JameJamOnline.ir

دانش

پنجشنبه 19 مرداد 1385 - ساعت 03:49 شماره خبر: 100004136861

 
از ماتريکس خيالي تا ماتريکس واقعي
4 مرداد 1385 اشک شوق بسیاری از ایرانیانی که به مجله آنلاین Nature سرکی کشیده بودند، جاری شد. درخشیدن نام پرافتخار دکتر حسین استکی ، دکتر رضا افراز و دکتر روزبه کیانی به عنوان نویسندگان مقاله
 
برگزیده این شماره Nature همان چیزی بود که امید به توانستن و به نتیجه رسیدن را در قلب و ذهن هر ایرانی پژوهشگری روشن کرد.
دکتر حسین استکی ، دانشیار دانشکده پزشکی دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی و مسوول پژوهشکده علوم شناختی پژوهشگاه دانشهای بنیادی امیدوار است 10 آگوست شاهد مجله ای باشد که طرح روی جلد آن تلفیقی از مسجد شیخ لطف الله اصفهان و تکه هایی از مغز است. طرحی که هم حاکی از اصفهانی بودن اوست و هم حکایت از کار بزرگ او و همکارانش دارد....

در خبرها خواندیم که شما مقاله ای در زمینه علوم شناختی ارائه کرده اید. پیش از این که وارد بحث اصل مقاله شویم ، بد نیست ما را با علوم شناختی آشنا کنید.

رشته علوم شناختی حوزه وسیعی از رشته های مختلف علمی است که شامل روان شناسی شناختی و علوم اعصاب شناختی می شود و حتی زمینه های مربوط به هوش مصنوعی را هم دربر می گیرد. رشته ای که ما در آن مشغولیم ، علوم اعصاب شناختی است و تحقیقات ما درباره سازوکاری است که در مغز به وجود می آید، وقتی یک قابلیت شناختی تولید می شود. مثلا فرض کنید شخصی را برای اولین بار می بینید در این لحظه تصویر چهره او روی شبکه چشم شما می افتد و شروع به تحلیل می شود. این تحلیل چیزی حدود یک سوم ثانیه یا 300 میلی ثانیه زمان می برد و در نهایت شما چهره او را شناسایی می کنید. برای انجام همین کاری که بسیار سریع و بدون زحمت برای تمامی ما اتفاق می افتد، صدها میلیون سلول عصبی در مغز ما درگیر می شوند. به طوری که نزدیک به 27 درصد مغز مشغول کار می شود و به این ترتیب این امکان برای ما به وجود می آید که در جزیی از ثانیه بتوانیم افراد را شناسایی کنیم ، با آنها تعامل برقرار کنیم و ارتباط اجتماعی داشته باشیم. علوم اعصاب شناختی در واقع مطالعه این فرآیندها و سازوکارهایی است که در مغز اتفاق می افتد تا دیدن حاصل شود. هر کار شناختی که در ذهن ما به وجود می آید، یک زمینه و زیرساخت نورونی و یک مکانیسم عصبی دارد و مطالعه این مکانیسم های عصبی در واقع مجموعه رشته علوم اعصاب شناختی را می سازد. البته مغز وظایف دیگری مثل کنترل حرکات اعضای بدن را هم به عهده دارد که در زمینه اعصاب شناختی نیستند.

پس تحقیقاتی که انجام داده اید در زمینه علوم بینایی است. می توانید توضیحات بیشتری در این خصوص بدهید؛

ما علاقه مندیم بدانیم مغز ما در برخورد با اشیای مختلف چگونه آنها را طبقه بندی می کند و یا این که وقتی فردی را می بینیم و می شناسیم و می فهمیم که او را قبلا دیده ایم حتی اگر 20سال هم از آخرین دیدار گذشته باشد ؛ مغز ما چگونه اطلاعات را بازخوانی می کند و با تصویری که در حال حاضر می بینیم مقایسه می کند و تشخیص می دهد که این آدم ، همان آدم است و خیلی قابلیت های دیگر که مربوط به حس بینایی ما می شود. ما علاقه مندیم بدانیم پایه های نورونی و مکانیسم های عصبی ایجادکننده این وقایع چیست. در مجموعه ای که ما در دانشگاه شهید بهشتی در اختیار داریم ، چندین آزمایشگاه تحقیقاتی وجود دارد که در بخشی از آن روی انسان و در بخشی هم روی مدل حیوانی که میمون رسوس است ، آزماش هایی را انجام می دهیم . جایی که آزمایش ها غیرتهاجمی باشند و آسیبی نزنند، از انسان استفاده می کنیم که یا از ثبت الکتروفیزیوژیک مغز انسان که تکنیک ثبت پتانسیل های انگیخته مغزی است ، استفاده می شود و یا از تکنیک سایکوفیزیک. اما جاهایی که مجبوریم الکترود داخل مغز کنیم و کار تهاجمی است از مدلهای حیوانی استفاده می کنیم. هدف و اساس کار ما این است که بفهمیم مکانیسم های نورونی شناخت در سیستم بینایی چیست ما تحقیقات مان را در آزمایشگاه های دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی و نیز پژوهشگاه علوم شناختی انجام می دهیم.

آیا تحقیقات شما برای اولین بار در دنیا انجام شده است؛

بله. مقاله ای که چند روز پیش در Natureبه صورت آنلاین به چاپ رسید، گزارش کاری است که ما برای اولین بار در دنیا انجام داده ایم. در 30 40 سال اخیر با ایجاد شدن علوم اعصاب نوین و مدرن و پیشرفت های تکنیکی توانستیم مغز را دقیق تر مطالعه کنیم و بر روی ارتباط و همزمانی میان وقایع مغزی با قابلیت های شناختی از جهات مختلف پژوهش هایی انجام شد ؛ اما حلقه مفقوده این مطالعات این بود که نشان دهند آیا ارتباط علمی میان وقایعی که در مغز اتفاق می افتد، با پدیده های شناختی وجود دارد یا خیر. ارزش و اهمیتی که کار ما دارد، این است که نشان دادیم یک رابطه علمی بین پدیده های اتفاق افتاده در مغز با قابلیت های شناختی وجود دارد و همین هم باعث شد مقاله ما در Nature که معتبرترین مجله علمی جهان است ، چاپ شود و حتی مقاله برگزیده این نسخه شود ؛ به طوری که ممکن است در طرح روی جلد آن هم از کار ما استفاده شود. قابلیت شناختی که ما در این مطالعه استفاده کردیم ، تشخیص چهره از غیر چهره است که برای هر فردی به سادگی انجام می شود. وقتی شما چیزی را می بینید، مغزتان باید تشخیص دهد آن چیست. این تشخیص که صد میلی ثانیه به طول می انجامد، در طبقات و مراحل مختلفی صورت می گیرد. مثلا اول می فهمیم شی است ، بعد می فهمیم وسیله نقلیه است ، بعد می فهمیم اتومبیل است بعد پیکان و آخر این که پیکان من است. درباره تمایز چهره از غیر چهره طبقه بندی اشیای ما 2 گروه است. یک گروه چهره و یک گروه هم دیگر اشیائ. در چنین وظیفه و آزمونی که مغز ما انجام می دهد، نورون هایی درگیرند که شناسایی شده اند. ما برای تحقیقات خود ابتدا به میمون ها آموزش دادیم که با دیدن تصاویر مختلف اگر تصمیم گرفتند آن تصویر چهره است ، چشم خود را در یک نقطه روی مانیتور رایانه به سمت راست حرکت دهند و وقتی تصمیم گرفتند تصویر چهره نیست به سمت چپ بنگرند آموزش این میمون ها یک سال به طول انجامیده است. در این آزمون تصویری به مدت 50 میلی ثانیه نشان داده می شود که شامل تصاویری مبهم از چهره و اشیای دیگر هستند و درجه ابهام آنها هم با هم فرق دارد. بدیهی است که وقتی ابهام کمتری در تصویر باشد، میمون راحت تر می شود و با درجه اطمینان بیشتری تصمیم می گیرد که این را می توان با تکنیک سایکوفیزیک اندازه گیری کرد. به این کار آزمون شناختی می گویند. ما در قشر تمپورال مغز این میمون ها میکروالکترودی را وارد کرده ایم. این بخش مغز در انسان و نخستیان غیرانسان مثل رسوس بالای گوشها قرار دارد و آخرین منطقه ای است که کار تحلیل اطلاعات بینایی را انجام می دهد. ما از طریق تجهیزاتی که داریم فعالیت الکتریکی تک سلول ها را ثبت می کنیم و به این ترتیب شناسایی می کنیم که چه سلولهایی به چه تصاویری پاسخ می دهند و در نهایت توانستیم سلولهایی را پیدا کنیم که به صورت اختصاصی به تصاویر چهره پاسخ می دهند و به تصاویر دیگر پاسخ نمی دهند که به آنها نورون های چهره می گوییم. وقتی میمون در حال انجام آزمون شناختی بود، جریان الکتریکی 50میکرو آمپری را به داخل مغز او تزریق می کردیم که باعث تحریک مصنوعی نورون ها می شود و چند صد و یا چند هزار نورون را به صورت مصنوعی فعال می کند. در حالت عادی این نورون ها با دیدن چهره روی شبکیه چشم فعال می شدند. اما ما به این ترتیب میانبر زدیم و سلولها را به صورت مصنوعی فعال کردیم. ما نشان دادیم که با تزریق جریان حتی وقتی حیوان چیزی هم نمی بیند و تصویر کاملا مبهم و برفکی است و یا وقتی تصاویر غیرچهره را می بیند، می توانیم تصور دیدن چهره را در او ایجاد و القائ کنیم و به این ترتیب حیوان فکر می کند که چهره را دیده است. در واقع توانسته ایم ذهن این موجود را به صورت مصنوعی کنترل کنیم و از بیرون به او القائ کنیم که چه چیزی را ببیند و چون این کار در این سطح تا به حال در دنیا اتفاق نیفتاده بود، مقاله ما در Nature پذیرفته و حتی مقاله برگزیده شد و قرار است در کنفرانس علوم اعصاب امریکا که در اکتبر آینده برگزار می شود هم ، به عنوان مقاله برگزیده ارائه شود. استقبالی که از این کار شد، به دلیل ابداع و نوآوری ای است که در این کار صورت گرفته است. کاری که از 6 سال پیش از سوی من و دکتر آرش افراز و دکتر روزبه کیانی که در آن دوران دانشجوی پزشکی بودند شروع شده بود و چند روز پیش هم به نتیجه رسید.

نتایج کاربردی این تحقیقات چیست؛

این تحقیق آثار وسیعی از فلسفه ذهن تا علوم پزشکی و علوم بینایی خواهد داشت و در این موارد پرسشهایی را مطرح می کند و زمینه های تحقیقاتی خاصی را باز می کند. به عنوان مثال طبق گزارش خبری مجله Nature که درباره این مقاله از سوی پرفسور دی کارلو استاد دانشگاه MIT نوشته شده است ، یکی از کاربردهای احتمالی این موضوع این است که در آینده ای دور افراد نابینا، دارای بینایی مصنوعی شوند. به این ترتیب که با ایجاد یک بینایی ماشینی و تحلیل اطلاعات بینایی با رایانه شناسایی اشیایی که دوربین رایانه در هر لحظه ای می بینید، باید بشود اشیائ را طبقه بندی کرد و وجود چهره و نوع چهره را در این اشیائ شناسایی کرد و بعد با القای جریان الکتریکی به مغز فرد نابینا باید بتوان احساس دیدن را در او به وجود آورد. کار ما اولین علامت و شاهد عینی جدی است که نشان می دهد این کار شدنی است و ما می توانیم با دستکاری مغز احساسات را به وجود آوریم و بتوانیم دنیای خارج را هم تغییر دهیم و ایجاد کنیم. حتما فیلم ماتریکس را دیده اید. در بیرون ایران تحقیقات ما به ماتریکس تعبیر شده است و گفته اند قدمی است به این سمت که بتوان از بیرون مغز را کنترل کرد و دنیایی را برای آن فرد ساخت که وجود ندارد و مجازی است.

تحقیقات خود را در همین مرحله رها می کنید یا این که قصد ادامه آن را دارید و به کاربردهای آن می پردازید؛

هنوز برای پرداختن به کاربردهایش خیلی زود است و ما باید خیلی بیشتر راجع به خود مغز بدانیم و تکنیک هایمان را دقیق تر کنیم تا بتوانیم آن را روی انسان پیاده کنیم. ضمن این که فقط چهره را از غیر چهره تشخیص دادن ، برای یک کار بالینی کفایت نمی کند و باید بتوان اطلاعات بیشتری داد که ما دانش آن را نداریم. البته در آزمایشگاه مان یکی ، دو طرح جدید تعریف کرده ایم که دنباله کار قبلی است تا اطلاعات بیشتری کسب کنیم. مثلا این که در مدل حیوانی ، از حیوان تشخیص چهره های مختلف را بخواهیم و بفهمیم که آیا می شود روی آن هم تاثیر گذاشت و آن را کنترل کرد و کارهایی از این قبیل پس ما به دنبال این کار خواهیم بود. البته ما هنوز در الفبای شناخت این حوزه از علم هستیم و این علم هنوز دوران نوزادی خود را در دنیا سپری می کند. در کشور ما هم چند سالی است که ما امکاناتش را اینجا آورده ایم و تحقیقاتش را شروع کرده ایم. این رشته در دنیا رشته جدیدی است و آینده درخشانی هم دارد. مغز پیچیده ترین ماده ای است که ما در عالم می شناسیم و در واقع مثل این است که خودمان داریم به کمک این مطالعات خودمان را می شناسیم و به همین دلیل هم خیلی جذابیت دارد. بزرگ ترین کنفرانس های علمی دنیا در حال حاضر در حوزه علوم اعصاب تشکیل می شود که امسال 28هزار نفر شرکت کننده دارد و 14 هزار مقاله در آن ارائه خواهد شد. این رشته سریع ترین رشد علمی را در دنیا داشته است. ما دانشجویانی از دانشگاه تهران و دیگر دانشگاه ها و حتی بچه های المپیادی و تیزهوش و مستعدی داریم که الان در آزمایشگاه ما کار می کنند. دو نفری هم که همکار من در این مقاله بوده اند، وقتی روی این موضوع کار می کردند، دانشجوی پزشکی بودند. جذب این افراد مستعد به دلیل جاذبه و رموزی است که در مغز وجود دارد.

چاپ یک مقاله در مجله عملی Nature تا چه حد اعتبار و ارزش دارد؛

مجله Nature جزو قدیمی ترین مجلات علمی دنیاست که سابقه چاپ آن به 150 سال می رسد و در حال حاضر معتبرترین مجله علمی دنیاست و اخبار علمی مهم را در هر رشته ای چاپ می کند و در واقع بالاترین حدی است که یک دانشمند می تواند مقاله و یا یافته های علمی خود را منتشر کند. رقابت در این مجله بسیار سنگین است. متاسفانه در شصت ، هفتاد سالی که دانشگاه ها و پژوهش در کشور ما پا گرفته است ، هنوز کسی موفق نشده است مقاله ای در این مجله چاپ کند و این مقاله اولین مورد است. البته 4-5نفر ایرانی بوده اند که مقاله شان در این مجله چاپ شده است ؛ اما کار آنها در خارج ایران انجام شده است. در حال حاضر یکی از ملاکهای مهم تعیین رتبه دانشگاه ها مقالاتی است که در Scienceو یا Nature چاپ می شوند که ارزش بالایی دارد. از آنجایی که مقالات علمی ما در مجلات متوسطتر چاپ می شود، اسم هیچ یک از دانشگاه های ما در شمار 500 دانشگاه برتر دنیا نیست و ما امیدواریم که همین یک مقاله کمک کند نام دانشگاه شهید بهشتی به این فهرست اضافه شود. Nature در حد چندین میلیون نسخه منتشر می شود و علاوه بر متخصصان هر رشته ، عموم مردم و صنعتگران هم آن را مطالعه می کنند تا بدانند اخبار جدید دنیا چیست.

روال چاپ مقاله در این مجله به چه ترتیبی است؛

برای اولین بار دی پارسال مقاله را برای مجله Natureفرستادیم. در این مجله معمولا 95 درصد مقالاتی که می آید، پیش از ارزیابی علمی رد می شود و درصد بسیار کمی از این مقالات طبق نظر اساتیدی که آنجا حضور دارند تایید می شود و به 3دانشمند منتخب خود که تخصصی در این رشته دارند و بهترین های دنیا هستند، ارائه می شود تا مورد ارزیابی قرار بگیرد. مقاله ما را هم برای ارزیابی فرستادند. آنها 2 ماه روی این مقاله مطالعه کردند و نظرات و پرسشهایشان را منعکس کردند و ما به تمام پرسشها و ایرادهای آنها پاسخ دادیم. درواقع یک تعامل چند جانبه میان ما و آن دانشمندان و سردبیر مجله Nature برقرار بود تا این که حدود 6 ماه بعد این بحثها تمام شد و آنها قانع شدند که مو لای درز این مطالعه نمی رود و هیچ مشکلی ندارد و قابل دفاع است. پذیرش نهایی مقاله راهم یک ماه پیش به ما اعلام کردند و در نوبت چاپ قرار گرفت و چند روز پیش هم به صورت آنلاین منتشر شد. قرار است 10آگوست هم پرینت آن بیاید. اولین روزی که مقاله در Natureبه صورت آنلاین قرار گرفت ، ایمیلی از یک فیزیکدان ایرانی که در ژاپن کار می کرد داشتم و تقریبا روزی یکی ، دو تا ایمیل از ایرانی های خارج از کشور و یا حتی دانشمندان خارجی می گیرم. بعضی از این ایرانیان گفته اند که ما با دیدن این مقاله اشک ریخته ایم و برای ما جالب بوده است که در ایران کارهایی انجام می شود که تا این حد قابل توجه است.

نظر شما درباره ISIایرانی چیست؛ موافقید یا مخالف؛

من موافق این نوع از ISI نیستم و به نظرم یک بیراهه است. متاسفانه آنچه را سالها طول کشید، بسازیم با این کار ویران می کنید. در حالی که تاکید مسوولان رده بالای کشورمان بر تولید علم است. با این کار مثل این است که در غار بمانیم و علم تولید کنیم. در ایران فقط من در رشته خودم هستم رشته های دیگری هم هستند که فقط یک یا 2نفر در آن متخصصند ؛ در حالی که یک مقاله علمی باید ارزیابی علمی شود و وقتی ما کسی را در کشور نداشته باشیم که روی مقاله ما نظر علمی بدهد، چطور می توان آن را ارزیابی کرد.

این گروه تحقیقاتی توانسته است ذهن میمون را به صورت مصنوعی کنترل کند و از بیرون به او القا کند که چه چیزی را ببیند و این کار در دنیا تاکنون بی نظیر است

البته تاکیدی که بر چاپ مقاله در مجلات داخلی می شود، از یک نظر تاکید درستی است ما هم علاقه مندیم در داخل کشور به زبان خودمان مقالات علمی را مطرح کنیم. اما هدف اصلی این است که ما در عرصه بین المللی پرچم ایران را به عنوان کشوری صاحب نظر در زمینه های مختلف علمی برافرازیم. همان طوری که باید حرفهای دیگران را مطالعه کنیم و بپذیریم یا نپذیریم ؛ حرفهای علمی ما هم باید از سوی سختگیرترین آدمها ارزیابی شود، چون در تولید دانش و علم بحث سفید و سیاه مطرح نیست و این طور نیست که چیزی را که من کشف کرده ، باشم کاملا درست است حتی فیزیک نیوتون هم پس از 200300 سال در جاهایی کم آورد و فرضیات انیشتین بود که آن را تکمیل کرد. هیچ کس نمی تواند در محیط علمی داخل خودش ایزوله شود و یا این که ارزش علمی کار خودش را فقط در مجموعه ملی تعریف کند. این ارزشها باید در سطح فرا ملی تعریف شوند و در سطح ملی هم مطرح شوند. به نظر من ISI داخلی از آن بحثهای اشتباه است. ما باید به زبان فارسی مقالاتمان را بیان کنیم و بنویسیم ، اما این که مجلات خارجی را سرکوب کنیم ، به نظر من فاجعه ای است که در حال رخ دادن است و زحمات سالهای سال ما را به هدر می دهد. حال که ما در مقایسه با سالهای اول انقلاب که در حدود 100 تا 200 مقاله چاپ می کردیم ؛ توانسته ایم تعداد مقالاتمان را به 3500 برسانیم و نشان داده ایم که نه فقط در حجم و تعداد به توسعه رسیده ایم ، بلکه در عمق و کیفیت هم حرفهایی برای گفتن داریم ، باید حمایت شویم تا در مجامع بین المللی با بالاترین کیفیت ها خود را مطرح کنیم.

و در پایان حرفی حدیثی ، ناگفته ای؛

اعتقاد من این است که ما در دانشگاه هایمان ساز و کار تحقیقاتی جدی نداریم ، اما با وجود مشکلات فراوان مثل بودجه ، دسترسی به منابع علمی و دسترسی به فناوری باز هم دانشمندان ایرانی نشان داده اند که می شود کارهای خیلی جدی انجام داد پس توان آن را داریم و باید امید به آینده را در نسل جوان و علاقه مند ما تقویت کرد که ما می توانیم و به نتیجه می رسیم. مسوولان هم باید در این راه همکاری کنند و کمتر درد سر بسازند و اجازه دهند ملت پژوهشگر ما کار خود را انجام دهد. به عنوان مثال ، من با تغییرات روشی در فعالیت های وزارت علوم موافق نیستم. نمی شود یک نفر بیاید و یک رویه علمی را که دهها سال ادامه داشته است ، یک دفعه به هم بریزد. باید در سیاست های پژوهشی کشور پایداری وجود داشته باشد و براساس این فضای پایدار تحقیقات پایدار انجام شود تا در درازمدت به نتیجه برسیم و دانش تولید کنیم. چون این دانش برای ما فناوری خواهد آورد و این فناوری ثروت ملی را به همراه دارد و ثروت ملی برای ما امنیت ملی و اجتماعی و رفاه عمومی به ارمغان می آورد.


فریبا فرهادیان