات توسط مغز ارائه کرده است. عملکردی که به مغز این اجازه را می دهد تا از اشتباهاتی که در طول زندگی مرتکب آنها می شود، درس گرفته و برای پیشرفت در زندگی از آنها استفاده کند.

فرزانه نجفی در گفتگویی با خبرنگار مهر به تشریح آخرین فعالیت های خود در رابطه با علوم عصب شناسی و تحقیقاتش پرداخته است:

* خانم نجفی برای اولین سوال در رابطه با «نوروساینس» (علوم عصب شناسی) که رشته اصلی شما است، توضیحاتی را بفرمایید.

در این رشته به مطالعه رفتار شبکه نورون ها پرداخته می شود. گروهی از نورون ها را تصور کنید که با یکدیگر در ارتباط هستند اما چگونگی رفتار آنها در مواجهه با محرک ها یا سایر نورون ها بایستی مورد مطالعه و بررسی قرار گیرد. مطالعات بنیادی که در این رشته انجام می شود به طور مستقیم به درمان بیماری های مغز و اعصاب نمی پردازد اما در طولانی مدت و با کمک تحقیقات گسترده می تواند به درمان بیماری ها کمک کند زیرا با آگاهی از فعالیت های بنیادی و اصلی نورون ها می توان به علت بیماری یا عملکردهایی که با اختلال مواجه شده اند، پی برد.

* خانم دکتر پژوهش اخیر شما درباره چگونگی تشخیص اشتباهات توسط مغز بوده است. بدین معنا که مغز از اشتباهاتی که در طول زندگی مرتکب آنها شده، درس گرفته و برای پیشرفت در زندگی از آنها استفاده می کند. این پژوهش، دستاورد نوین و مهمی بوده است. در ادامه تحقیقات شما آمده بود، این موضوع در حالی است که مغز اشتباهات را با توجه به تفاوت و شدت ها مورد ارزیابی قرار می دهد، درباره این عملکرد مغز توضیح می دهید.

تحقیقات من در مقطع دکترا به مخچه  Cerebellum اختصاص داشت. مخچه، عریض ترین قسمت مغز عقبی hind brain است که در حفره جمجمه ‌ای عقبی posterior cranial fossa قرار دارد. مخچه بزرگترین بخش پس ‌مغز است که بسیار پیچیده تر از آن چیزی است كه تاكنون تصور می شده است.

مخچه در فعالیت و همینطور یادگیری های حرکتی به ایفای نقش می پردازد. برای مثال، زمانی که شخصی چگونگی حرکات و تکنیک های ورزشی مانند والیبال را آموزش می بیند، این موضوع در بخش یادگیری حرکتی قرار می گیرد اما سوالی که من در پروژه دکتری به آن پاسخ دادم، این بود که چه اتفاقی در مخچه رخ می دهد تا بتوان حرکتی را یاد گرفت؟ چرایی این فرآیند از کجا نشات می گیرد؟ اگر بخواهم به طور دقیق تر توضیح بدهم، حرکتی فرا گرفته نمی شود مگر اینکه خطایی رخ دهد. برای مثال، زمانی که در حال بازی والیبال هستیم اگر توپ به تور میانی برخورد کند، مقصر شناخته می شویم پس در تجربه بعدی تلاش می کنیم تا حرکت و موقعیت بدنی مان را طوری تغییر دهیم که بتوانیم خطای رخ داده را جبران کنیم.

تغییرات به اندازه خطا یا اشتباهاتی که مرتکب شده ایم، متغییر هستند و بیشتر می شوند. به عبارت دیگر، میزان یادگیری بستگی به میزان خطایی دارد که در مرحله قبل اتفاق افتاده است. چون مخچه در یادگیری حرکتی نقش داشته و همانطور که گفتم موضوع پایان نامه من نیز به مخچه مربوط می شد، در تحقیقاتم به دنبال چگونگی میزان کد شدن یک خطا توسط نورون ها در مخچه بودم. کد شدن بدین معناست که میزان خطا می تواند فعالیت های نورون ها را تغییر و منجر به یادگیری شود.

* شما با چه روشی به این سوالی که در ذهن تان وجود داشت، پاسخ دادید.

من با استفاده از تکنیک پیشرفته میکروسکوپی با نام  two-photon calcium به بررسی رفتار نورون ها در مخچه پرداختم. در این روش، از رنگ فلورسنت که به کلسیم وصل می شود، استفاده کردم. این رنگ را به مخچه موش های زنده تزریق کردم تا بتوانم با استفاده از میکروسکوپ به بررسی میزان و تغییرات رنگ فلورسنت بپردازم. زیرا در زمان فعالیت نورون ها میزان و اندازه کلسیم ها تغییر کرده و از آنجایی که رنگ فلورسنت به یون های کلسیم متصل می شود، با بررسی و مشاهدات میکروسکوپی می توان به اندازه گیری میزان فلورسنت و همینطور تغییر در فعالیت نورون ها پرداخت. نتایج تحقیقاتم نشان داد، زمانی که بزرگی یک محرک تغییر می کند، نورون ها نیز به روش های مختلفی تغییرات رخ داده را در مخچه کد می کنند.

* خانم نجفی از چه محرکی برای ایجاد تغییر در نورون ها استفاده کردید ؟

من جریان مختصری از هوا را به چشم موش ها می زدم و با تغییر شدت جریان، شاهد رفتارهای مختلف نورون ها در مخچه بودم. در حقیقت، این تحقیق قدم اولیه ای برای پی بردن به این موضوع بود که بزرگی یک خطا می تواند میزان یادگیری را القا کند.

* خانم دکتر در مورد فعالیت های اخیرتان در دوره فوق دکتری بفرمایید .

در دوره فوق دکتری دیگر به فعالیت های مخچه نمی پردازم. بلکه تحقیقاتم به مکانیسم های تصمیم گیری اختصاص یافته است. بدین معنا که چه اتفاقاتی در مغز انسان رخ می دهد تا قادر باشیم از بین چند گزینه تنها یک گزینه را انتخاب کنیم. البته تئوری های مختلفی وجود دارند و آزمایشات متعددی هم در گذشته انجام شده اند اما من می خواهم در دوره فوق دکتری در این رابطه بیشتر مطالعه کنم. در واقع، چه تغییری در رفتار نورون ها بروز می کند که منجر به این می شود که بتوانیم یک گزینه را از بین چند گزینه انتخاب کنیم.

* چرا به عملکرد مغز علاقه مند شده و فعالیت هایتان را به این موضوع معطوف کردید؟

من به فعالیت های مغز علاقه مند شدم چون مغز انسان همانند موتور بدن است. کارکرد مغز بر مبنای بسیاری از رفتارهای مثبت مانند محبت کردن، نوع دوستی یا رفتارهای منفی مانند کینه ورزی، حریص بودن و ... بر مبنای علمی هستند. من به این رفتارهای شناختی علاقه مندم، رفتارهایی که برای شناخت آنها باید نورون ها را مورد بررسی قرار داد، حتی در حیوانات. زیرا حیوانات نیز بسیاری از رفتارهای اجتماعی انسان ها را داشته و می توان آنها را مورد بررسی قرار داده و تعمیم به انسان ها داد.

*خانم دکتر به نظر شما چه تحقیق یا پروژه ای در رابطه با مغز انجام شده که مهم بوده و می توان از آن به عنوان تحول عظیمی در این عرصه یاد کرد؟

در سال ۱۹۵۳ میلادی، شخصی با نام «اچ.ام» که به بیماری صرع مبتلا بود برای خلاصی از تشنج هایش تحت عمل جراحی مغز قرار گرفت. پزشکان با بررسی تشنج‌ های «اچ .ام» به این نتیجه رسیده بودند که این تشنج‌ ها مربوط به اختلالات الکتریکی قسمت ‌هایی از قشر مغز است که در دو طرف و نزدیک گوش ‌ها قرار دارند و اصطلاحا لوب تمپورال نامیده می ‌شوند و برای درمان چاره‌ ای نبود جز اینکه این نواحی برداشته شوند. در سال ۱۹۵۳ میلادی، تکه‌ هایی از هر دو لوب تمپورال دو طرف مغز برداشته شدند. تشنج‌ ها دیگر برنگشتند اما در کمال شگفتی مشکلات غیرعادی دیگری بروز کردند. برای مثال، بیمار قادر به تشکیل حافظه جدید نبود.

سپس جراحی که «اچ.ام» را عمل کرده بود به همراه یک روانشناس مطالعاتی را درباره حافظه بیمار آغاز کردند تا چگونگی عدم تشکیل حافظه جدید یا عدم به خاطر آوردن اتفاقات جدید را بررسی کنند. مطالعات دقیق‌ روی «اچ ام» نشان داد که هیپوکامپ روی شکل دیگری از حافظه که حافظه عملی نامیده می‌ شود، نقش چندانی ندارد. برای مثال، «اچ.ام» با انجام تمرینات می‌ توانست دوچرخه سواری یاد بگیرد بدون اینکه به یاد داشته باشد روزهای قبلی برای یاد گرفتن این مهارت‌ ها تمرین کرده است. به عبارت دیگر، «اچ.ام» نشان داد تا آنجا که به مغز مربوط می‌ شود به خاطر آوردن چیستی وقایع مشابه به یاد آوردن چگونگی آنها نیست. در نتیجه، محققان به صورت کاملا اتفاقی و در جریان یک عمل جراحی تحقیقات جدیدی را در رابطه با حافظه آغاز کردند.

* فعالیت های آینده شما به چه کارهای معطوف خواهد شد و چه اهدافی را دنبال خواهید کرد؟

من به عملکردهای مغز و نورون هایی که باعث رفتارهای مختلف در انسان می شوند، علاقه مند هستم و سوالات بسیاری در این حوزه وجود دارد که باید پاسخ داده شوند.

*از فعالیت محققان داخلی در رابطه با رشته خودتان اطلاعی دارید یا با مراکز داخلی ایران همکاری می کنید؟

خیر، در حال حاضر با مراکز داخلی همکاری ندارم اما دوست دارم که این همکاری شکل بگیرد زیرا پس از اتمام تحصیلاتم قصد بازگشت به ایران را دارم تا در کشورم فعالیت هایم را آغاز کنم.