وبلاگ

یک موتیف رایج در داستان های علمی تخیلی «مغز در وان حمام» است. در چنین سناریویی، مغز یک فرد در یک وان پشتیبانی از حیات معلق است و به یک ابررایانه متصل می‌شود که تکانه‌های الکتریکی مشابه آن‌هایی را که در صورت ساکن شدن در یک جسم فیزیکی واقعی دریافت می‌کرد، برای آن فراهم می‌کند. مغز که به این ترتیب فریب می خورد، واقعیت شبیه سازی شده ای را تجربه می کند که از واقعیت قابل تشخیص نیست.

مغز در حمام یک آزمایش فکری جالب است که هدف آن کشف و به چالش کشیدن درک ما از آگاهی – یا حتی به جرأت می‌توانم بگویم، مفهوم “حقیقت” – و چگونگی تلاقی آن در آینده با فناوری است. اما اخیراً این مفهوم از قلمرو فلسفه فراتر رفته است. دانشمندان و مهندسان اعصاب به طور فزاینده ای در اتصال مغز انسان به رایانه مهارت پیدا می کنند که منجر به پیشرفت هایی در این زمینه می شود. مبحث اعضای مصنوعی و رابط های مغز و کامپیوتر (BCI) توسط افکار بیمار کنترل می شود. سپس کل چیز هوش مصنوعی است که شبکه های عصبی را در رایانه ها شبیه سازی می کند.

اما کاری که دانشمندان مرکز پزشکی جنوب غربی دانشگاه تگزاس (یوتا) انجام دادند، اخیراً آن را یک گام فراتر برد.

مغز واقعی در وان حمام

برای اولین بار مغز خوک به مدت 5 ساعت در خارج از بدنش زنده نگه داشته شد. خون حامل اکسیژن حیاتی با استفاده از دستگاه کنترل گردش خون ضربانی خارج بدنی (EPCC) در مغز جدا شده در گردش نگه داشته شد.

این روش جدید تحقیقاتی را امکان پذیر می کند که بر روی مغز مستقل از بدن تمرکز می کند و به ما امکان می دهد به سوالات فیزیولوژیکی پاسخ دهیم که قبلا هرگز انجام نشده بود. دکتر خوان پاسکوالرهبر مطالعه و استاد نورولوژی، اطفال و فیزیولوژی در مرکز یوجین مک درموت برای رشد و توسعه انسانی در UT Southwestern.

این دستگاه نه تنها راه را برای مطالعه مغز انسان بدون دخالت سایر عملکردهای بدن هموار می کند، بلکه ممکن است الهام بخش طراحی دستگاه های بای پس قلبی ریوی پیچیده تری باشد که جریان خون طبیعی را به مغز تقلید می کنند.

مغز که مرکز کنترل بسیاری از فرآیندهای بدن مانند ضربان قلب، تنفس و چرخه خواب و بیداری است، به طور قابل توجهی تحت تأثیر عوامل مختلف فیزیولوژیکی مانند قند خون است. فشار خونو سطح اکسیژن توسعه دستگاهی که بتواند مغز را از این تأثیرات بدنی جدا کند، یک گام بزرگ به جلو است.

با تغییر مسیر جریان خون مغز از طریق پمپی که می تواند متغیرهایی از جمله فشار، حجم، دما، اکسیژن رسانی و مواد مغذی را تنظیم کند، محققان توانسته اند فعالیت مغز را برای مدت طولانی ثابت نگه دارند. این جداسازی امکان دستکاری دقیق ورودی‌های مغز را فراهم می‌کند و درک واضح‌تری از نحوه تأثیر این ورودی‌ها بر عملکرد مغز بدون دخالت بدن تسهیل می‌کند.

به عنوان مثال، دکتر پاسکوال و تیمش از این فناوری برای به دست آوردن بینشی در مورد اثرات هیپوگلیسمی بر مغز خوک، بدون مکانیسم های جبرانی بدن استفاده کردند. این رویکرد، حداقل در تئوری، درک دقیق تری از چگونگی تأثیر مستقیم تغییرات در سطوح گلوکز بر فعالیت مغز فراهم می کند.

علاوه بر این، این دستگاه از جریان خون ضربان دار استفاده می کند که قلب انسان را بیشتر از دستگاه های بای پس قلبی ریوی فعلی تقلید می کند. این روش به طور بالقوه می تواند عوارض جانبی مرتبط با مغز که اغلب با این ماشین ها مرتبط است را کاهش دهد. با ثبت اختراع، دستگاه برای آزمایش بیشتر برای ارزیابی اثربخشی آن در یک محیط بالینی آماده است.

آنقدرها هم که به نظر می رسد عجیب نیست

این اولین بار نیست که مغز یک حیوان در خارج از بدنش جدا می شود. یکی از اولین آزمایشات در سال 1857 انجام شد چارلز-ادوارد براون-سکارد، پزشک فرانسوی سگی را سر برید و ده دقیقه بعد چهار لوله لاستیکی را به تنه شریانی سر بریده وصل کرد که از طریق آن خون غنی از اکسیژن تزریق کرد. چند دقیقه بعد حرکات چشم و ماهیچه از سر گرفته شد.

در یک آزمایش حتی غیر معمول تر، جراح مغز و اعصاب آمریکایی رابرت جی. سفید مغز را از یک میمون جدا کرد و آن را به دستگاه گردش خون حیوان دیگری متصل کرد. به اندازه کافی عجیب، چون وایت به شدت معتقد بود که مغز خانه روح است، او این روش را پیوند کامل بدن نامید. وایت در خواب دید که روزی این نوع روش به پارا و چهار پلژی ها که بدنشان زود از موعد از کار می افتد، این فرصت را می دهد که از طریق عمل، عمر خود را افزایش دهند.

میمون رزوس هشت روز قابل توجهی زنده ماند. در طول این مدت، او می توانست دهانش را ببیند، بو کند و حرکت دهد، اما میمون هرگز نتوانست جسم جدید و خارجی خود را کنترل کند. مانند امروز، هیچ راهی برای اتصال مجدد سر میمون به صدها میلیون عصب در نخاع قطع شده وجود نداشت.

با این اکتشافات اخیر، این ایده دیوانه کننده که یک فرد می تواند در یک جسم خارجی زندگی کند، دوباره به گفتمان عمومی بازگشته است. این به هیچ وجه یکی از اهداف مطالعه نیست، اما مطمئناً به احتمال آن اشاره می کند. فقط می توان تعجب کرد: آیا انسان بعدی است؟

یافته ها در مجله گزارش شده است گزارش های علمی.