مغز علوم اعصاب
بر پایه‌ی ۷ منبع علمی

از روی اسکن مغز چی می‌شه فهمید؟

اسکن کارکردی مغز از بغل و از بالا، با چندتا لکه‌ی نارنجی و زرد روشن روی بخش‌های مختلفش
4 دقیقه کاوش آخرین به‌روزرسانی: ۲۸ مهر ۱۴۰۵
مفهوم‌های این کاوش اسکن کارکردی حالت نباتی رمزگشا
این کاوش را چطور دوست داری دنبال کنی؟ ۴ ارائه‌ی دیگر در راه‌اند
نوشتار 4 دقیقه کاوش
در حال خواندن
روخوانی نوشتار هنوز آماده نیست
به‌زودی

پاسخ کوتاه اسکن مغز خود فکر رو نمی‌بینه. ام‌آر‌آی معمولی یه عکس دقیق از بافت مغزه و پزشک‌ها باهاش چیزهایی مثل تومور رو پیدا می‌کنن. نوع کارکردیش نشون می‌ده موقع یه کار، کدوم بخش‌های مغز اکسیژن بیشتری مصرف می‌کنن؛ اونم با چند ثانیه تأخیر و بدون ریزه‌کاری، یعنی کار جمعی میلیون‌ها سلول رو با هم. با همین نشونه‌ی کلی می‌شه فهمید بیماری که جواب نمی‌ده هنوز صدامون رو می‌شنوه، و می‌شه حدس زد داستانی که یه نفر داره گوش می‌ده درباره‌ی چیه، به شرطی که خود اون آدم همکاری کنه. ولی این‌که یه نفر الان دقیقاً چه حسی داره یا چه‌جور آدمیه، از روشن شدن یه بخش مغز درنمیاد.

بالا رفتن و پایین اومدن نشونه بعد از کار سلول‌ها حدود ۱۰ ثانیه چند جمله توی یه تصویر قاطی می‌شن.

اسکن دقیقاً چی رو نشون می‌ده

حتماً این عکس‌ها رو دیدی: یه مغز خاکستری که چندتا لکه‌ی نارنجی روش روشن شده، و زیرش نوشتن «این‌جا مرکز عشقه» یا «این‌جا جای ترسه». ولی اون لکه‌ها واقعاً چی‌ان؟

اول باید دو جور اسکن رو از هم جدا کنیم. ام‌آر‌آی معمولی یه عکس دقیق از بافت مغز می‌گیره، و پزشک‌ها باهاش چیزهایی مثل تومور رو پیدا می‌کنن. این عکسِ ساختمونه، نه کاری که توش انجام می‌شه.

اون لکه‌های رنگی مال اسکن کارکردیه. این یکی هم فکر رو نمی‌بینه؛ می‌بینه کدوم بخش‌ها موقع یه کار اکسیژن بیشتری مصرف می‌کنن؛ یعنی رد پای کار سلول‌ها رو. این رد پا با تأخیر می‌رسه: چند ثانیه بعد از کار سلول‌ها بالا می‌ره و بعد پایین میاد، برای همین یه تصویر می‌تونه بیشتر از بیست کلمه‌ی گفتار رو با هم قاطی کنه. ریزه‌کاری هم نداره: کوچیک‌ترین خونه‌ای که اندازه می‌گیره چند میلی‌متره و میلیون‌ها سلول توش جا می‌شن. پس چیزی که می‌بینیم کار جمعی یه محله‌ست، نه صدای یه نفر.

یک واژه اسکن کارکردی (fMRI) نوعی ام‌آر‌آی که نشون می‌ده موقع یه کار، کدوم بخش‌های مغز اکسیژن بیشتری مصرف می‌کنن.
یک واژه حالت نباتی (Vegetative state) وضعیتی که آدم بعد از آسیب مغزی به هیچ چیزی جواب نمی‌ده.

چیزهایی که از روی اسکن می‌شه فهمید

با همه‌ی این محدودیت‌ها، همین نشونه یه کار عجیب کرده. پزشک‌ها برای یه زن جوون تشخیص حالت نباتی داده بودن و اون به هیچ چیزی جواب نمی‌داد. پژوهشگرها توی دستگاه ازش خواستن تصور کنه داره تنیس بازی می‌کنه، یا توی خونه‌ش راه می‌ره. مغزش همون نقطه‌هایی رو روشن کرد که توی آدم‌های سالم روشن می‌شه. یعنی داشت می‌شنید.

بعد همین دو تا تصور شد یه زبون: تنیس یعنی «آره»، خونه یعنی «نه». بعدها این آزمایش رو روی پنجاه‌وچهار بیمار انجام دادن که هیچ‌کدوم جواب نمی‌دادن؛ از این پنجاه‌وچهار نفر، پنج نفر جواب دادن و چهل‌ونه نفر نه. یکی‌شون مردی بود که پنج سال توی این حالت مونده بود و به پنج تا از شش سؤال درباره‌ی زندگیش درست جواب داد.

یه گروه دیگه از پژوهشگرها چند تا داوطلب رو گذاشتن توی دستگاه تا داستان گوش بدن و از هر کدوم حدود شونزده ساعت اسکن گرفتن. بعد یه رمزگشا ساختن که از روی اسکن مضمون جمله‌های شنیده‌شده رو بازسازی می‌کرد. کلمه‌به‌کلمه نه، ولی اغلب معنا رو می‌گرفت. فقط روی مغز یه نفر دیگه تقریباً در حد حدس کورکورانه کار می‌کرد، و اگه خود داوطلب عمداً به چیز دیگه‌ای فکر می‌کرد، مثلاً اسم حیوون‌ها، دقتش پایین میومد. پس بدون همکاری خودش، چیزی از فکرش بیرون نمیاد.

تصور تنیس و تصور راه رفتن توی خونه دو جای متفاوت مغز رو روشن می‌کنن. توی بیماری که به هیچ چیزی جواب نمی‌داد، همون جاها روشن شد که توی آدم سالم؛ برای همین این دو تصور شدن یه زبون ساده: تنیس یعنی «آره»، خونه یعنی «نه».
یک واژه رمزگشا (Decoder) برنامه‌ای که از اسکن‌های قبلی یه نفر یاد می‌گیره و از روی اسکن تازه‌ش حدس می‌زنه چی شنیده.

چیزهایی که از روی اسکن نمی‌شه فهمید

حالا برگردیم سراغ عکس‌های «مرکز عشق». بعضی بخش‌های مغز توی بیشتر از یه پنجم همه‌ی آزمایش‌های اسکن روشن می‌شن، سر کارهای بی‌ربط به هم. پس اگه یکی‌شون توی مغز تو روشن شد، نمی‌شه گفت داری عاشق می‌شی؛ شاید داری حساب می‌کنی.

تازه یه لکه‌ی روشن همیشه واقعی هم نیست. پژوهشگرها یه ماهی آزاد مرده رو گذاشتن توی دستگاه و بهش عکس‌های احساسی نشون دادن. با یه تحلیل ساده، یه نقطه توی مغز ماهی «فعال» شد! با چک آماری درست، اون نقطه غیب شد. یعنی بخشی از لکه‌ها رو خود حساب‌وکتاب می‌سازه، نه مغز.

خبرهایی مثل «از روی مغز می‌شه شخصیت آدم رو فهمید» هم سر جاشون نیستن. یه پژوهش روی اسکن حدود پنجاه هزار نفر نشون داد این‌جور مطالعه‌ها معمولاً حدود بیست‌وپنج نفر دارن و نتیجه‌شون تکرار نمی‌شه؛ هزاران نفر لازمه. ولی کدوم‌مون حاضریم یه لکه‌ی رنگی بگه ما کی هستیم؟

اسکن مغز رد پای کار جمعی میلیون‌ها سلول رو با تأخیر و بدون ریزه‌کاری می‌بینه، نه خود فکر رو. با همین رد پا می‌شه با بیماری که جواب نمی‌ده «آره» و «نه» رد و بدل کرد و با همکاری خود آدم می‌شه حدس زد داستانی که داره گوش می‌ده درباره‌ی چیه؛ ولی حس و شخصیت یه نفر از یه لکه‌ی روشن درنمیاد.

روشن شدن یه بخش مغز یه جواب نیست؛ یه سرنخ ضعیفه.

این پاسخ از کجا آمده

هر چیزی که بالا خواندی از این ۷ منبع بیرون آمده. اگر خواستی خودت سرچشمه را ببینی، لینک‌ها همین‌جاست.

۷ منبع
۱ Magnetic Resonance Imaging (MRI) (NIBIB) اسکن دقیقاً چی رو نشون می‌ده نهاد رسمی ۲ Trawling the brain (Science News, Laura Sanders, 2009) اسکن دقیقاً چی رو نشون می‌ده، چیزهایی که از روی اسکن نمی‌شه فهمید رسانه‌ی علمی ۳ For accuracy, brain studies of complex behavior require thousands of people (WashU, on Marek et al., Nature 2022) چیزهایی که از روی اسکن نمی‌شه فهمید نهاد رسمی ۴ Tang et al. — Semantic reconstruction of continuous language from non-invasive brain recordings (Nature Neuroscience, 2023) اسکن دقیقاً چی رو نشون می‌ده، چیزهایی که از روی اسکن می‌شه فهمید پژوهش داوری‌شده ۵ Brain scan allows unconscious patient to communicate (Nature News, on Monti et al., NEJM 2010) چیزهایی که از روی اسکن می‌شه فهمید رسانه‌ی علمی ۶ Poldrack — Inferring mental states from neuroimaging data, from reverse inference to large-scale decoding (Neuron, 2011) چیزهایی که از روی اسکن نمی‌شه فهمید پژوهش داوری‌شده ۷ Woman in vegetative state plays tennis in her head (AuntMinnie Europe / Reuters Health, on Owen et al., Science 2006) چیزهایی که از روی اسکن می‌شه فهمید رسانه‌ی علمی