به گزارش خبرنگار اجتماعی خبرگزاری تسنیم، دکتر حسین بهاروند؛ برگزیده جایزه مصطفی(ص)، ضمن معرفی «طبیعت» به‌عنوان بهترین معلم خود و تشریح درس‌هایی که از آن آموخته است، از پیشرفت‌های چشمگیر در تحقیقات درمان بیماری پارکینسون خبر داد و اعلام کرد: آماده پیوند زدن سلول‌های بنیادی پرتوان به نمونه‌های انسانی هستیم تا نتایج آن را ارزیابی کنیم.

حسین بهاروند، محقق برجسته حوزه زیست‌شناسی و عضو هیات‌علمی پژوهشکده رویان، امروز نه‌تنها در ایران بلکه در سطح جهانی نامی آشنا در عرصه سلول‌های بنیادی محسوب می‌شود. وی فعالیت‌های خود را همراه با شماری از محققان جوان از دهه 70 شمسی با برداشتن اولین گام‌ها در زمینه مطالعات مرتبط با سلول‌های بنیادی آغاز کرد و با جدیت ادامه داد.

بخش مهمی از این فعالیت‌ها بر درمان بیماری‌های صعب‌العلاجی همچون پارکینسون و تباهی لکه زرد چشم (AMD) متمرکز بود؛ تلاش‌هایی که از نگاه تیزبین داوران جایزه مصطفی(ص) پنهان نماند و سبب شد تا وی در سومین دوره این جایزه در سال 1398، به عنوان یکی از برگزیدگان کشورهای اسلامی معرفی شود.

بهاروند پس از دریافت این جایزه ارزشمند، همچون گذشته به فعالیت‌های علمی خود در پژوهشکده رویان ادامه داد و علاوه بر پیگیری تحقیقات در زمینه درمان پارکینسون و تباهی لکه زرد، اقدام به تأسیس مراکز تحقیقاتی در سایر شهرها نمود.

به همین مناسبت، گفت‌وگویی با این دانشمند برجسته پیرامون محورهای زیر انجام شده است:

چگونگی آغاز کار و علاقه‌مند شدن به رشته زیست‌شناسی و جنین‌شناسی.

مروری بر فعالیت‌های رویان در دهه 70 و سال‌های پس از آن.

جدیدترین دستاوردهای این مرکز و زمینه‌های تحقیقاتی اخیر.

بهاروند در این گفت‌وگو ضمن اشاره به آموزه‌هایی که از طبیعت فراگرفته است، به تشریح تلاش‌ها در حوزه سلول‌های بنیادی و به‌ویژه «سلول‌های بنیادی پرتوان» پرداخت. وی تأکید کرد که این مسیر علمی ابتدا با هدف «شناخت» و کشف چگونگی پدیده‌ها آغاز شد و در ادامه به سمت کاربردهای درمانی برای برخی بیماری‌ها سوق پیدا کرد.

آنچه در ادامه می‌خوانید، بخش دوم این گفت‌وگو است که به صورت ویژه به فلسفه علمی حسین بهاروند و نگاه او به طبیعت اختصاص دارد.

تسنیم: غیر از دغدغه علمی، در رویان چه هدفی دارید و چطور این هدف را دنبال می‌کنید؟ آیا همه اهداف شما محدود به همین مرکز است یا فراتر از آن چیزی را دنبال می‌کنید؟

بهاروند: من استادی دارم که بسیار دوستش دارم و همواره از آن درس می‌گیرم؛ استاد من «طبیعت» است. طبیعت به من درس‌های زیادی داده و ابزاری است برای آموزش؛ خالقی که ما را خلق کرده، آموزش‌هایش را از طریق این ابزار در اختیار ما قرار داده است. کما اینکه شاعر می‌فرماید:

برگ درختان سبز در نظر هوشیار

هر ورقش دفتری است معرفت کردگار

درس اول: تکامل تدریجی است؛ میانبری وجود ندارد

طبیعت به من آموخته است که تکامل، فرآیندی تدریجی است و هیچ راه میانبری برای پیشرفت وجود ندارد. باید بدانیم که غالب جهش‌ها، و به عبارتی 99.9999 درصد از جهش‌ها کشنده‌اند.

براساس همین آموزه، یاد گرفته‌ام و توصیه می‌کنم اگر می‌خواهید محقق، کارآفرین و انسان خلاقی باشید، باید آهسته و پیوسته حرکت کنید. همان‌طور که شاعر می‌فرماید: «رهرو آن نیست که گهی تند و گهی خسته رود / رهرو آن است که آهسته و پیوسته رود». به این ترتیب است که تکامل شکل می‌گیرد.

درس دوم: تکامل و رشد، حاصل چالش‌هاست

برگزیده جایزه مصطفی(ص) دومین درس خود از طبیعت را وابسته بودن تکامل به «چالش» دانست و تصریح کرد: طراحی این جهان به‌گونه‌ای نیست که انسان در آن احساس راحتی مطلق داشته باشد و همه چیز برایش فراهم باشد؛ شاید تنها حدود 30 تا 40 درصد احساس راحتی وجود داشته باشد. خداوند متعال نیز در قرآن کریم متذکر شده است «خُلِقَ الْإِنْسانُ فِی کَبَد» (ما انسان را در رنج و سختی آفریدیم).

برداشت من این است که هدف از این سختی‌ها، «رشد» آدم است. همان‌طور که تکامل بیولوژیکی حاصل چالش است، رشد شخصیتی آدمی هم حاصل همین چالش‌هاست و جهان طوری طراحی شده که این اتفاق رخ دهد. در این میان فرقی نمی‌کند شما در یک کشور بزرگ باشید، مدیر یک شرکت بزرگ باشید یا حتی یک جانور عظیم‌الجثه؛ وقتی چالشی پیش می‌آید، اگر نتوانید آن را مدیریت کنید، قانون طبیعت «حذف» شماست.

قانون طبیعت؛ مدیریت چالش یا حذف شدن (مثال دایناسورها)

من همیشه مثال دایناسورها را می‌زنم؛ حیوانات بسیار بزرگی با وزن حدود 30 تن که اگر 30 خودرو را روی هم بگذارید، ابعاد یک دایناسور می‌شود. این موجودات 150 میلیون سال بر زمین حکومت کردند، اما یک چالش ساده به نام «سرما» به وجود آمد. حال چه به دلیل برخورد شهاب‌سنگ و چه به دلیل فعالیت آتش‌فشان‌ها، آن‌ها نتوانستند این تغییر را مدیریت کنند و در نهایت حذف شدند.

در همان زمان، جد بیولوژیکی و زیستی ما انسان‌ها، یک صفت مهم به دست آورد و آن «صفت شناختی» بود. او یاد گرفت اگر هوا سرد است، باید به غار پناه ببرد یا زیر درخت برود. او توانست زنده بماند و نتیجه آن شد که امروز می‌بینید پستانداران تمام کُنام‌ها (زیستگاه‌ها) را از شمال تا جنوب، از جنگل‌ها و بیابان‌ها تا دریاها اشغال کرده‌اند.

بنابراین همیشه بر این نکته تاکید دارم که اولاً باید از چالش‌ استقبال کنیم و ثانیاً آن را مدیریت نماییم. اگر نتوانیم مدیریت کنیم، قانون طبیعت «حذف» است و اگر به استقبال آن برویم و مدیریتش کنیم، قانون طبیعت «تکامل» خواهد بود؛ متکامل شدن یا به تعبیر دیگر، رشد کردن.

درس سوم: تفاوت مرگ سازنده و مخرب

اگر کمی به قلبمان نگاه کنیم، می‌بینیم که تپش قلب و امواج آن دارای بالا و پایین است؛ این نوسان یعنی «زندگی» و اگر این خط صاف شود، یعنی «مرگ». با این حال، باید دانست که خودِ مرگ هم قسمتی از فرآیند تکوین و شکل‌گیری ماست.

مرگ برنامه‌ریزی شده (آپوپتوزیس) در برابر جراحت

اگر بخواهم خیلی ساده بگویم، ایجاد انگشتان دست نمونه بارز این موضوع است. زمانی که دست یا پای ما در دوران جنینی می‌خواهد به وجود بیاید، ابتدا شکلی شبیه به «پارو» دارد. سلول‌های بین انگشتان به موازات هم می‌میرند تا این انگشتان تفکیک شده و شکل بگیرند.

این فرآیند آن‌قدر ظریف است که اصلاً جای مرگ سلولی را به آن صورت خشن نمی‌بینیم؛ درست مثل افتادن گلبرگ از گل است. به همین دلیل در زبان لاتین و علمی به آن «آپوپتوزیس» (Apoptosis) می‌گویند.

در مقابل این نوع مرگ هوشمند، مرگ حاصل از جراحت سلولی (نکروز) را داریم؛ مثلاً وقتی آب جوش روی دست می‌ریزد و جای زخم آن باقی می‌ماند. اما آن چیزی که سبب تکوین و تکامل می‌شود، «مرگ برنامه‌ریزی‌‌شده» است. مرگی که حاصل از جراحت سلولی باشد، باعث تکوین نمی‌شود. برای همین شاعران ما به زیبایی گفته‌اند:

نه هر که چهره برافروخت دلبری داند

نه هر که آینه سازد سکندری داند

نه هرکه طرف کله کج نهاد و تند نشست

آیین کلاهداری و سروری داند

مرگ؛ گذری برای تکامل و تولدی دوباره

بهاروند در ادامه مبحث «مرگ سلولی» و تفاوت آن با جراحت، به تعمیم این مفهوم در ابعاد انسانی پرداخت و گفت: باید توجه داشت که هر مرگ سلولی سبب تکوین نمی‌شود؛ همان‌طور که چالش‌ها نیز اگر مدیریت نشوند، سبب تکامل نخواهند شد. این موضوع در ابعاد سلولی صادق است، اما اگر بخواهیم در ابعاد انسانی هم در نظر بگیریم، «مرگ» قسمتی از تکوین و فرآیند شدنِ ماست.

زمانی که ما درون رحم مادر هستیم، رفیق‌های متعددی داریم؛ سلول‌های رحم مادر، سلول‌های کلیه و سلول‌های خونی مادر هم‌نشینان ما هستند. روزی فرا می‌رسد که دهانه رحم باز می‌شود و ما از آن محل تاریک، به بیرون می‌افتیم. در آن لحظه، رفیق‌هایمان که در آن طرف (داخل رحم) هستند، می‌گویند: «فلانی رفت و مُرد». اما کسانی که در این طرف (دنیای بیرون) هستند، می‌گویند: «فلانی به دنیا آمد».

دقیقاً مرگ هم یک «گذر» است؛ گذری از این دنیا (که می‌توانیم آن را مانند رحم فرض کنیم) به دنیای دیگر. پس همان‌طور که از ضربان قلبمان یاد گرفتیم که بالا و پایین شدن‌ها نشانه زندگی و خط صاف نشانه مرگ است، باید بدانیم که خودِ مرگ هم قسمتی از تکوین و تکامل ماست.

درس سوم: «کُنام‌های خالی»؛ راز پیدایش گونه‌های جدید

درس سومی که طبیعت به من آموخت این است که گونه‌زایی زمانی رخ می‌دهد که یک کُنام (زیستگاه اختصاصی) خالی وجود داشته باشد.

تفاوت دارکوب و گنجشک؛ درک مفهوم کُنام

وقتی یک دارکوب را می‌بینید، روی درخت بلند نشسته، به چوب نوک می‌زند، حشره را پیدا می‌کند و می‌خورد و هنگام پرواز نیز در ارتفاع بالایی پرواز می‌کند. در مقابل، یک گنجشک وقتی می‌خواهد غذا بخورد، روی زمین می‌نشیند و دانه یا حشراتی را که حرکت نمی‌کنند می‌خورد و در ارتفاع پایین‌تری پرواز می‌کند.

دارکوب یک گونه جانوری و گنجشک هم یک گونه جانوری دیگر است. نوع غذا، نحوه غذا خوردن و شیوه آشیانه‌سازی‌شان با هم متفاوت است. این یعنی این گونه‌های جانوری «کُنام‌های» متفاوتی دارند. کُنام‌ها همین ابعاد مختلف زیستی هستند؛ مثل ارتفاع پرواز، نوع غذا، سبک آشیانه‌سازی و غیره.

کُنام؛ یک ابرحجم n بُعدی

کُنام در واقع یک «ابرحجم n بُعدی» است. ما شاید چند بُعد آن را بدانیم، اما ممکن است بعداً ابعاد دیگری از آن هم کشف شود؛ مثلاً اینکه چه درختی کنارش زندگی کند یا نکند، چه گیاهی باشد یا نباشد، و چه جانوری در همسایگی آن باشد. همه این‌ها ابعاد مختلف یک کُنام را تشکیل می‌دهند تا یک گونه بتواند در آن زندگی کند.

اگر کُنام دو گونه با هم هم‌پوشانی کامل داشته باشد، بدون شک یکی از آن‌ها باید از بین برود (اصل طرد رقابتی). اما اگر بخواهیم یک گونه دیگر اضافه شود، باید حتماً یک «کُنام خالی» ایجاد کنیم.

ایجاد کُنام برای نخبگان؛ ماموریت رویان

بهاروند در پایان این بخش، این اصل طبیعی را به مدیریت نیروی انسانی و توسعه علمی تعمیم داد: اگر می‌خواهیم برای آینده محققان برجسته‌، پزشکان حاذق، مهندسان ماهر و جامعه‌شناسان خوبی داشته باشیم (یعنی افرادی که موثر هستند)، باید برای آن‌ها «کُنام» داشته باشیم. هرکدام از این افراد حکم یک گونه جدید را دارند؛ پس برای داشتن هر کدام از آن‌ها، باید کُنام اختصاصی‌شان را ایجاد کنیم.

منظور من از کُنام، دقیقاً معادل کلمه انگلیسی «نیچ» (Niche) یا فرانسوی «نیش» است. بر همین اساس، تمام تلاش ما و همکارانمان در پژوهشگاه رویان این بود که کُنام‌های جدید و خالی ایجاد کنیم تا نخبگان و محققان بتوانند در آن رشد کنند.

تأسیس مرکز رویان شیراز؛ گامی به سوی دانشگاه نسل چهارم

بهاروند در ادامه تشریح تلاش‌ها برای ایجاد کُنام‌های علمی و پژوهشی در کشور، به تأسیس مرکز جدیدی در استان فارس اشاره کرد و گفت: یکی از این کُنام‌های خالی، پس از دعوت دکتر محمدهادی ایمانیه، استاندار وقت استان فارس و دکتر علی ملک‌حسینی، پدر پیوند کبد ایران و با رایزنی‌های ما با خیرین، به لطف پروردگار در قالب «موسسه رویان ابوعلی سینا» ایجاد شد.

نام این مرکز ترکیبی از نام‌های «رویان» و «مرکز پیوند اعضای ابوعلی سینای شیراز» است که به عنوان یکی از بزرگ‌ترین مراکز درمان ناباروری و تشخیص بیماری‌های ژنتیکی شناخته می‌شود.

اگر بپرسید چرا این کار را انجام دادیم، باید بگویم تقریباً 20 درصد زوج‌ها در کشور تجربه ناباروری دارند. برای اینکه بتوانیم این حوزه را بیشتر توسعه بدهیم، به کمک خیرین یک کُنام جدید ایجاد کردیم.

علاوه بر این، در آن‌جا یک مرکز درمانی جامع برای پیوند، سرطان و ناباروری، و همچنین مرکز تشخیص ژنتیک پزشکی راه‌اندازی کرده‌ایم. در کنار این خدمات درمانی، یک مجموعه تحقیقاتی کوچک نیز دایر کردیم تا بتوانیم محققانی را برای آینده پرورش دهیم و با همکاری دکتر ملک‌حسینی، پایه‌های یک «دانشگاه نسل چهارم» را در آنجا بنا نهیم.

راه‌اندازی مرکز غربالگری سرطان در شمال کشور؛ پاسخ به یک درد اجتماعی

روزی شنیدیم که خانمی به دلیل ابتلا به سرطان سینه، توسط همسرش طلاق داده شده است؛ حتی شنیدن این موضوع هم بسیار تلخ و دردناک است.

می‌دانیم که در شمال کشور شیوع برخی سرطان‌ها، به‌ویژه سرطان‌های گوارشی، بیشتر است. بر همین اساس، در شهرهای مختلف شمال با خیرین صحبت کردیم و در نهایت در شهر بابل این اتفاق مبارک رقم خورد و «موسسه پزشکی سرطان» را با هدف غربالگری سرطان، به‌خصوص سرطان سینه و گوارش، با کمک خیرین محلی و سایر مناطق راه‌اندازی کردیم.

روایت اهدای سرامیک؛ «و یَرزُقهُ مِن حَیثُ لا یَحتَسِب»

من معلم هستم، اما هر جایی که صحبت می‌کنم، قسمتی از سخنانم را به این موضوعات اختصاص می‌دهم که هر کسی می‌تواند کمک کند.

یادم نمی‌رود که می‌خواستیم سرامیک‌های آنجا را بخریم ولی بودجه نداشتیم. هر جا سخنرانی علمی داشتم، مثلاً در اصفهان، در پایان صحبت‌هایم در رابطه با آن مرکز می‌گفتم اگر کسی توان مالی دارد، کمک کند. یک بار در جلسه‌ای بودم که دوستی تماس گرفت و جویای کار من شد. او گفت: «می‌خواستم 3000 مترمربع سرامیک به شما اهدا کنم». من بلافاصله گفتم: «ما در حال راه‌اندازی مرکزی در شهر بابل برای غربالگری سرطان هستیم؛ امکانش هست این سرامیک‌ها را برای آنجا استفاده کنیم؟» او گفت: «برای من فرقی نمی‌کند، هر جا می‌خواهید استفاده کنید».

این اتفاق بسیار خوشحال‌کننده بود و مصداق آیه شریفه «وَ یَرزُقهُ مِن حَیثُ لا یَحتَسِب» (و او را از جایی که گمان نمی‌برد روزی می‌دهد). به این ترتیب، در حال تکمیل و راه‌اندازی این مرکز به‌عنوان یک کُنام دیگر هستیم.

تسنیم: مراکز در بابل و شیراز چه زمانی فعال می‌شوند یا شده‌اند؟

بهاروند: مرکز شیراز خوشبختانه در روز عید غدیر سال 1403 افتتاح شد و از آبان‌ماه 1403 رسماً ارائه خدمات خود را آغاز کرده است.

وی در خصوص وضعیت مرکز بابل نیز توضیح داد: اما در بابل، در حال راه‌اندازی یک مرکز جراحی محدود برای غربالگری هستیم. در حال حاضر مرحله سفت‌کاری ساختمان تمام شده است و فکر می‌کنم تا یک ماه آینده راه‌اندازی شود. اکنون ما به دنبال تکمیل تأسیسات آن نظیر سیستم‌های هواساز، آسانسور و موارد مشابه هستیم. پس از آن، نوبت به خرید 4 یا 5 دستگاه اساسی و گران‌قیمت مثل کولونوسکوپ، ماموگرافی و غیره می‌رسد که زمانی ارزان‌تر بودند، ولی از قیمت فعلی آن‌ها بی‌خبرم.

تسنیم: مثل شیراز، آیا در کنار این مرکز (مرکز بابل) هم پرورش محقق داریم؟

بهاروند: بله، هم در مرکز غربالگری و هم در فضایی که خیرین برای تحقیقات اختصاص داده‌اند، با کمک خیرین و پژوهشگاه رویان بازسازی انجام شده و به ابزارهای لازم تجهیز شده است و اکنون آماده به کار است.

تسنیم: آیا روی درمان سرطان‌های خاصی مثل سینه و گوارش که گفتید، متمرکز هستید؟

بهاروند: تمرکز ما بر روی «غربالگری» و تشخیص است. هرچه بیماری سریع‌تر شناسایی شود، درمان آن راحت‌تر خواهد بود؛ به طوری که مثلاً اگر سرطان سینه در مراحل اولیه تشخیص داده شود، تا 90 درصد احتمال بهبودی کامل وجود دارد، اما اگر تشخیص در مراحل دیرتری صورت گیرد، میزان موفقیت درمان به شدت پایین می‌آید.

دلایل شیوع سرطان در شمال کشور؛ زیر ذره‌بین محققان

تسنیم: اگر در رابطه با همین دو پروژه نکته دیگری است که بتوانیم اختصاصاً به آن بپردازیم، بفرمایید.

بهاروند: مرکز شیراز که خوشبختانه راه‌اندازی شده و در حال فعالیت است. اگرچه من دوست دارم واقعاً موسسه رویان ابوعلی سینا تبدیل به «دره فناوری‌های دانشگاه ابوعلی سینا» شود و بتواند نه تنها در تولید علم و فناوری پیشرو باشد و کارآفرینی کند، بلکه مشکلات آن منطقه را نیز حل کند.

وی در خصوص چشم‌انداز مرکز بابل افزود: آن‌چه برای بابل متصور هستم، مجموعه‌ای است که به‌عنوان یک مرکز جراحی محدود، غربالگری و تحقیقات مربوط به سرطان فعالیت کند. باید این سوال مهم طرح و به آن پاسخ داده شود که «چرا سرطان در آن منطقه، به‌خصوص سرطان‌های سینه و گوارش، بیشتر شایع است؟» یعنی تحقیقات باید به صورت محیطی هم باشد و بتواند آموزش‌های لازم را ارائه دهد. چرا باید تنها به دنبال درمان باشیم؟ باید به سمت پیشگیری برویم و به آدم‌ها آموزش دهیم که سبک زندگی‌شان را تغییر دهند.

کُنامی برای «پیچیده‌ترین پدیده عالم هستی»؛ شگفتی‌های مغز انسان

عضو هیئت علمی پژوهشگاه رویان در ادامه به معرفی یک کُنام جدید و در دست احداث پرداخت و گفت: اما یک کُنام دیگری که به آن فکر کردیم و طی این مدت در حال ایجاد است و به‌زودی راه‌اندازی می‌شود، در واقع پاسخی به یک سوال بنیادین در مورد «مغز آدمی» بود.

بهاروند با توصیف شگفتی‌های مغز انسان اظهار داشت: پیچیده‌ترین چیزی که در عالم هستی وجود دارد، مغز آدمی است. اگر بخواهم توضیح مختصری در رابطه با مغز بدهم، باید بگویم که این عضو حدود 1.4 کیلوگرم وزن دارد و تقریباً در حجمی به همین مقدار در جمجمه ما قرار گرفته است؛ منتها سطح آن بسیار وسیع بوده و برای این‌که در این فضای محدود جا شود، چین و چروک‌های زیادی خورده است. اگر این چین‌ها را از یکدیگر باز کنیم، مساحتی حدود 1.8 مترمربع را فرش می‌کند.

آمار حیرت‌انگیز از ساختار و عملکرد مغز

مغز ما تقریباً 100 میلیارد سلول عصبی دارد و 100 میلیارد سلول دیگر که وظیفه تغذیه و پشتیبانی آن‌ها را بر عهده دارند.

مغز با اینکه وزن کمی دارد، تقریباً یک‌پنجم (20 درصد) قند بدن را مصرف می‌کند و همان اول سهم مورد نیاز خود را برمی‌دارد.

در 3 میلی‌متر سطحیِ همان 1.8 مترمربعی که گفتیم، 6 لایه (طبقه) وجود دارد که 20 میلیارد سلول عصبی در آن جای گرفته‌اند.

هر یک سلول عصبی در آن‌جا با 7 هزار تا 42 هزار سلول عصبی دیگر ارتباط برقرار می‌کند. این یعنی حدود 15 صدم کوادریلیون (150 هزار میلیارد) ارتباط مستقیم عصبی!

سیم‌کشی مغز؛ 20 دور گردش به دور زمین

اگر از آن 3 میلی‌متر سطحی پایین‌تر بیاییم، حدود 800 هزار کیلومتر سیم‌کشی عصبی در مغز ما وجود دارد. اگر بخواهیم این عدد را تصور کنیم، باید بدانیم که محیط کره زمین حدود 40 هزار کیلومتر است. یعنی با سیم‌کشی مغز هر کدام از ما، می‌توانیم تقریباً 20 دور به دور کره زمین بپیچیم!

در حالی که ساختار فیزیکی مغز ثابت به نظر می‌رسد، وقتی داریم چیزی یاد می‌گیریم، تعداد و نحوه ارتباطات سلول‌های عصبی با هم تغییر می‌کند. به این ترتیب است که در مغز ما حافظه، توجه، عشق، ناراحتی و احساسات دیگر به وجود می‌آید.

از همه مهم‌تر این است که ما خلاق هستیم و می‌توانیم چیزی را که وجود خارجی ندارد، تصور کنیم. ما ابتدا آن را در ذهنمان خلق می‌کنیم و سپس به‌صورت فیزیکی پیاده‌سازی می‌نماییم.

بهاروند در ادامه با اشاره به توانمندی‌های شگفت‌انگیز مغز انسان، به تشریح یکی از جدیدترین مرزهای دانش بشری پرداخت و گفت: همین مغز است که تلسکوپ جیمز وب را می‌سازد و می‌رود تا 13.6 میلیارد سال نوری دورتر از زمین را کشف می‌کند. سوال اصلی این است که چطور می‌توانیم از خودِ مغز اطلاعات بیشتری به دست آوریم؟

راه‌های مطالعه مغز؛ از کالبدشکافی تا شبه‌اندام‌ها

یک راه سنتی این است که صبر کنیم تا فرد بمیرد، سپس مغزش را خارج کنیم و روی آن تحقیق انجام دهیم؛ اما این روش خیلی وقت‌ها به کار ما نمی‌آید و اطلاعات لازم را نمی‌دهد. راه دیگر این است که با استفاده از فناوری «سلول‌های بنیادی پرتوان»، ساختارهایی شبیه به مغز با ابعاد کوچک بسازیم که اصطلاحاً به آن‌ها «شبه‌اندام مغزی» یا «ارگانوئید مغزی» (Brain Organoid) می‌گویند.

با این روش می‌توانیم شبه‌اندام‌هایی به ابعاد 3 تا 4 میلی‌متر بسازیم و روی آن‌ها مطالعه کنیم. این ارگانوئیدها تنها بخشی از مغز را شبیه‌سازی می‌کنند و اگر بخواهیم نمونه‌های بزرگ‌تری داشته باشیم، باید سیستم خون‌رسانی را در داخل آن‌ها ایجاد کنیم، اما فعلاً علم در این زمینه محدودیت‌هایی دارد.

بازگشت به تنظیمات کارخانه؛ جادوی سلول‌های بنیادی

برای من فرقی نمی‌کند شما چند سال داشته باشید؛ می‌توانم یک نمونه سلولی ساده از شما بگیرم، چه از خون، چه از ادرار و چه از پوستتان. این فرآیند دقیقاً مانند کامپیوتری است که سال‌ها قبل خریده‌اید و امروز تصمیم می‌گیرید تمام اطلاعاتش را پاک (فرمت) کنید و تنظیماتش را به حالت کارخانه برگردانید.

در دنیای زیستی هم می‌توان چنین کاری کرد؛ یعنی تمام اطلاعات سلولی یک فرد بزرگسال را پاک کنیم و سلول را به حالت جنینی برگردانیم. سپس به آن برنامه جدیدی بدهیم و آن را به سلول‌های کبدی، قلبی یا عصبی تبدیل کنیم و به این ترتیب، «شبه‌اندام مغزی» را در محیط آزمایشگاهی بسازیم.

کاربردهای شبه‌اندام مغزی؛ از مدل‌سازی بیماری تا آموزش سلولی

این شبه‌اندام‌ها می‌توانند مدل‌هایی برای مطالعه بیماری‌ها باشند؛ مثلاً برای بیماری‌هایی نظیر اوتیسم یا برخی از انواع پارکینسون که منشأ ژنتیکی دارند. همچنین می‌توانند ابزاری باشند تا بفهمیم مغز چگونه شکل می‌گیرد و سلول‌های عصبی چطور به وجود می‌آیند.

حتی می‌توان به این سلول‌ها آموزش داد و بعید نیست که تعدادی از کامپیوترهای آینده با استفاده از همین سلول‌های عصبی کار کنند.

بایوکامپیوتینگ؛ آینده پردازش با الهام از مغز

به عبارتی، به جای پردازشگرهای سیلیکونی فعلی، ممکن است بتوانیم پردازشگرهای زیستی داشته باشیم. دلیل این تغییر چیست؟ پردازشگرهای سیلیکونی انرژی بسیار زیادی مصرف می‌کنند. برای مثال، یک ابررایانه (سوپرکامپیوتر) حدود 20 میلیون وات انرژی مصرف می‌کند، در حالی که مغز آدمی تنها 20 وات انرژی نیاز دارد؛ یعنی یک‌میلیون برابر کمتر!

هوش مصنوعی و درس گرفتن از طبیعت

سوال این است که چگونه می‌توانیم از مغز درس بگیریم و از آن استفاده کنیم؟ اگر می‌خواهیم هوش مصنوعی توسعه پیدا کند، بزرگ‌ترین چالش آن «تأمین انرژی» است. بنابراین باید تغییری اساسی در ساختار پردازشگرها به وجود بیاید و یکی از بهترین گزینه‌ها در این فرایند، استفاده از سلول‌های عصبی است.

جالب است بدانید که هوش مصنوعی امروزی بر پایه مطالعات انجام شده روی بخش بینایی مغز میمون شکل گرفته است. پس اگر بخواهیم این علم بیشتر توسعه یابد، بهتر است دوباره به ساختار چشم و اندام‌های مغزی دقت کنیم.

بد نیست بدانیم آیا می‌شود به سلول‌های عصبی که در محیط آزمایشگاهی ساخته شده‌اند، آموزش داد و از آن‌ها پاسخ گرفت؟ این پرسش، اساس علم «بایوکامپیوتینگ» یا محاسبات زیستی شد؛ یعنی کامپیوترهایی که برمبنای سلول‌های عصبی واقعی ساخته می‌شوند. اگرچه این سیستم‌ها در شرایط فعلی تنها قادر به انجام محاسبات و بازی‌های کامپیوتری خیلی ساده هستند، اما امکان گسترش و پیشرفت آن‌ها در آینده بسیار زیاد است.

انتهای پیام/