تصویر سه بعدی از مغز
هفته گذشته درباره یکی از تحقیقات جدید دانشمندان برای ساخت مغزی دیجیتالی توضیح دادیم. پروژهای که طی آن محققان قصد دارند مغزی دیجیتالی را طراحی کنند که از تمام جهات به مغز انسان شبیه است و عملکردی یکسان دارد. یکی از چالشهای این کار، به بررسی جزئیات مغز انسان مربوط بود که طبق اطلاعات کنونی به بخشهای مختلف تقسیم و از اجزای بسیار زیادی تشکیل شده است.
در همین خصوص محققان موفق شدهاند روش جدیدی را طراحی کنند که طی آن مغز انسان را به صورت سهبعدی اسکن کرده و جزئیات آن را مورد بررسی قرار دهند. در این پروژه که «بیگبرین» نام دارد، دستگاهی طراحی شده که توسط آن مغز انسان با دقت 20 میکرون اسکن شده است. در این اسکن جدید جزئیات به نمایش در آمده 50 بار دقیقتر از آن چیزی است که در عکسهای گرفته شده به وسیله بهترین فناوری امآرآی دیده شده است.
گامی نوین در بررسی انسان
کارل زیلس بهعنوان یکی از مسئولان اصلی پروژه بیگبرین در آلمان توضیح داده که به دست آوردن مدلهای سه بعدی از مغز انسان نه تنها در فعالیتهای تحقیقاتی نقش پر رنگی دارد، بلکه برای تشخیص بیماریهای مختلف میتواند کمک فراوانی به پزشک کند. یکی از نمونههای آن بررسی هیپوکامپوس در بیماری آلزایمر است. هیپوکامپوس منطقهای از مغز است که نقش پر رنگی در حافظه دارد و بررسی اختلالهای آن میتواند در تشخیص سریعتر آلزایمز تاثیر بسزایی داشته باشد. تاکنون تمام عکسبرداریهای مغز توسط دستگاههای پیشرفته امآرآی و پت انجام میشد. دستگاههایی که توان به نمایش درآوردن جزئیات دقیق مغز را فقط تا حد پایینی در اختیار داشت.
بهوسیله این فناوری جدید میتوان قسمتهای مختلف مغز را به صورت جداگانه با دقتی فراتر از میلیمتر که در امآرآی شاهد بودیم، تجزیه و تحلیل کرد. زیلس در همین رابطه توضیح داده برای تشخیص بیماریهایی همچون آلزایمر و صرع باید گروههای سلولی به صورت جداگانه بررسی شوند که با فناوریهای امروزه، امکانپذیر نیست. در آزمایش ابتدایی، مغز اهدایی زنی شصتوپنج ساله که جان خود را از دست داده بود، این فرصت را برای تیم تحقیقاتی بهوجود آورد تا اسکن سه بعدی برای اولین بار انجام شود.
دکتر کاترین آمونتس از دانشگاه دوسلدورف آلمان در این رابطه توضیح داد که مورد آزمایشی، در گذشته هیچ بیماری روانی نداشته و آناتومی مغز آن نیز در زمان مرگ آسیب ندیده است. در ادامه محققان حاضر در تیم بیگبرین به وسیله دستگاهی به نام میکروتوم، مغز را به 7400 قسمت مختلف تقسیم کردند. تجزیهای که با دقت 20 میکرون انجام شده است.
مشکلات و ضعفهای فعلی
بعد از انجام این فعالیتها هر کدام از قسمتهای مغز علامتگذاری و بهوسیله یک دوربین استاندارد از آنها با وضوح بسیار بالا عکسبرداری شده است. جزئیات منتشر شده در این رابطه نشان میدهد هر کدام از تصاویر به دست آمده، اندازهای معادل 13 هزار در 11 هزار پیکسل و در مجموع حجمی معادل یک ترابایت داشتهاند. در ادامه تمام این تصاویر به کامپیوتری قدرتمند منتقل و بهوسیله برنامهای خاص به یکدیگر متصل شده و در قالب یک مدل سه بعدی در آمدهاند. مکگیل از موسسه عصبشناسی مونترال به این نکته اشاره کرد که با پیشرفت پروژه اطلس میتوان در آینده شاهد پیشرفتهای چشمگیری در شناخت آسیبهای مغزی باشیم.
آسیبهایی که در حال حاضر فقط در صورت عمق و وسعت زیاد قابل شناسایی هستند. اگر در آینده برنامهای مناسب برای کاربرد اطلس ساخته شود، این امکان وجود دارد که تصویر به دست آمده با نمونههای سالمی که در گذشته مورد آزمایش قرار گرفته، بررسی شده و اختلالهای احتمالی شناخته شود. ضعف فعلی پروژه اطلس، در این مورد خلاصه شده که آسیبهای جدی در مغز میتواند بافتها را به شکل قابل ملاحظهای تغییر دهد و در ادامه اسکن سه بعدی را با مشکل روبهرو کند. دیگر ضعف فعلی این که روند اسکن سه بعدی در حال حاضر به عکسبرداری دقیق از تمام اجزای مغز نیاز دارد. روندی که در حالت کلی و زمانی که بیمار زنده است امکانپذیر نیست.
موسسه بیگبرین در همین خصوص توضیح داد که مشغول بررسی روشهای مختلف برای برطرف کردن این مشکل است.
محمد طالبیان
گفت و گو
