مطالعه در دالان‌های مغز

آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز از بخش‌های مختلفی تشکیل شده که در آن با روش‌های نوین، فعالیت‌های مغز افراد سالم یا بیمار ارزیابی شده و از نتایج تحلیل‌ها در تحقیقات بعدی استفاده می‌شود. سوسن کوهزاد، کارشناس ارشد فیزیک پزشکی و کارشناس آزمایشگاه FNIRS (عملکرد نزدیک به طیف مادون قرمز) آزمایشگاه نقشه‌برداری مغز، درباره عملکرد این دستگاه به جام‌جم می‌گوید: دستگاه با نور مادون قرمز کار می‌کند و از طریق یک سری فرستنده، نور به داخل بافت فرستاده می‌شود، نور داخل بافت تضعیف پیدا می‌کند و مقداری از آن خارج می‌شود. نور خارج شده وجود تغییرات در هموگلوبین داخل خون را به ما اطلاع می‌دهد. این دستگاه شبیه fMRI است، اما استفاده از آن آسان‌تر است و جایی که نتوان از دستگاه ام‌آرآی استفاده کرد، از این سیستم استفاده می‌شود. برای مثال برای کودکانی که از دستگاه ام‌آرآی ترس دارند یا هر فردی که به دلیلی نمی‌تواند حرکات خود را کنترل کند، این دستگاه برای آنها جایگزین می‌شود.

کار این دستگاه به این شکل است که هنگام انجام هر تست که مغز را درگیر می‌کند، سیگنال‌های مغز ثبت و مصرف اکسیژن سنجیده می‌شود. مزیت ویژه دستگاه نیز این است که همزمان می‌تواند داخل اسکنر ام‌آرآی مطالعات انجام شود.

سنجش نوار مغزی برای مطالعه رفتارهای شناختی

پریوش پورعباسی، کارشناس ارشد مهندسی پزشکی و کارشناس آزمایشگاه EEG آزمایشگاه نقشه‌برداری مغز، در بخش دیگری از آزمایشگاه روی سنجش نوار مغزی مطالعه می‌کند و درباره روند انجام پروژه‌ها توضیح می‌دهد: آزمایشگاه EEG یا سنجش نوار مغزی مربوط به ابزاری است که برای ارزیابی عملکرد مغز به کمک ما می‌آید و کاربردهای زیادی در زمینه تحقیقاتی و بالینی دارد. این روش برای تشخیص مرگ مغزی، پایش سطح هوشیاری، مدل‌سازی انواع عملکردهای شناختی مثل حافظه، یادگیری و توجه و مقایسه میان کسانی که دچار اختلالات نورولوژیک می‌شوند، استفاده شود. در این آزمایشگاه بیشتر بعد تحقیقاتی مورد توجه قرار می‌گیرد و برای مثال سطح توجه و تمرکز افراد دچار بیش‌فعالی مورد مطالعه قرار‌می‌گیرد.

در این روش حسگرهای اندازه‌گیری روی کلاهی روی سر فرد قرار می‌گیرد و فقط فعالیت مغزی فرد ثبت می‌شود و جنبه ارزیابی دارد. این ابزار کمک تشخیصی فعالیت الکتریکی مغز را با دقت زمانی بالا ثبت می‌کند و هنگام انجام عملکردهای مختلف، سیگنال‌های دریافتی از حس‌های مختلف مورد ارزیابی قرار می‌گیرند. این ابزار مطالعه مغز سابقه طولانی دارد و در این مرکز با تجهیزات طراز اول و مدرن و دانش فنی بالای محققان، می‌توان همزمان با انجام fMRI نوار مغزی فرد را نیز ثبت کرد.

بررسی عملکردهای مغز به کمک ام‌آرآی

آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز به‌عنوان زیرمجموعه‌ای از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری تاسیس شده است. خدمات نوین این مرکز به محققانی ارائه می‌شود که نیاز به تجهیزات نقشه‌برداری و مطالعه مغز دارند. مجتبی برزگر، کارشناس ارشد فیزیک پزشکی از دانشگاه علوم پزشکی تهران و مسئول آزمایشگاه ام‌آرآی آزمایشگاه نقشه‌برداری مغز، روند عملکرد دستگاه ام‌آرآی در این مرکز را این‌گونه توضیح می‌دهد: آزمایشگاه ام‌آرآی مجهز به فناوری سه تسلا فقط برای انجام تحقیقات مورد‌استفاده قرار می‌گیرد. نتایج این تحقیقات مثل تصویربرداری از رشته‌های عصبی بعد از انجام تحقیقات در کلینیک کاربرد پیدا می‌کند. همچنین دستگاه fMRI فعالیت مغز را در قسمت‌های مختلف حین یک فعالیت خاص اندازه‌گیری می‌کند. فعالیت‌های ساختاری برای تشخیص ضایعات پاتولوژی با ظاهر مشخص نیز با تجهیزات باکیفیت در این مرکز انجام می‌شود. امکان انجام فعالیت‌های مطالعاتی با انجام ام‌آرآی عملکردی (fMRI) از ویژگی‌های منحصربه‌فرد این آزمایشگاه است. این دستگاه‌ها از نظر مغناطیسی قابلیت انطباق با دستگاه ام‌آرآی را دارند. همچنین ما سیستم استفاده از گیرنده‌های تصویری را راه‌اندازی کرده‌ایم که می‌توانند کربن و فسفر را اندازه‌گیری کنند. در روشMRS که معمولا سیگنال‌های هیدروژن خوب دیده می‌شود، این قابلیت بسیار کاربردی است.

روند کار با دستگاه‌ها به این شکل است که محققان آزمایشگاه‌ها و مراکز تحقیقاتی طرح خود را ارائه می‌کنند و در صورت پذیرش طرح برای انجام تحقیق در این آزمایشگاه، محقق با کسانی که برای انجام پروژه نیاز دارد مراجعه می‌کند. این افراد می‌توانند افراد سالم یا بیمار باشند که لازم است روی مغز آنها مطالعاتی انجام شود. نکته مهم این‌که طرح‌های پروژه‌محور پذیرفته می‌شوند و باید گواهی اخلاق برای آزمایش روی انسان نیز داشته باشند.

آزمایشگاه تحریک مغناطیسی مغز

یکی از بخش‌های متفاوت این آزمایشگاه بخش تحریک مغناطیس به منظور مطالعه فرآیندهای طبیعی است که در مغز اتفاق می‌افتد. نرگس صادق بیگی، کارشناس ارشد فیزیک و مسئول بخش تحریک مغناطیسی مغز (TMS)، فرآیند کار این سیستم را به این شکل برای جام‌جم بازگو می‌کند: با استفاده از این دستگاه می‌توانیم نواحی مختلف مغز را تحریک کنیم و از آنها پاسخ بگیریم. برای مثال اگر در ناحیه کلامی اختلال و تحریک ایجاد کنیم، فرد کلمات را جابه‌جا می‌گوید و نمی‌تواند بخوبی صحبت کند یا با تحریک ناحیه پس‌سری فرد توهمات بینایی پیدا می‌کند. از این دستگاه می‌توان برای درمان افسردگی، دردهای مزمن و بازتوانی حرکتی و شناختی استفاده کرد. همچنین سیستم هدایتگر می‌تواند نواحی مختلف را که به عنوان هدف انتخاب شده است، مشخص کند و نواحی مختلف را برای مطالعه نشان دهد. علاوه بر این می‌توان وظایف مختلف را قبل و بعد از آزمایش به فرد واگذار کرد و تغییر عملکرد و بازده را در هر دو مورد اندازه گرفت. نکته منحصر به فرد این سیستم تی‌ام‌اس این است که می‌توان آن را همزمان با انجام آزمایش ام‌آرآی استفاده کرد.

دستگاه تحریک الکتریکی نیز با الکترودهایی جریان‌های الکتریکی خفیف در حد میلی‌آمپر را در نواحی مختلف مغز ایجاد می‌کند. طرح‌های متنوعی برای درمان یا انجام فعالیت‌های شناختی به کمک این روش انجام می‌شود.

زمانی برای ایده‌پردازی محققان

در آزمایشگاه نقشه‌برداری مغز رویدادهای مختلفی با هدف ارتباط بیشتر محققان با این مرکز و استفاده از تجهیزات مرکز به منظور توسعه دانش در این زمینه برگزار می‌شود. محمدرضا خدایی، کارشناس پردازش تصویر آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز و مسئول برگزاری مسابقه ملی ایده‌پردازی کاربردهای تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی (fMRI)، درباره رویداد ایده‌پردازی به جام‌جم می‌گوید: این دومین بار است که رویداد fMRI در کشور برگزار می‌شود. هدف انجام fMRI نشان دادن کارکرد مغز است و این‌که در حال انجام هر فعالیتی هستید، نشان می‌دهد کدام قسمت از مغز شما فعال است. هنگام انجام هر فعالیتی الگوی خاصی در مغز افراد فعال می‌شود که با استفاده از fMRI می‌توان این الگوها را پیدا و با یکدیگر مقایسه و در علوم پزشکی و زیستی از آن استفاده کرد. حوزه این مطالعات بسیار گسترده است و برای مثال در پزشکی در مطالعات خواب، شناخت ساختارهای عصبی، مطالعات پیش از انجام جراحی از آن استفاده می‌شود. در مثالی دیگر اگر توموری در مغز باشد، محل تومور و موقعیت آن نسبت به قسمت‌های مختلف مغز سنجیده می‌شود. در حوزه علوم انسانی نیز نتایج این مطالعات در اقتصاد، آموزش و پرورش شناختی و دیگر تحقیقات استفاده می‌شود.

در مسابقاتی که برای طرح ایده‌های نوین برگزار شده است، دانشجویان مقاطع و رشته‌های مختلف از ایده‌ها و طرح‌های نوین خود دفاع می‌کنند. هدف ما از برگزاری این رویداد این است که محققان با این روش تصویربرداری آشنا شوند و از محققانی که در این حوزه کار می‌کنند، حمایت شود. در مسابقه ایده‌پردازی fMRI گروه دانشجویان مهندسی برق دانشگاه صنعتی شریف، ایده خود را مطرح کردند و امیرحسین افشارراد در مورد این طرح به جام‌جم توضیح می‌دهد: ما از طریق سیستم‌های مغزی سیستم بویایی را بررسی می‌کنیم. هدف انجام این مطالعه نیز کمک به دستگاه قضایی برای تشخیص از بین رفتن یا نرفتن سیستم بویایی در تصادفات و سوانح است. ما با ایجاد تحریک بویایی و با استفاده از سیگنال‌های مغزی بدون همکاری خود فرد، اختلال سیستم بویایی و میزان آن را تشخیص می‌دهیم. این آزمایش در مقایسه با آزمایش‌های شنیداری و بینایی تحریک‌های سخت‌تری دارد.

سپیده شعرباف

دانش