خانه / اخبار / رمز گشایی مغز ، پیچیده ترین ساختار زیستی زمین

رمز گشایی مغز ، پیچیده ترین ساختار زیستی زمین

مغز چیزی است که شما را می سازد. مغز تفکر، حل مساله و رفتارهای داوطلبانه شما را کنترل می کند و همزمان به تنظیم ویژگی های مهم فیزیولوژی بدن شما کمک می کند، مانند ضربان قلب و تنفس. این ساختار شگفت انگیز چند کاره که هیچ وقت از حرکت نمی ایستند تنها 20 وات انرژی مصرف می کند، به اندازه یک لامپ کم مصرف. با این وجود همچنان بیشتر قسمت های مغز ناشناخته هستند: عصب شناسان هنوز نمی دانند که اطلاعات چطور توسط مغز پردازش می شود حتی درباره مغز یک کرم که فقط چند صد عصب دارد، چیزی که در مقایسه با مغز انسان با 80 تا 100 میلیارد عصب هیچ به شمار می آید. زنجیر اتفاقاتی که یک تفکر، رفتار یا پاسخ فیزیکی را به وجود می آورد همچنان یک راز است.

چرا این طور است؟ مغز پیچیده ترین ساختار زیستی شناخته شده برای دانشمندان است. زمانی که پژوهشگران بفهمند مغز چطور کار می کند احتمالا بزرگ ترین دستاورد علمی را در تاریخ بشر ثبت کرده اند.

یک تئوری انفجار عظیم برای مغز

عصب شناسان  تمام دنیا برای تولید یک تئوری فراگیر از نحوه کار مغز سالم تلاش می کنند. مانند تئوری انفجار عظیم که یک توضیح احتمالی از کیهان ارائه می کند و به تحقیق درباره منشا جهان کمک می کند، تئوری کارکرد مغز سالم نیز توضیحی احتمالی از نحوه کار مغز و تمام سیستم عصبی ارائه و به تحقیقات عصب شناسی کمک می کند. چنین تئوری به توضیح اینکه چطور صدمات و بیماری ها کار مغز را مختل می کند نیز کمک می کند و محققان را برای کشف راه های جدید تحقیق در مورد صدمات روانی و بیماری های مغزی یاری می دهد.

در ساختنی بخوانید :  با حقایق علمی پشت ویژگی های ساده تخم پرنده ها آشنا شوید

دانش درباره کارکرد مغز سالم می تواند برای تولید کنندگان تکنولوژی هوشمند نیز برای تقلید از یک سری قابلیت های غیر موازی مغز الهام بخش باشد. اگر سوپرکامپیوتر ها که سالانه میلیون ها دلار صرف تامین انرژی آن ها و مقدار زیادی آب صرف خنک کردن آن ها می شود بتوانند بازده انرژی و نیروی پردازش مغز را داشته باشند مصرف انرژی آن ها کم می شود و علم و نوآوری پیشرفت چشم گیری خواهد داشت.

عصب شناسان پیشرفت های مهمی در فهم مغز داشته اند. آن ها بخش هایی از مغز که کار خاصی مانند سخن وری یا حرکت را کنترل می کند می شناسند و می توانند تغییرات ساختاری و کارکردی مغز که در طول زندگی یک جانور رخ می دهد را شناسایی کنند.

تصویری با جزئیات از مغز یک موش که با استفاده از فناوری CLARITY گرفته شده است
تصویری با جزئیات از مغز یک موش که با استفاده از فناوری CLARITY گرفته شده است

به تازگی دانشمندان ابزاری برای نمایش و بررسی بخش هایی از مغز با جزئیات بی سابقه تولید کرده اند. این ابزار ها اولین نگاه جزئی نگر به مغز را ارائه می کنند و عصب شناسی را به پیش می رانند، مانند اولین تلسکوپ نیرومندی که نگاه عمیق به کیهان را ممکن ساخت و نجوم را متحول کرد.

ابتکار برین

با توجه به آن چه گفته شد و دیگر نوآوری های اخیر، باراک اوباما دستور به آغاز پروژه بررسی مغز از طریق پیشرفت های نوآورانه ابتکار فن آوری مغز و اعصاب ( BRAIN Initiative) در آوریل 2013 داد. با بودجه 200 میلیون دلار در سال، ابتکار یک تلاش تحقیقاتی عمومی-خصوصی برای تغییری انقلابی در فهم دانشمندان از مغز است.

به عنوان بخشی از ابتکار، NSF (بنیاد ملی علم آمریکا) برای آشکار ساختن نحوه کار یک مغز سالم تلاش می کند. تکنولوژی تصویربرداری رزونانس مغناطیسی، اندام های مصنوعی و جراحی لیزر چشم همه در تحقیقات بنیادی وابسته به NSF پایه گذاری شده بودند و این تحقیق جدید بر مغز سالم نیز می تواند به پیشرفت های چنین بزرگی بیانجامد. به عنوان آژانس علمی فدرال آمریکا، NSF در حدود 48.48 میلیون دلار برای پشتیبانی از ابتکار برین صرف خواهد کرد، که قسمتی از 106.44 میلیون دلاری است که برای یک سری تحقیقات عصب شناسی برای “فهم مغز” اختصاص داده شده است.

در ساختنی بخوانید :  فناوری های جدید خودرو:ماشینی که متوجه خستگی راننده می شود!

با این پشتیبانی رازهای مغز از زاویه های مختلفی بررسی می شود. دانشمندان کاوشگر های جدید برای زیر نظر گرفتن و دست کاری مغز اختراع می کنند، مدل های کامپیوتری برای آشکارسازی فعالیت های اعصاب جهت دهنده افکار و رفتار می سازند، تکنولوژی تصویربرداری از مغز را پیش می برند و سیستم های عصبی طیف گسترده ای از گونه ها را مطالعه می کنند. این محققان همچنین در حال ساخت زیرساخت های سایبری برای ذخیره و مدیریت داده های عظیمی که از مطالعات مغز بدست می آید هستند. اگر عکس های در مقیاس نانو از یک مغز در یک پشته از حافظه های 1 ترابایتی ذخیره شود، ارتفاع پشته به ماه و فراتر از آن خواهد رسید.

NSF سی و شش تیم از رشته های مختلف را با بودجه 10.8 میلیون دلار گردآوری کرده که هرکدام به دنبال جواب این سوال هستند: چطور مدار های عصبی رفتار را کنترل می کند و یادگیری و فهم را ممکن می سازد؟ یکی از این تیم ها از دانشکده پزشکی دانشگاه کارولیانای شمالی در حال تولید یک میکروسکوپ جدید برای دید همزمان اعصاب منفرد برانگیخته شده در دو یا چند بخش مغز است.

با گرفتن یک روش کاملا جدید، محققان در مرکز 25 میلیون دلاری جدید NSF برای مغز، ذهن و ماشین در MIT در حال بررسی هوش انسانی و زمینه های ساخت ماشین های هوشمند هستند. همچنان که پژوهشگران ساخت این ماشین ها را یاد می گیرند، درک ما از هوش انسان نیز پیش می رود.

برانگیختگی نورون با قرار گرفتن در معرض نور
برانگیختگی نورون با قرار گرفتن در معرض نور

با توجه به تاریخ، این تحقیق و دیگر تحقیقات مغزی بنیادین کاربردهای مهمی خواهند داشت. برای مثال تحقیق بنیادین بر روی ارگانیسم های حساس به نور در سال 2005 به تکنولوژی اپتوژنتیک برای به کار و از کار انداختن اعصاب خاص هنگام قرار گرفتن در معرض نور انجامید.

در ساختنی بخوانید :  کیف هوشمند میتواند بهتر از ساعت هوشمند باشد

امروزه اپتوژنتیک برای مطالعه قوانین نهانی اعصاب معیوب در بیماری پارکینسون، شیزوفرنی، افسردگی، سکته،  PTSD، اعتیاد و بعضی انواع کوری استفاده می شود.

طرح پوششی که به افراد فلج قدرت راه رفتن می دهد، پوشش از الگوریتم های کامپیوتری برای تفسیر فعالیت مغز استفاده می کند
طرح پوششی که به افراد فلج قدرت راه رفتن می دهد، پوشش از الگوریتم های کامپیوتری برای تفسیر فعالیت مغز استفاده می کند

اخیرا تماشاگران جام جهانی فوتبال 2014 یک کاربرد دیگر از تحقیقات بنیادی مغز را دیدند: اولین شوت بازی ها توسط شخص فلجی زده شد که دارای پوششی بود که در تحقیق NSF درباره نحوه کار اعصاب در یادگیری حرکت -تحقیقی که 20 سال پیش شروع شده- ساخته شده بود.

امید ها برای اینکه تحقیقات عصب شناسی پایه پیشرفت های ادامه داری باشد که جامعه را برای برداشتن گام های رو به جلو کمک می کند زیاد است.

 

 

 

منبع

خلاصه مطلب
رمز گشایی مغز، پیچیده ترین ساختار زیستی زمین
عنوان مطلب
رمز گشایی مغز، پیچیده ترین ساختار زیستی زمین
توضیح کوتاه
مروری بر فعالیت های اخیر در زمینه رمزگشایی نحوه کار مغز
نویسنده

بیشتر بخوانید:

صاعقه : علم ، پشت نمایش حیرت انگیز آسمان !... ستاره نمایش های طوفانی، غرنده و نورانی، رعد و برق، با شکوه و ویران گر...با 4 میلیون بار اصابت در طول روز در سراسر دنیا، رعد و برق می تواند منظره ها را...
نقشه های گوگل چطور ترافیک را پیش بینی می کند؟... اگر شما هم از آن افرادی هستید که برای رفت و آمد های روزانه یا مسافرت های خود از نقشه های گوگل (Google Maps) استفاده می کنند، حتما متوجه شده اید که جدی...
آزمایش سرن برای اتصال به ابعاد دیگر در طرح آزمایشی که بیشتر شبیه نقشه یک نابغه شیطانی است تا یک آزمایش علمی قابل اطمینان، شکافنده اتم LHC سرن در ژنو سوییس تا بالاترین سطح انرژی شارژ می ش...
ساخت اولین تفنگ فلزی با پرینتر سه بعدی شرکت Solid Concepts یکی از پیشگامان عرصه خدمات چاپ سه بعدی، برای اولین بار با استفاده از پرینترهای سه بعدی یک تفنگ فلزی ساخته و برای ساخت آن از روش چس...
اخبار علمی : تخریب سلول های سرطانی با نانو هیدروژل... هیدروژل ها در ساخت وسایلی که ما هر روز از آنها استفاده می کنیم – مثل لنزهای تماسی و پوشک بچه – کاربرد زیادی دارند و کارایی اصلی آنها هم کنترل میزان رط...
گردبادها چگونه شکل می گیرند؟ سرعت باد در برخی از گردبادها به 483 کیلومتر بر ساعت میرسد و همین عامل آنها را به یکی از مخرب ترین نیروهای طبیعت تبدیل کرده است. گردبادهای شدید بسیار ک...

درباره سیمین حمیدی

سیمین حمیدی
سیمین حمیدی یکی از نویسندگان ساختنی و فارغ التحصیل رشته مهندسی نرم افزار و دانشجوی کارشناسی ارشد مدیریت سیستم و بهره وری است.

پیشنهاد می کنیم

آه کشیدن واکنشی است که در هنگام خستگی ، ناراحتی یا تمام شدن یک کار سخت از خود نشان می دهید

علت آه کشیدن انسان ها چیست ؟

خستگی ، ناراحتی و احساس راحتی سه حس کاملا متفاوت هستند . اما به نظر …

پاسخ دهید