از مغز خود چه می‌دانید؟ در طول تاریخ، مغز انسان به شکل خارق‌العاده‌ای خودش را مخفی نگه داشته است. از مصریان باستان تا ارسطو، همگی نقش این شیء شگفت‌انگیزِ جای گرفته در بین گوش‌هایمان را کوچک شمردند. جالینوس (پزشک یونانی) عنوان “فرمانده لغات و حرکات” را به مغز نسبت داد، اما حتی او هم از نقش بسزای ماده‌های سفید و خاکستری مغز بی‌خبر بود و قسمت تحتانی و پر از مایع مغز را مسئول بیشتر فعالیت‌های مغز می‌دانست.

ویاتک در این مقاله قصد دارد شما را با ۱۰ دستاورد علمی قرن بیست و یک درباره مغز آشنا کرده و همچین از چندین تصور غلط در خصوص این ارگان رازآلود پرده بردارد. با ما همراه باشید.

مغز انسان بزرگ است…

مغز یک انسان بالغ به طور متوسط چیزی حدود ۳ پوند (بین ۱٫۳ تا ۱٫۴ کیلوگرم) وزن دارد. برخی جراحان مغز و اعصاب، بافت یک مغز زنده را به خمیردندان تشبیه کردند. اما بر اساس اظهارات جراح اعصاب کاترینا فِرلیک (Katrina Firlik) تشبیه بهتری را می‌توان برای آن یافت. او در کتاب خودش “Another Day in the Frontal Lobe” این چنین می‌نویسد:

گونه نرم “توفو” (یا پنیر لوبیا، ماده غذایی است که از شیر سویا به دست می‌آید) می‌تواند مثال دقیق‌تری باشد.

به بیان علمی‌تر، مغز حدود ۸۰ درصد از جمجمه شما را پر کرده و خون و مایع نخاعی (مایعی شفاف که از بافت عصبی محافظت می‌کند) باقی فضا را اشغال می‌‌کنند. در صورتی که مغز، خون و مایع نخاعی را با هم مخلوط کنید، حجمی حدود ۱٫۷ لیتر خواهند داشت.

ولی در حال کوچک شدن است…

با داشتن مغزی به حجم یک بطری نوشابه خانواده خیلی هم به خود مغرور نباشید، پنجاه هزار سال پیش انسان‌ها مغز‌‌هایی به مراتب بزرگ‌تر داشتند. جان هاوکس (John Hawks) فسیل‌شناس دانشگاه ویسکانسین (University of Wisconsin) توضیح می‌دهد:

ما با بررسی تمام شواهدی که از سراسر دنیا به دست آوردیم می‌دانیم که مغز به اندازه ۱۵۰ سانتی‌متر مکعب از اندازه میانگین خود (حدود ۱۳۵۰ سانتی‌متر مکعب) کوچک شده است؛ این یعنی تقریباً ۱٫۶ درصد.

محققین نمی‌دانند که چرا مغز انسان‌ها کوچک شده است. عده‌ای از آن‌ها بر این باورند که مغز به جهت کارآمدتر شدن کوچک شده. عده‌ای دیگر اعتقاد دارند مغز به خاطر تغییراتی که در طول تاریخ بر روی رژیم غذایی انسان به وجود آمده است کوچک شده؛ در گذشته غذای انسان‌ها نیاز به آرواره‌های قوی‌تری برای جویده شدن داشت، نیازی که کم کم و به مرور زمان از بین رفت.

دلیل این تغییر هرچه که باشد، باید بدانیم که اندازه مغز، به هیچ عنوان در ارتباط با میزان هوش و ذکاوت نیست؛ پس هیچ مدرکی دال بر باهوش‌تر بودن انسان‌های نخستین وجود ندارد.

مغز انسان آتشفشان انرژی است

مغز انسان یک مصرف کننده بزرگ انرژی است. بر طبق ادعای دانشکده داروشناسی اعصاب و روان آمریکا (American College of Neuropsychopharmacology) این عضو به اندازه ۲ درصد از کل بدن تخمین زده می‌شود، اما ۲۰ درصد از اکسیژن و ۲۵ درصد از گلوکز خون را مصرف می‌کند.

با فرض بر این نظریه که مغز‌های بزرگ و پیچیده انسان امروزی نمونه تکامل یافته‌ای از مغز‌های انسان‌های بدوی است، دانشمندان به دنبال یافتن پاسخ این سوال هستند که چه چیزی در ابتدا منبع انرژی این جهش و تکامل پیچیده بوده است؟ با استناد بر عادت انسان‌های بدوی به شکار، بسیاری از دانشمندان گوشت را منبع اصلی انرژی مغز گذشتگان بر می‌شمارند. اما بعضی دیگر از دانشمندان آن را منبع غیر قابل اتکای غذا و انرژی می‌دانند. مطالعه‌ای که در ادامه تحقیقات دانشکده ملی علوم (National Academy of Science) در سال ۲۰۰۷ منتشر شد، شاید پاسخ بهتری برای سوال انسان‌شناسان ارائه دهد. این مطالعه به بررسی شامپانزه‌های امروزی پرداخته بود که می‌دانستند چطور زمین دشت‌ها را برای یافتن ساقه‌های پر کالری حفر کنند. شاید نیاکان ما هم همین کار را انجام می‌دادند و با مصرف سبزیجات و افزایش توان مغزشان، این تکامل را آغاز کردند.

دلیل افزایش توان و پیچیدگی مغز انسان در طول حیات خود از ابتدای پیدایش‌اش تا به امروز هر چه که باشد، دانشمندان سه عامل اصلی را سبب این تکامل می‌دانند: تغییرات آب و هوایی، نیاز‌های بوم‌شناسی و رقابت اجتماعی.

چین و چروک‌ها ما را باهوش‌تر می‌کنند

راز هوش نژاد بشری چیست؟ پاسخ شاید در چین و چروک‌های مغزمان باشد. مغز انسان پر از شکاف‌های در هم تنیده است؛ فرورفتگی‌ها را شیارها (Sulci) و برآمدگی‌ها را شکنج‌های مغز (Gyri) می‌نامند. این سطح که خانه بیش از ۱۰۰ میلیارد نورون یا سلول عصبی است را کورتکس یا قشر مغزی می‌خوانند.

خمیدگی و پیچش (چین و چروک) این اجازه را به مغز می‌دهد که سطح بیشتری را درون فضای محدود جمجمه جای دهد و در نتیجه توان پردازشی بیشتری را داشته باشد. به مانند انواع حیوانات باهوش امروزی، انسان‌های اولیه نیز در مقدار چین و چروک با یکدیگر متفاوت بودند. در واقع، تحقیقی که توسط لوری مارینو (Lori Marino) عصب شناس دانشگاه ایموری (Emory University) انجام شد، ثابت کرد که مغز دلفین‌ها چین و چروک بیشتری نسبت به مغز انسان‌ها دارد.

آیا ما هنوز هم از ۱۰ درصد مغز خود استفاده می‌کنیم؟

باور قدیمی که ما فقط از ۱۰ درصد مغز خود استفاده می‌کنیم درست نیست، ولی امروزه می‌دانیم که نورون‌ها فقط ۱۰ درصد سلول‌های مغز ما را تشکیل می‌دهند و ۹۰ درصد دیگر، که حدوداً نیمی از وزن مغز را شامل می‌شود، گِلیا (Glia) نام دارد که به زبان یونانی به معنای چسب است. عصب‌شناسان گمان می‌کردند که گلیا فقط یک ماده چسبناک است که نورون‌ها را به هم می‌چسباند. اما تحقیقات جدید گلیا را ماده‌ای بسیار کارآمدتر از آن‌چه تا کنون گمان می‌شد نشان داد.

مقاله‌ای که سال ۲۰۰۵ در نشریه نظرات حال حاضر عصب شناسی (Current Opinions in Neurobiology) به چاپ رسید، نقش‌های بیشتری از این ماده ستایش نشده را برشمرد. وظایفی با گستره وسیعی چون حذف انتقال دهنده‌های اضافی نورونی، محافت و افزایش ایمنی و حتی تنظیم رشد و عملکرد پیوند‌های ساینَپس (به ارتباط بین دو نورون ساینَپس می‌گویند). این مقاله نشان داد که این اکثریت حجمی غیر فعال، آن‌چنان هم غیر فعال نیست!

مغز انسان یک باشگاه انحصاری است

همانند دربانان یک باشگاه شبانه، مجموعه‌ای از سلول‌های ایمنی در سیستم خونی مغز وجود دارند که سد خونی مغز خوانده می‌شوند. این سد فقط به تعداد محدودی از مولکول‌ها اجازه ورود به سیستم عصبی یا همان مغز را می‌دهد. سد خونی مغز (پوششی از سلول‌های به هم چسبیده) مویرگ‌های درون مغز را محافظت می‌کند و اجازه نمی‌دهد مولکول‌های بزرگ (از جمله انواع آلودگی) از دیواره رگ‌ها عبور کنند. نوع خاصی از پروتئین درون این سد خونی وجود دارد که مواد مغذی را از خون به درون مغز منتقل می‌کند. بدین صورت تنها شمار اندکی از مولکول‌ها می‌توانند از این سد بگذرند.

با این‌که سد خونی یک محافظ موثر برای سیستم عصبی است، اما می‌تواند از ورود بسیاری از دارو‌ها به مغز جلوگیری کند. پزشکان برای درمان تومور مجبورند از دارو‌هایی استفاده کنند که اتصالات بین سلولی این سد را از هم باز می‌کند. اما این روش سیستم عصبی را موقتاً به آلودگی‌ها آسیب پذیر می‌کند. یکی از راه‌حل‌های این مشکل، تکنولوژی نانو است. در مطالعه‌ای که سال ۲۰۰۹ در نشریه مطالعات سرطانی به چاپ رسید نشان داده شد نانو ذراتی که با معماری خاصی ساخته شده باشند، می‌توانند از سد خونی عبور کرده و به سطح تومور بچسبند. ترکیب نانو ذرات و داروهای شیمی درمانی در آینده، می‌تواند شیوه‌ای نوین برای درمان تومور باشد.

مغز انسان در ابتدا به شکل یک مجرا است

مغز جزو ارگان‌هایی است که در مراحل آغازین شکل‌گیری جنین، شروع به رشد و نمو می‌کند. سه هفته بعد از لقاح، ورقه‌ای از سلول‌های جنینی به نام ورقه عصبی به شکل یک مجرا پیچیده و آمیخته می‌گردد، که در ادامه روند رشد، تبدیل به سیستم مرکزی عصبی می‌شود.

در سه ماه اول، مجرای عصبی رشد کرده و خود را از دیگر ارگان‌ها متمایز می‌سازد (تمایز سلولی، مرحله‌ای از رشد جنین است که در آن بافت مخصوص هر ارگان شکل می‌گیرد). در سه ماهه دوم، نورون‌ها و گلیا (بافت ارتباطی بین نورونی) شروع به شکل‌گیری می‌کنند. با این همه چین و چروک مغز به این زودی‌ها شکل نمی‌گیرد. بر طبق یک بررسی که سال ۲۰۰۰ در نشریه رادیولوژی منتشر شد، تصویر برداری MRI در طول ۲۴ هفته پس از لقاح، تنها تعداد اندکی شیار را بر روی سطح صاف مغز جنین نشان می‌دهد. همراه با شروع شدن سه ماهه سوم در هفته ۲۶ام، این شیار‌ها عمیق‌تر شده و مغز آرام آرام ظاهر یک مغز نوزاد را به خود می‌گیرد.

با این حال تکامل مغزی فرآیندی بسیار طولانی‌تر است

اگر صاحب فرزندی هستید که در دوران نوجوانی خود قرار دارد، باید بدانید که قسمتی از رفتار یک نوجوان، از تغییرات غیر قابل کنترلی نشأت می‌گیرد که در طول رشد و نمو مغزش به وجود می‌آید. میزان ماده خاکستری درون مغز تا دوره بلوغ به اوج خود می‌رسد ولی در دوره نوجوانی، به همراه رشد قشر پیشانی مغز (جایگاه تصمیم گیری و قضاوت) کاهش می‌یابد.

مطالعه‌ای که سال ۲۰۰۵ در نشریه رشد کودک به چاپ رسید اظهار داشت قسمتی از مغز که مسئول عملکرد هم‌زمان چندین وظیفه است تا سن ۱۶ یا ۱۷ سالگی به تکامل نمی‌رسد. بر طبق مقالاتی که سال ۲۰۰۶ در جشنواره علمی انجمن بریتانیا ارائه شد، سیستم عصبی مغز در دوران نوجوانی، تمایل بر خود محوری دارد. بعنی نوجوانان در گرفتن تصمیماتی که بر دیگران نیز تأثیر دارند، کم‌تر از بزرگسالان از قشر پیشانی مغز خود استفاده می‌کنند؛ قشری که مرتبط با احساس گناه و هم‌دلی در فرد است. محققین بر این باورند که نوجوانان با شرکت در فعالیت‌های اجتماعی می‌توانند همدلی را در خود تقویت کنند. پس اگر می‌خواهید فرزندتان مسئولانه‌تر رفتار کند، به جای تنبیه و حبس خانگی، او را بیشتر در اجتماع و به میان مردم ببرید.

مغز هیچ‌گاه از تغییر نمی‌ایستد

دانش علمی بشر زمانی بر این باور بود که انسان با رسیدن به دوره بزرگ‌سالی، مغزش دیگر نمی‌تواند ارتباطات جدید نورونی تشکیل دهد. عصب‌شناسان در گذشته این قابلیت مغز را که شکل‌پذیری (Plasticity) نام دارد، تنها محدود به دوران طفولیت و کودکی می‌دانستند.

در سال ۲۰۰۷ طی یک بررسی که بر روی یک بیمار سکته مغزی انجام شد نشان داده شد که مغز خودش را با آسیب وارده سازگار کرده است. با آسیب دیدن نورون‌های حاوی اطلاعات تصویری، مغز بیمار فوق‌الذکر توانست به مرور زمان همین اطلاعات را از مسیری دیگر برای خود فراهم سازد. پس از بررسی این بیمار، آزمایشات زیادی بر روی موش‌های بالغ انجام شدند که نشان دادند مغز آن‌ها نیز می‌تواند نورون‌های جدیدی تولید کند. در ادامه شواهد بیشتری از تشکیل ارتباطات عصبی جدید توسط نورون‌ها در دوران بزرگ‌سالی کشف شد. در همین راستا، بررسی‌هایی که بر روی مراقبه (Meditation) انجام شدند، نشان دادند با تمرین‌های ذهنی عمیق و مداوم، مغز نه تنها قادر است ارتباطات نورونی جدید تشکیل دهد بلکه می‌تواند ساختار و عملکرد را نیز تغییر دهد.

زن‌ها خیلی هم اهل ونوس نیستند!

باور عمومی بر این است که مغز زنان و مردان باهم متفاوت است. این درست است که تأثیر هورمون‌های زنان و مردان بر مغز متفاوت است؛ همچنین، بررسی‌های تصویری تفاوت در میزان احساس درد، تقابل‌های اجتماعی و نحوه پاسخ‌گویی به استرس را در مغز زنان و مردان نیز نشان داده است. ولی این‌که آیا این تغییرات از ژن‌ها سرچشمه گرفته‌اند یا از عوامل محیطی و پرورشی، مناقشه‌ای است که هنوز هم از موضوعات بحث برانگیز عصب شناسی است.

اما در بیشتر جوانب، مغز و قوه ادراک زنان و مردان مشابه یک‌دیگر هستند. تحلیلی که در سال ۲۰۰۵ توسط روان‌شناسان آمریکایی بر روی تفاوت‌های جنسیتی انجام شد، بیان داشت که در ۷۸ درصد از تفاوت‌های گزارش شده در دیگر مطالعات، تأثیر جنسیت بر روی رفتار فردی چیزی نزدیک به صفر بوده است و همچنین مطالعات اخیر، توانایی‌های متفاوت ذهنی زنان و مردان را کاملاً رد کرده‌اند. مطالعه‌ای که ژانویه ۲۰۱۰ در نشریه روان‌شناسی منتشر شد، نیم میلیون دختر و پسر از ۶۹ کشور مختلف را در انجام تمرینات ریاضیات مورد بررسی قرار داد و هیچ تفاوت مشهودی بین آن‌ها نیافت.

توجه محض بر روی تفاوت‌های انسانی شاید عنوان جذابی برای کتاب‌هایمان بسازد، ولی در نگاه علم عصب‌شناسی هیچ چیز به این سادگی نخواهد بود.