قدمی برای فرا انسان - جلسه 3 : ارتباط با مغز خب؛ این بافت یک و اندی کیلویی که فقط 2% وزن بدن رو تشکیل داده، حدود 25% انرژی بدن رو مصرف میکنه. مغز فقط ابزار تفکر و حافظه و استدلال و... نیست! در واقع اگه کارش فقط همینها بود، اندازش خیلی کمتر میشد. یکبار یک پستی گذاشتم و جرم مغز حیوانات مختلف رو مقایسه کردم. مقایسه و البته یه سری چیزای دیگه نشون دادن که رابطه خاصی بین جرم مغز و باهوشی وجود نداره. چون نهنگها و والها یا حتی فیلها با تنها مغز، تقریباً باهوش نیستن. بلکه هیچ نشونهای از یک موجود به اندازه کافی هوشمند ندارن. در واقع اون حجم مغز و شبکههای عصبی، برای کنترل جسم بزرگشون و چیزای مشابه هست. پس تعاملات و ارتباطات این شبکه، اهمیت بیشتری نسبت به اندازش داره. نتایجی هست که میگن مغز انسان طی تکامل حتی کوچکتر هم شده و البته با چینخوردگیهای بیشتر. هر نرون میتونه با ده هزار نرون دیگه یا بیشتر ارتباط برقرار کنه. نرونها همون یاختههای عصبی هستن که بلوکهای اصلی شبکههای عصبی ما محسوب میشن. سه بخش مهم داره که اینجا لازمه بدونیم: Dendrites، Axon، Axon terminals. لازم نیست به جزئیات این سلول و شیوه دقیق عملکردش برای انتقال سیگنال بپردازیم؛ در همین حد بدونیم که با تغییرات یونی در درونش، به لحاظ بار الکتریکی، تغییر میکنه. و این تغییر ولتاژ، روی آکسون هم مثل موج اعمال میشه و در انتهای آکسون، در سیناپس موجب آزاد شدن نوروترنسمیترها میشه و در نتیجه سیگنال به سلول بعدی منتقل میشه. خب یک سوال؛ در ثانیه چند بار این اتفاق ممکنه در یک سلول عصبی رخ بده؟ تقریباً در یک سلول عصبی، بسته به تحریک ورودی، ممکنه چند شلیک تا 100 تا یا بیشتر هم اتفاق بیوفته.
خب احتمالا میدونید که چیزهایی که در نوسان هستن رو میشه با واحد هرتز(Hz) مقدار نوسانشون در واحد زمان رو بیان کرد. پس یعنی ممکنه یک نورون به طور معمول تا 100Hz فعالیت داشته باشه. اما ما در ادامه از اصطلاح دقیقتر در عصبشناسی استفاده میکنیم که اینطور هست که میگیم اسپایک (Spike) بر ثانیه. که البته تفاوت خاصی نداره! اسپایکها شدت متفاوت ندارن (اگه داشته باشن هم احتمالا مهم نیست)! در واقع شدت تحریک در ورودی، نرخ اسپایک یا نوسان رو مشخص میکنه. به زبان سادهتر: شدت ورودی، شدت اسپایک رو تغییر نمیده، بلکه تعداد اسپایک رو تغییر میده! مثال: فکر کنید شدت ورودی تحریک 0.2 هست؛ نرخ اسپایک 15 تا بر ثانیه هست. حالا اگه ورودی تحریک به 0.7 تغییر کنه، فرض کنید نرخ اسپایک میشه 60 تا بر ثانیه! تا همینجا کفایت میکنه. مطابق فیزیک، هر جریان الکتریکی، یک میدان الکتریکی و مغناطیسی ایجاد میکنه. حالا این دو میدان، به ما در دریافت دیتا از مغز کمک میکنن. در روش MEG که امروزه رایج هم هست، با حسگرهای فوق حساس(مثل SQUID)، این میدان مغناطیسی اندازه گرفته میشه. چون میدان مغناطیسی متصاعد شده از مغز خیلی ضعیف هست. حسگر اسکوئید از یک حلقه ابررسانا ساخته شده. در حلقه دو اتصال هست که معروفه به Josephson Junction و اگه درباره کامپیوترهای کوانتومی، کیوبیتها و موارد مشابه تحقیق کرده باشید، باهاش آشنا هستید. با عبور میدان مغناطیسی از حلقه، در جریان کوانتومی حلقه اختلال ایجاد میشه(تغییر فاز کوانتومی) و این اختلال موجب یک تغییر ولتاژ قابل اندازه گیری میشه. میدان مغناطیسی مغز، ترکیب میدانهای با تعداد زیاد اما ضعیف تک تک نورونها هست. فلذا فقط اطلاعات کلی رو میشه گرفت!
اما ما گفتیم یک میدان مغناطیسی و یک میدان الکتریکی ایجاد میشه. پس لابد برآیند این میدان الکتریکی هم قابل استفاده هست. بله؛ و البته رایج هست! به این روش میگن EEG و عملکردش بر اساس پایش سیگنالهای الکتریکی سطح پوست سر هست! پس بله؛ اگه بخواید از این روش استفاده کنید، احتمالا قبلش باید کچل بشید. 😁الکترودهایی که در این روش روی پوست سر قرار گرفتن، سیگنالها رو ثبت میکنن. اما یک ضعف داره و اون هم اینه که تشخیص دقیق موقعیتی که منشأ سیگنال هست، خیلی سخته. چون عبور سیگنال از لایههای مختلف و مایع مغزی، تغییرات زیادی ایجاد میکنه. اما خب این موانع روی میدان مغناطیسی تأثیر بخصوصی ندارن و از همین جهت MEG این ضعف رو تقریباً نداره. به هر دو روشهایی که گفتیم، میگن غیرتهاجمی! چون مستقیم با مغز کاری نداریم! اما معایبش هم اینه که دیتا خیلی کلی هست و بدرد چیز خاصی ممکنه نخوره! خواستم درباره انواع امواج مغزی هم صحبت کنم اما ظاهراً نیازی بهش نداریم.
17:20 - 20 May 2026