از ماتريکس خيالي تا ماتريکس واقعي
4 مرداد 1385 اشک شوق بسياري از ايرانياني که به مجله آنلاين Nature سرکي کشيده بودند، جاري شد. درخشيدن نام پرافتخار دکتر حسين استکي ، دکتر رضا افراز و دکتر روزبه کياني به عنوان نويسندگان مقاله برگزيده اين شماره Nature همان چيزي بود که اميد به توانستن و به نتيجه رسيدن را در قلب و ذهن هر ايراني پژوهشگري روشن کرد.
دکتر حسين استکي ، دانشيار دانشکده پزشکي دانشگاه علوم پزشکي شهيد بهشتي و مسوول پژوهشکده علوم شناختي پژوهشگاه دانشهاي بنيادي اميدوار است 10 آگوست شاهد مجله اي باشد که طرح روي جلد آن تلفيقي از مسجد شيخ لطف الله اصفهان و تکه هايي از مغز است. طرحي که هم حاکي از اصفهاني بودن اوست و هم حکايت از کار بزرگ او و همکارانش دارد....
در خبرها خوانديم که شما مقاله اي در زمينه علوم شناختي ارائه کرده ايد. پيش از اين که وارد بحث اصل مقاله شويم ، بد نيست ما را با علوم شناختي آشنا کنيد.
رشته علوم شناختي حوزه وسيعي از رشته هاي مختلف علمي است که شامل روان شناسي شناختي و علوم اعصاب شناختي مي شود و حتي زمينه هاي مربوط به هوش مصنوعي را هم دربر مي گيرد. رشته اي که ما در آن مشغوليم ، علوم اعصاب شناختي است و تحقيقات ما درباره سازوکاري است که در مغز به وجود مي آيد، وقتي يک قابليت شناختي توليد مي شود. مثلا فرض کنيد شخصي را براي اولين بار مي بينيد در اين لحظه تصوير چهره او روي شبکه چشم شما مي افتد و شروع به تحليل مي شود. اين تحليل چيزي حدود يک سوم ثانيه يا 300 ميلي ثانيه زمان مي برد و در نهايت شما چهره او را شناسايي مي کنيد. براي انجام همين کاري که بسيار سريع و بدون زحمت براي تمامي ما اتفاق مي افتد، صدها ميليون سلول عصبي در مغز ما درگير مي شوند. به طوري که نزديک به 27 درصد مغز مشغول کار مي شود و به اين ترتيب اين امکان براي ما به وجود مي آيد که در جزيي از ثانيه بتوانيم افراد را شناسايي کنيم ، با آنها تعامل برقرار کنيم و ارتباط اجتماعي داشته باشيم. علوم اعصاب شناختي در واقع مطالعه اين فرآيندها و سازوکارهايي است که در مغز اتفاق مي افتد تا ديدن حاصل شود. هر کار شناختي که در ذهن ما به وجود مي آيد، يک زمينه و زيرساخت نوروني و يک مکانيسم عصبي دارد و مطالعه اين مکانيسم هاي عصبي در واقع مجموعه رشته علوم اعصاب شناختي را مي سازد. البته مغز وظايف ديگري مثل کنترل حرکات اعضاي بدن را هم به عهده دارد که در زمينه اعصاب شناختي نيستند.
پس تحقيقاتي که انجام داده ايد در زمينه علوم بينايي است. مي توانيد توضيحات بيشتري در اين خصوص بدهيد؟
ما علاقه منديم بدانيم مغز ما در برخورد با اشياي مختلف چگونه آنها را طبقه بندي مي کند و يا اين که وقتي فردي را مي بينيم و مي شناسيم و مي فهميم که او را قبلا ديده ايم حتي اگر 20سال هم از آخرين ديدار گذشته باشد ؛ مغز ما چگونه اطلاعات را بازخواني مي کند و با تصويري که در حال حاضر مي بينيم مقايسه مي کند و تشخيص مي دهد که اين آدم ، همان آدم است و خيلي قابليت هاي ديگر که مربوط به حس بينايي ما مي شود. ما علاقه منديم بدانيم پايه هاي نوروني و مکانيسم هاي عصبي ايجادکننده اين وقايع چيست. در مجموعه اي که ما در دانشگاه شهيد بهشتي در اختيار داريم ، چندين آزمايشگاه تحقيقاتي وجود دارد که در بخشي از آن روي انسان و در بخشي هم روي مدل حيواني که ميمون رسوس است ، آزماش هايي را انجام مي دهيم.
جايي که آزمايش ها غيرتهاجمي باشند و آسيبي نزنند، از انسان استفاده مي کنيم که يا از ثبت الکتروفيزيوژيک مغز انسان که تکنيک ثبت پتانسيل هاي انگيخته مغزي است ، استفاده مي شود و يا از تکنيک سايکوفيزيک. اما جاهايي که مجبوريم الکترود داخل مغز کنيم و کار تهاجمي است از مدلهاي حيواني استفاده مي کنيم. هدف و اساس کار ما اين است که بفهميم مکانيسم هاي نوروني شناخت در سيستم بينايي چيست ما تحقيقات مان را در آزمايشگاه هاي دانشگاه علوم پزشکي شهيد بهشتي و نيز پژوهشگاه علوم شناختي انجام مي دهيم.
آيا تحقيقات شما براي اولين بار در دنيا انجام شده است؟
بله. مقاله اي که چند روز پيش در Natureبه صورت آنلاين به چاپ رسيد، گزارش کاري است که ما براي اولين بار در دنيا انجام داده ايم. در 30 40 سال اخير با ايجاد شدن علوم اعصاب نوين و مدرن و پيشرفت هاي تکنيکي توانستيم مغز را دقيق تر مطالعه کنيم و بر روي ارتباط و همزماني ميان وقايع مغزي با قابليت هاي شناختي از جهات مختلف پژوهش هايي انجام شد ؛ اما حلقه مفقوده اين مطالعات اين بود که نشان دهند آيا ارتباط علمي ميان وقايعي که در مغز اتفاق مي افتد، با پديده هاي شناختي وجود دارد يا خير. ارزش و اهميتي که کار ما دارد، اين است که نشان داديم يک رابطه علمي بين پديده هاي اتفاق افتاده در مغز با قابليت هاي شناختي وجود دارد و همين هم باعث شد مقاله ما در Nature که معتبرترين مجله علمي جهان است ، چاپ شود و حتي مقاله برگزيده اين نسخه شود ؛ به طوري که ممکن است در طرح روي جلد آن هم از کار ما استفاده شود. قابليت شناختي که ما در اين مطالعه استفاده کرديم ، تشخيص چهره از غير چهره است که براي هر فردي به سادگي انجام مي شود. وقتي شما چيزي را مي بينيد، مغزتان بايد تشخيص دهد آن چيست. اين تشخيص که صد ميلي ثانيه به طول مي انجامد، در طبقات و مراحل مختلفي صورت مي گيرد. مثلا اول مي فهميم شي است ، بعد مي فهميم وسيله نقليه است ، بعد مي فهميم اتومبيل است بعد پيکان و آخر اين که پيکان من است. درباره تمايز چهره از غير چهره طبقه بندي اشياي ما 2 گروه است. يک گروه چهره و يک گروه هم ديگر اشيائ. در چنين وظيفه و آزموني که مغز ما انجام مي دهد، نورون هايي درگيرند که شناسايي شده اند. ما براي تحقيقات خود ابتدا به ميمون ها آموزش داديم که با ديدن تصاوير مختلف اگر تصميم گرفتند آن تصوير چهره است ، چشم خود را در يک نقطه روي مانيتور رايانه به سمت راست حرکت دهند و وقتي تصميم گرفتند تصوير چهره نيست به سمت چپ بنگرند آموزش اين ميمون ها يک سال به طول انجاميده است. در اين آزمون تصويري به مدت 50 ميلي ثانيه نشان داده مي شود که شامل تصاويري مبهم از چهره و اشياي ديگر هستند و درجه ابهام آنها هم با هم فرق دارد. بديهي است که وقتي ابهام کمتري در تصوير باشد، ميمون راحت تر مي شود و با درجه اطمينان بيشتري تصميم مي گيرد که اين را مي توان با تکنيک سايکوفيزيک اندازه گيري کرد. به اين کار آزمون شناختي مي گويند. ما در قشر تمپورال مغز اين ميمون ها ميکروالکترودي را وارد کرده ايم. اين بخش مغز در انسان و نخستيان غيرانسان مثل رسوس بالاي گوشها قرار دارد و آخرين منطقه اي است که کار تحليل اطلاعات بينايي را انجام مي دهد. ما از طريق تجهيزاتي که داريم فعاليت الکتريکي تک سلول ها را ثبت مي کنيم و به اين ترتيب شناسايي مي کنيم که چه سلولهايي به چه تصاويري پاسخ مي دهند و در نهايت توانستيم سلولهايي را پيدا کنيم که به صورت اختصاصي به تصاوير چهره پاسخ مي دهند و به تصاوير ديگر پاسخ نمي دهند که به آنها نورون هاي چهره مي گوييم. وقتي ميمون در حال انجام آزمون شناختي بود، جريان الکتريکي 50ميکرو آمپري را به داخل مغز او تزريق مي کرديم که باعث تحريک مصنوعي نورون ها مي شود و چند صد و يا چند هزار نورون را به صورت مصنوعي فعال مي کند. در حالت عادي اين نورون ها با ديدن چهره روي شبکيه چشم فعال مي شدند. اما ما به اين ترتيب ميانبر زديم و سلولها را به صورت مصنوعي فعال کرديم. ما نشان داديم که با تزريق جريان حتي وقتي حيوان چيزي هم نمي بيند و تصوير کاملا مبهم و برفکي است و يا وقتي تصاوير غيرچهره را مي بيند، مي توانيم تصور ديدن چهره را در او ايجاد و القائ کنيم و به اين ترتيب حيوان فکر مي کند که چهره را ديده است. در واقع توانسته ايم ذهن اين موجود را به صورت مصنوعي کنترل کنيم و از بيرون به او القائ کنيم که چه چيزي را ببيند و چون اين کار در اين سطح تا به حال در دنيا اتفاق نيفتاده بود، مقاله ما در Nature پذيرفته و حتي مقاله برگزيده شد و قرار است در کنفرانس علوم اعصاب امريکا که در اکتبر آينده برگزار مي شود هم ، به عنوان مقاله برگزيده ارائه شود. استقبالي که از اين کار شد، به دليل ابداع و نوآوري اي است که در اين کار صورت گرفته است. کاري که از 6 سال پيش از سوي من و دکتر آرش افراز و دکتر روزبه کياني که در آن دوران دانشجوي پزشکي بودند شروع شده بود و چند روز پيش هم به نتيجه رسيد.
نتايج کاربردي اين تحقيقات چيست؟
اين تحقيق آثار وسيعي از فلسفه ذهن تا علوم پزشکي و علوم بينايي خواهد داشت و در اين موارد پرسشهايي را مطرح مي کند و زمينه هاي تحقيقاتي خاصي را باز مي کند. به عنوان مثال طبق گزارش خبري مجله Nature که درباره اين مقاله از سوي پرفسور دي کارلو استاد دانشگاه MIT نوشته شده است ، يکي از کاربردهاي احتمالي اين موضوع اين است که در آينده اي دور افراد نابينا، داراي بينايي مصنوعي شوند. به اين ترتيب که با ايجاد يک بينايي ماشيني و تحليل اطلاعات بينايي با رايانه شناسايي اشيايي که دوربين رايانه در هر لحظه اي مي بينيد، بايد بشود اشيائ را طبقه بندي کرد و وجود چهره و نوع چهره را در اين اشيائ شناسايي کرد و بعد با القاي جريان الکتريکي به مغز فرد نابينا بايد بتوان احساس ديدن را در او به وجود آورد. کار ما اولين علامت و شاهد عيني جدي است که نشان مي دهد اين کار شدني است و ما مي توانيم با دستکاري مغز احساسات را به وجود آوريم و بتوانيم دنياي خارج را هم تغيير دهيم و ايجاد کنيم. حتما فيلم ماتريکس را ديده ايد. در بيرون ايران تحقيقات ما به ماتريکس تعبير شده است و گفته اند قدمي است به اين سمت که بتوان از بيرون مغز را کنترل کرد و دنيايي را براي آن فرد ساخت که وجود ندارد و مجازي است.
تحقيقات خود را در همين مرحله رها مي کنيد يا اين که قصد ادامه آن را داريد و به کاربردهاي آن مي پردازيد؟
هنوز براي پرداختن به کاربردهايش خيلي زود است و ما بايد خيلي بيشتر راجع به خود مغز بدانيم و تکنيک هايمان را دقيق تر کنيم تا بتوانيم آن را روي انسان پياده کنيم. ضمن اين که فقط چهره را از غير چهره تشخيص دادن ، براي يک کار باليني کفايت نمي کند و بايد بتوان اطلاعات بيشتري داد که ما دانش آن را نداريم. البته در آزمايشگاه مان يکي ، دو طرح جديد تعريف کرده ايم که دنباله کار قبلي است تا اطلاعات بيشتري کسب کنيم. مثلا اين که در مدل حيواني ، از حيوان تشخيص چهره هاي مختلف را بخواهيم و بفهميم که آيا مي شود روي آن هم تاثير گذاشت و آن را کنترل کرد و کارهايي از اين قبيل پس ما به دنبال اين کار خواهيم بود. البته ما هنوز در الفباي شناخت اين حوزه از علم هستيم و اين علم هنوز دوران نوزادي خود را در دنيا سپري مي کند. در کشور ما هم چند سالي است که ما امکاناتش را اينجا آورده ايم و تحقيقاتش را شروع کرده ايم. اين رشته در دنيا رشته جديدي است و آينده درخشاني هم دارد. مغز پيچيده ترين ماده اي است که ما در عالم مي شناسيم و در واقع مثل اين است که خودمان داريم به کمک اين مطالعات خودمان را مي شناسيم و به همين دليل هم خيلي جذابيت دارد. بزرگ ترين کنفرانس هاي علمي دنيا در حال حاضر در حوزه علوم اعصاب تشکيل مي شود که امسال 28هزار نفر شرکت کننده دارد و 14 هزار مقاله در آن ارائه خواهد شد. اين رشته سريع ترين رشد علمي را در دنيا داشته است. ما دانشجوياني از دانشگاه تهران و ديگر دانشگاه ها و حتي بچه هاي المپيادي و تيزهوش و مستعدي داريم که الان در آزمايشگاه ما کار مي کنند. دو نفري هم که همکار من در اين مقاله بوده اند، وقتي روي اين موضوع کار مي کردند، دانشجوي پزشکي بودند. جذب اين افراد مستعد به دليل جاذبه و رموزي است که در مغز وجود دارد.
چاپ يک مقاله در مجله عملي Nature تا چه حد اعتبار و ارزش دارد؟
مجله Nature جزو قديمي ترين مجلات علمي دنياست که سابقه چاپ آن به 150 سال مي رسد و در حال حاضر معتبرترين مجله علمي دنياست و اخبار علمي مهم را در هر رشته اي چاپ مي کند و در واقع بالاترين حدي است که يک دانشمند مي تواند مقاله و يا يافته هاي علمي خود را منتشر کند. رقابت در اين مجله بسيار سنگين است. متاسفانه در شصت ، هفتاد سالي که دانشگاه ها و پژوهش در کشور ما پا گرفته است ، هنوز کسي موفق نشده است مقاله اي در اين مجله چاپ کند و اين مقاله اولين مورد است. البته 4-5نفر ايراني بوده اند که مقاله شان در اين مجله چاپ شده است ؛ اما کار آنها در خارج ايران انجام شده است. در حال حاضر يکي از ملاکهاي مهم تعيين رتبه دانشگاه ها مقالاتي است که در Scienceو يا Nature چاپ مي شوند که ارزش بالايي دارد. از آنجايي که مقالات علمي ما در مجلات متوسطتر چاپ مي شود، اسم هيچ يک از دانشگاه هاي ما در شمار 500 دانشگاه برتر دنيا نيست و ما اميدواريم که همين يک مقاله کمک کند نام دانشگاه شهيد بهشتي به اين فهرست اضافه شود. Nature در حد چندين ميليون نسخه منتشر مي شود و علاوه بر متخصصان هر رشته ، عموم مردم و صنعتگران هم آن را مطالعه مي کنند تا بدانند اخبار جديد دنيا چيست.
روال چاپ مقاله در اين مجله به چه ترتيبي است؟
براي اولين بار دي پارسال مقاله را براي مجله Natureفرستاديم. در اين مجله معمولا 95 درصد مقالاتي که مي آيد، پيش از ارزيابي علمي رد مي شود و درصد بسيار کمي از اين مقالات طبق نظر اساتيدي که آنجا حضور دارند تاييد مي شود و به 3دانشمند منتخب خود که تخصصي در اين رشته دارند و بهترين هاي دنيا هستند، ارائه مي شود تا مورد ارزيابي قرار بگيرد. مقاله ما را هم براي ارزيابي فرستادند. آنها 2 ماه روي اين مقاله مطالعه کردند و نظرات و پرسشهايشان را منعکس کردند و ما به تمام پرسشها و ايرادهاي آنها پاسخ داديم. درواقع يک تعامل چند جانبه ميان ما و آن دانشمندان و سردبير مجله Nature برقرار بود تا اين که حدود 6 ماه بعد اين بحثها تمام شد و آنها قانع شدند که مو لاي درز اين مطالعه نمي رود و هيچ مشکلي ندارد و قابل دفاع است. پذيرش نهايي مقاله راهم يک ماه پيش به ما اعلام کردند و در نوبت چاپ قرار گرفت و چند روز پيش هم به صورت آنلاين منتشر شد. قرار است 10آگوست هم پرينت آن بيايد. اولين روزي که مقاله در Natureبه صورت آنلاين قرار گرفت ، ايميلي از يک فيزيکدان ايراني که در ژاپن کار مي کرد داشتم و تقريبا روزي يکي ، دو تا ايميل از ايراني هاي خارج از کشور و يا حتي دانشمندان خارجي مي گيرم. بعضي از اين ايرانيان گفته اند که ما با ديدن اين مقاله اشک ريخته ايم و براي ما جالب بوده است که در ايران کارهايي انجام مي شود که تا اين حد قابل توجه است.
نظر شما درباره ISIايراني چيست؟ موافقيد يا مخالف؟
من موافق اين نوع از ISI نيستم و به نظرم يک بيراهه است. متاسفانه آنچه را سالها طول کشيد، بسازيم با اين کار ويران مي کنيد. در حالي که تاکيد مسوولان رده بالاي کشورمان بر توليد علم است. با اين کار مثل اين است که در غار بمانيم و علم توليد کنيم. در ايران فقط من در رشته خودم هستم رشته هاي ديگري هم هستند که فقط يک يا 2نفر در آن متخصصند ؛ در حالي که يک مقاله علمي بايد ارزيابي علمي شود و وقتي ما کسي را در کشور نداشته باشيم که روي مقاله ما نظر علمي بدهد، چطور مي توان آن را ارزيابي کرد.
این گروه تحقیقاتی توانسته است ذهن میمون را به صورت مصنوعی کنترل کند و از بیرون به او القا کند که چه چیزی را ببیند و این کار در دنیا تاکنون بی نظیر است
البته تاکيدي که بر چاپ مقاله در مجلات داخلي مي شود، از يک نظر تاکيد درستي است ما هم علاقه منديم در داخل کشور به زبان خودمان مقالات علمي را مطرح کنيم. اما هدف اصلي اين است که ما در عرصه بين المللي پرچم ايران را به عنوان کشوري صاحب نظر در زمينه هاي مختلف علمي برافرازيم. همان طوري که بايد حرفهاي ديگران را مطالعه کنيم و بپذيريم يا نپذيريم ؛ حرفهاي علمي ما هم بايد از سوي سختگيرترين آدمها ارزيابي شود، چون در توليد دانش و علم بحث سفيد و سياه مطرح نيست و اين طور نيست که چيزي را که من کشف کرده ، باشم کاملا درست است حتي فيزيک نيوتون هم پس از 200300 سال در جاهايي کم آورد و فرضيات انيشتين بود که آن را تکميل کرد. هيچ کس نمي تواند در محيط علمي داخل خودش ايزوله شود و يا اين که ارزش علمي کار خودش را فقط در مجموعه ملي تعريف کند. اين ارزشها بايد در سطح فرا ملي تعريف شوند و در سطح ملي هم مطرح شوند. به نظر من ISI داخلي از آن بحثهاي اشتباه است. ما بايد به زبان فارسي مقالاتمان را بيان کنيم و بنويسيم ، اما اين که مجلات خارجي را سرکوب کنيم ، به نظر من فاجعه اي است که در حال رخ دادن است و زحمات سالهاي سال ما را به هدر مي دهد. حال که ما در مقايسه با سالهاي اول انقلاب که در حدود 100 تا 200 مقاله چاپ مي کرديم ؛ توانسته ايم تعداد مقالاتمان را به 3500 برسانيم و نشان داده ايم که نه فقط در حجم و تعداد به توسعه رسيده ايم ، بلکه در عمق و کيفيت هم حرفهايي براي گفتن داريم ، بايد حمايت شويم تا در مجامع بين المللي با بالاترين کيفيت ها خود را مطرح کنيم.
و در پايان حرفي حديثي ، ناگفته اي؟
اعتقاد من اين است که ما در دانشگاه هايمان ساز و کار تحقيقاتي جدي نداريم ، اما با وجود مشکلات فراوان مثل بودجه ، دسترسي به منابع علمي و دسترسي به فناوري باز هم دانشمندان ايراني نشان داده اند که مي شود کارهاي خيلي جدي انجام داد پس توان آن را داريم و بايد اميد به آينده را در نسل جوان و علاقه مند ما تقويت کرد که ما مي توانيم و به نتيجه مي رسيم. مسوولان هم بايد در اين راه همکاري کنند و کمتر درد سر بسازند و اجازه دهند ملت پژوهشگر ما کار خود را انجام دهد. به عنوان مثال ، من با تغييرات روشي در فعاليت هاي وزارت علوم موافق نيستم. نمي شود يک نفر بيايد و يک رويه علمي را که دهها سال ادامه داشته است ، يک دفعه به هم بريزد. بايد در سياست هاي پژوهشي کشور پايداري وجود داشته باشد و براساس اين فضاي پايدار تحقيقات پايدار انجام شود تا در درازمدت به نتيجه برسيم و دانش توليد کنيم. چون اين دانش براي ما فناوري خواهد آورد و اين فناوري ثروت ملي را به همراه دارد و ثروت ملي براي ما امنيت ملي و اجتماعي و رفاه عمومي به ارمغان مي آورد.
--------------------------------------------------------------------------------