فهرست مطالب
بررسی علوم اعصاب و کاربرد آن
مغز انسان اندامی پیچیده که تنها ۱/۴ کیلوگرم وزن دارد و با ۱۰ میلیارد نورون پر شده‌است. این ویژگی‌ها به انسان‌ها این امکان را می‌دهد که آثار هنری بزرگی خلق کنند، ربات بسازند، محاسبه کنند، عاشق شوند و از وجود خود، آگاه باشند. مغز با وجود اینکه یکی از حیاتی‌ترین اندام بدن است، تنها ۲درصد از حجم بدن انسان را به خود اختصاص می‌دهد. شاید برای شما هم این سوال پیش بیاید که چگونه مغز می‌تواند چنین وظایفی را انجام دهد؟
خوشبختانه، ابزار‌های مدرن مانند نقشه‌برداری مغز به دانشمندان علوم اعصاب این اجازه را داده‌است که به دقت به این سوال پاسخ دهند. دانشمندان با بررسی انواع سلول‌های مغز و نحوه ارتباط آنها با یکدیگر می‌توانند به فهم دقیق‌تری از چگونگی کارکرد مغز برسند.
تاریخچه
یونانیان باستان از جمله اولین افرادی بودند که درباره مغز مطالعه می‌کردند. آنها سعی کردند نقش مغز و نحوه عملکرد آن را درک کنند و اختلالات عصبی را توضیح دهند.
در اوایل قرن بیستم، سانتیاگو رامون کاخال، آسیب‌شناس، بافت‌شناس و عصب‌شناس اسپانیایی، فرضیه‌‌ای را مطرح کرد که نورون‌ها سلول‌های عصبی مستقلی هستند. در سال۱۹۰۶، گلژی و کاخال به‌طور مشترک جایزه نوبل پزشکی را برای طبقه‌بندی نورون‌های مغز دریافت کردند.
از دهه1950، تحقیقات در عصب‌شناسی مدرن پیشرفت‌های زیادی داشته است. این پیشرفت‌ها به دلیل تغییرات بوجود آمده در بیولوژی مولکولی، الکتروفیزیولوژی و علوم کامپیوتر بوده است که منجر به پیشرفت‌هایی در درمان سکته مغزی، بیماری‌های قلبی عروقی، مولتیپل اسکلروزیس (MS) و سایر بیماری‌ها شده‌است.
نوروساینس (علوم اعصاب)
علوم اعصاب دانش مطالعه و بررسی علمی ساختار و عملکرد سیستم عصبی است. علوم اعصاب به‌عنوان زیر بخش زیست‌شناسی طبقه‌بندی می‌شود. یک علم میان رشته‌ای است که با سایر علوم مانند ریاضیات، مهندسی کامپیوتر، شیمی، فیزیک، آمار، فلسفه، روانشناسی و پزشکی از نزدیک در ارتباط است.
بسیاری از افراد به اشتباه نوروساینس را همان نوروبیولوژی معنا می‌کنند، در حالی که نوروبیولوژی یک رشته بالینی به حساب می‌آید که به درمان بیماری‌های مغز می‌پردازد و رشته نوروساینس تلفیق چند رشته است و جامعیت بیشتری دارد.
حوزه‌های مورد بررسی این علم می‌تواند در سطوح متفاوتی از اجزای مولکولی سیناپس‌ها و مدارهای سلولی گرفته، تا رفتار و شناخت گسترش یابد و به سوالاتی از قبیل سوالات زیر بپردازد:
- سیستم عصبی چگونه سازماندهی می‌شود؟
- بخش‌های مختلف مغز چه عملکردی در فرایندهای شناختی دارند؟
- جریان‌های الکتریکی، اعمال نورون‌ها و ارتباطات نورونی چگونه به ما توانایی دیدن، فکر کردن، استدلال، آموختن، فراموش کردن و همچنین تجربه احساسات مختلف را می‌دهند؟
- رفتار چگونه از تعامل میلیاردها نورون ایجاد می‌شود؟
- سیستم عصبی چرا و چگونه دچار اختلال می‌شود؟
- تفاوت مغز انسان از سایر حیوانات چیست؟
- چرادانشمندان باید علوم اعصاب را مطالعه کنند؟
سیستم عصبی نه تنها برای تولید افکار، احساسات و رفتار کار می‌کند، بلکه عملکردهای مهم بدن مانند تنفس را نیز کنترل می‌کند.
امروزه دانشمندان علوم اعصاب در حوزه‌های بسیار گسترده‌تری نسبت به قبل درگیر هستند. آنها جنبه‌های سلولی، عملکردی، تکاملی، محاسباتی، مولکولی و پزشکی سیستم عصبی را مطالعه می‌کنند. همچنین بر مغز و تاثیر آن بر رفتار و عملکردهای شناختی تمرکز دارند.
علوم اعصاب نه تنها به عملکرد طبیعی سیستم عصبی بلکه به این موضوع می‌پردازد که وقتی افراد دچار اختلالات عصبی، روانپزشکی می‌شوند چه اتفاقی برای سیستم عصبی آنها می‌افتد.
بیش از ۱۰۰۰ اختلال در مغز و سیستم عصبی وجود دارد، از جمله:
- ناتوانی‌های ذهنی و رشدی، مانند: سندرم داون و سندرم X شکننده؛
- اختلالات رفتاری، مانند: اختلال نقص‌توجه/بیش‌فعالی و اختلالات طیف‌اوتیسم؛
- اختلالات یادگیری و خواندن؛
- مشکلات سلامت روان، مانند: اسکیزوفرنی،اختلال وسواس فکری–اجباری (OCD) و اعتیاد؛
- بیماری‌های دژنراتیو(Degenerative)، مانند: بیماری‌آلزایمر، بیماری پارکینسون و بیماری نیمن پیک؛
- اختلالات اسکلتی عضلانی، مانند: دیستروفی عضلانی و سکته مغزی؛
- نقایص ساختاری، مانند: نقص لوله عصبی؛
- صدمات، از جمله آسیب مغزی، آسیب نخاعی و همچنین نحوه پردازش درد توسط بدن؛
- سرطان‌ها، از جمله تومور‌های مغزی؛
- اختلالات سیستم ایمنی، مانند: صرع و تشنج.
درک چگونگی پیشگیری و درمان این اختلالات و بیماری‌ها برای حفظ سلامت و رفاه همه افراد ضروری است.
شاخه‌های رشته‌ی علوم اعصاب مدرن
شاخه‌های زیر را براساس زمینه‌های تحقیقاتی و موضوعات مورد مطالعه به‌طور کلی در رشته‌های زیر دسته‌بندی می‌کنند.
- “Affective neuroscience” (علوم اعصاب عاطفی)
در بیشتر موارد، تحقیقات روی حیوانات آزمایشگاهی انجام می‌شود و به چگونگی رفتار نورون‌ها در رابطه با احساسات می‌پردازد.
- “Behavioral neuroscience” (علوم اعصاب رفتاری)
به چگونگی تاثیر مغز، انتقال‌دهنده‌های عصبی و سایر جنبه‌های زیست‌شناسی بر رفتار، افکار و احساسات انسان می‌پردازد.
در واقع کاربرد دانش فیزیولوژی برای بررسی فیزیولوژی، ژنتیک، و مکانیسم‌های عملکرد رشد رفتار انسان‌ها و جانوران است.
مترادف علوم اعصاب رفتاری می‌تواند زیست روانشناسی باشد. همچنین این شاخه شباهت‌های الگویی با عصب روانشناسی دارد که به مطالعه‌ی رفتار انسان‌ها با اختلال عملکرد در سیستم عصبی، وابسته است.
- “Cellular neuroscience ” (علوم اعصاب سلولی)
مطالعه شکل و خواص فیزیولوژیکی نورون‌ها و بررسی چگونگی پردازش سیگنال‌های عصبی از نظر الکتروشیمیایی.
- ” Clinical neuroscience ” (علوم اعصاب بالینی)
به اختلالات سیستم عصبی می‌پردازد، در حالی که روانپزشکی به‌عنوان مثال به اختلالات ذهن می‌پردازد.
- ” Cognitive neuroscience ” (علوم اعصاب شناختی)
به بررسی فعالیت‌های ذهن و فرایندهای زیستی زمینه‌ساز شناخت می‌پردازد، مانند: تفکر و یادگیری.
نقش اساسی در درک ذهن انسان دارد. این دانش در مورد عملکردهای شناختی همراه با عملکرد فیزیکی مغز، امکان ایجاد نظریه‌های جدید در مورد شیوه کارکرد ذهن انسان را فراهم می‌کند. این افزایش دانش می‌تواند روشهای درمانی را برای اختلالاتی مانند: مشکلات یادگیری ، اسکیزوفرنی ، اضطراب، سایکوپاتی، اختلالات خواب، اختلال دو قطبی، مشکلات حافظه و…. بهبود بخشد.
- “Computational neuroscience“(علوم اعصاب محاسباتی)
درک چگونگی محاسبه مغز، استفاده از رایانه برای شبیه‌سازی و مدل‌سازی عملکردهای مغز و استفاده از تکنیک‌های ریاضیات، فیزیک و سایر زمینه‌های محاسباتی برای مطالعه عملکرد مغز.
- “Molecular neuroscience” (علوم اعصاب مولکولی)
دانشمندان به نقش مولکول‌ها، ژن‌ها و پروتئین‌‌ها در عملکرد سیستم عصبی در سطح مولکولی می‌پردازند.
- “Systems neuroscience” (علوم اعصاب سیستمی)
پژوهشگران این حوزه مسیر‌های جریان داده را در سیستم عصبی دنبال می‌کنند و سعی می‌کنند انواع پردازش‌هایی را که در آنجا انجام می‌شود، تعریف کنند. از این اطلاعات برای توضیح عملکردهای رفتاری استفاده می‌کنند.
- “Cultural neuroscience” (علوم اعصاب فرهنگی)
به چگونگی شکل‌گیری باور‌ها، اعمال و ارزشهای فرهنگی توسط مغز، ذهن و ژن‌ها در دوره‌های مختلف می‌پردازند.
- “Neuroimaging” (تصویربرداری عصبی)
شاخه‌ای از تصویربرداری پزشکی که بر روی مغز تمرکز دارد. تصویربرداری عصبی برای تشخیص بیماری و ارزیابی سلامت مغز استفاده می‌شود.
مراحل تبدیل‌شدن به یک عصب‌شناس
علوم اعصاب یک حوزه جدید و مهم با مفاهیمی برای بررسی نحوه حرکت، تفکر و رفتار افراد است. در سال ۲۰۰۷ تخمین زده‌شد که شرایط عصبی غیرطبیعی بر ۱میلیارد نفر در سراسر جهان تاثیر می‌‌گذارد.
افرادی که به این حرفه می‌پیوندند باید به علوم و ریاضیات علاقه‌مند باشند. اکثر دانشمندان علوم اعصاب کار خود را با گذراندن مدرک لیسانس در رشته‌های زیست‌شناسی یا روانشناسی آغاز می‌شود.
شرح شغل
دانشمندان علوم اعصاب روزهای خود را صرف مطالعه تحقیقاتی، طراحی آزمایش‌های علمی، توسعه فرضیه‌ها، اجرای آزمایش‌ها، تجزیه و تحلیل داده‌ها و نتیجه‌گیری می‌کنند. همچنین تحقیقات خود را بر ارتباط مغز و بدن و چگونگی تاثیر ذهن بر رفتار متمرکز می‌کنند. آنها ممکن است در مطالعه علوم اعصاب سلولی، شناختی، محاسباتی و یا مهندسی عصبی تخصص داشته‌باشند.
بسته به علایق و اهداف شغلی، دانشمندان این حوزه ممکن است برای شرکت‌های تحقیقاتی یا دانشگاه‌ها کار کنند.
روند رشد شغلی
اگر چه مراحل تبدیل شدن به یک عصب‌شناس نیاز به تحصیلات گسترده و سال‌های اضافه برای توسعه مهارت‌‌‌‌‌های پیچیده در یک تخصص دارد اما پاداش‌های قابل توجه‌ی دارد. دانشمندان دائما در حال بررسی مرزهای جدید سلامتی هستند که منجر به توسعه داروها و روشهای درمانی جدید می‌شود تا به افراد کمک کند تا بهتر با شرایط عصبی خود کنار بیایند و بهبودی یابند.
چشم‌انداز
از اواسط قرن بیستم به بعد علوم اعصاب شروع به پیشرفت‌های چشم‌گیری کرد. روش‌ها و ابزار‌های اختراع شده و پیشرفت سایر رشته‌ها بسیار به این پیشرفت‌ها کمک کردند. اما با گذشت حدود نیم‌قرن از شروع تحولات، هنوز دانشمندان متوجه نشدند که مغز چگونه میلیاردها سلول عصبی را رهبری می‌کند، تا رفتار‌ها ایجاد شود و بسیار موارد دیگر که دانشمندان در تلاش برای شناخت آنها هستند.
مطالعه‌ی دستگاه عصبی در سایه اهداف، دستاوردها و چشم‌اندازهای آن است که معنی می‌یابد. با رشد و توسعه‌ی فناوری و ابزارهایی که به محققان این علم امکان جست‌و‌جوی بیشتر در دنیای مغز و اعصاب را می‌دهد؛ توقع می‌رود با سرعت بیشتری اسرار این علم رمزگشایی شوند و یافته‌های این علم بیش از این زندگی روزمره انسان را در ابعاد متعددی از تشخیص به‌موقع و با دقت بالا تا درمان‌های موثرتر، بهبود برنامه آموزشی مدارس، پیشگیری از جرم، تغییر و بهبود قوانین قضایی، هوشمندانه‌تر و دقیق‌تر کردن بازار سرمایه‌گذاری، تکنولوژی‌های مبتنی بر رابط مغز-رایانه، طراحی بازی و… را تحت تاثیر قرار دهد.
علوم اعصاب با عبور از مرزهای سنتی علم و فراتر رفتن از جنبه‌های نظریاتی و توسعه بخش‌های کاربردی می‌تواند سیر تاریخ بشریت را تحت تاثیر خود قرار دهد و از آزمایشگاه خود را به زندگی روزمره مردم برساند. دانشمندان علوم اعصاب همواره خواهند کوشید که رازهای بیشتری از این علم را کشف کنند تا بتوانند سطح کیفیت زندگی انسان‌ها را روز به روز بالاتر ببرند. شاید شما در آینده از همان دانشمندان علوم اعصاب باشید که نتیجه‌ی دستاوردهایشان جلوگیری از بروز بیماری آلزایمر، درمان بیماری پارکینسون، توسعه رابط‌های مغز-رایانه، بهینه کردن روشهای آموزشی و… است!
نویسنده: فاطمه مهری‌زاده
ویراستار: علی شکری
منابع
- https://www.medicalnewstoday.com/articles/248680
- https://work.chron.com/doctor-neuroscience-do-23068.html
- https://neurosciencenews.com/brain-mapping-19688/
- https://neuro.georgetown.edu/about-neuroscience/
- https://www.nichd.nih.gov/health/topics/neuro/conditioninfo/areas
- https://www.nichd.nih.gov/health/topics/neuro/conditioninfo/study
