وارد کردن الکترود به بافت مغز انسان چه اثرات و آسیب‌هایی دارد؟

 الکترود سال‌ها است که ابزاری مناسب برای مطالعه بافت مغز بوده‌؛ اما به نظر می‌رسد این ابزار کارآمد، مضراتی برای سلول‌های مغزی نیز داشته باشد.

تحقیقات علوم اعصاب به شکل غافلگیرکننده‌ای بی‌رحمانه هستند. بسیاری از آنچه ما تا امروز آموخته‌ایم از طریق شکافتن بافت مغز و کنجکاوی بوده است و این کار چندان با روحیات افرد حساس سازگاری ندارد.

اما بهترین ابزار برای مطالعه‌ی مغز چیست؟ اغلب، الکترودها بهترین وسیله برای این هدف هستند؛ کاوشگران سوزن‌مانندی که می‌توان آن‌ها را وارد مغز کرد. پژوهشگران از الکترودها برای بررسی رفتاری سلول‌های مغزی افراد، ایجاد توانایی کنترل اندام‌های ساختگی در افراد دارای این اندام‌ها و توسعه دیگر فناوری‌های تعاملی مغز به‌طور مستقیم، استفاده می‌کنند.

اما آن‌گونه که مقاله‌ی تازه منتشرشده در ماه آوریل در مجله Journal of Neural Engineering نشان می‌دهد، بنا به‌ دلایلی باید از خودمان بپرسیم دقیقا این کاوشگرها تا چه میزان می‌توانند به ما بیاموزند و اینکه آیا استفاده از آن‌ها بی‌خطر است؟

در این مقاله، پژوهشگران علوم اعصاب اشاره کرده‌اند که مطالعه‌ی مغز از طریق الکترود می‌تواند مشکلاتی به‌ دنبال داشته باشد. برخی از این مشکلات نسبتا پیش‌پاافتاده و از طریق روش‌های مهندسی، قابل حل شدن هستند. برای نمونه سطوح این الکترودهای در تماس با مغز که موجب تحریک‌ آن می‌شوند یا فعالیت مغزی را ثبت می‌کنند، ممکن است به‌ویژه در شرکت‌کننده‌های هوشیار دچار تخریب و خطا شوند. این اتفاق منجر به ثبت نادرست داده‌ها می‌شود. یک الکترود تخریب‌شده باعث می‌شود چنین برداشت کنیم که گویی سلول مورد بررسی سیگنالی ضعیف‌تر از حالت واقعی ارسال می‌کند. از آنجایی که ما نمی‌توانیم همیشه دلیل بروز این مشکلات را متوجه شویم یا گاهی اصلا متوجه این مشکلات نمی‌شویم، پژوهشگران نمی‌توانند از یافته‌های خود دفاع کنند.

اما بزرگ‌ترین مشکلی که این گروه از پژوهشگران متوجه شده‌اند به این حقیقت برمی‌گردد که ما در اصل، اطلاعات بسیار اندکی از مغز داریم. به‌طور خاص، ما نمی‌دانیم بافت‌های مغزی چگونه به ضربه‌ی واردشده از طریق الکترود پاسخ می‌دهند.

تا آنجا که می‌دانیم و مقاله‌ی فوق هم اشاره کرده است، پژوهشگران تاکنون آزمایش‌های بی‌شماری برای مطالعه‌ی سلول‌های مغزی از طریق الکترودها انجام داده‌اند و در حین این آزمایش‌ها سلول‌های مورد مطالعه آسیب دیده یا مرده‌اند.

راهکارهایی برای این مشکلات وجود دارد. تمرکز مقاله فوق بر نواحی از کورتکس بصری مغز بوده است. برای نمونه، دانشمندان می‎‌توانند به‌راحتی از طریق بررسی بینایی در فرد یا نمونه مورد مطالعه بفهمند که آیا سلول‌های نمونه‌ی مورد مطالعه هنوز زنده هستند یا خیر. اما باز هم پژوهشگران نتیجه گرفته‌اند که فناوری‌های در دسترس، به مرزهای نهایی دانش ما از مغز رسیده‌اند.

برای آن که پژوهشگران بتوانند دوباره با اطمینان از یافته‌های خود سخن بگویند، ما باید در عمل برای پاسخ دادن به این پرسش‌ها درباره چگونگی پاسخ مغز به الکترودها و دیگر مداخلات فناوری، سرمایه‌گذاری کنیم.