كلمات كليدي : روش تخريب، روش تحريك، امواج مغزي، تصويربرداري مغزي، روان شناسي فيزيولوژيك
نویسنده : كوثر يوسفي
پژوهش‌های مربوط به فیزیولوژی اعصاب و علوم وابسته به آن مانند روان‌شناسی فیزیولوژیک و رفتارشناسی با شیوه‌های مختلفی صورت می‌گیرد. هرچه ابزارهای پژوهش، کامل‌تر و پیچیده‌تر می‌شوند تنوع این شیوه‌ها نیز بیشتر می‌شود.[1]
محققان معمولا از دو روش برای بررسی رابطه بین فرایندهای مغزی و رفتار استفاده می‌کنند. در روش اول، مواد موثر در فیزیولوژی را به عنوان متغیر مستقل دستکاری می‌کنند و به اندازه‌گیری متغیر وابسته(رفتار) می‌پردازند. در روش دوم، رفتار به عنوان متغیر مستقل دستکاری می‌شود و تغییرات فیزیولوژی را به عنوان متغیر وابسته اندازه می‌گیرند.
در روان‌شناسی زیست‌شناختی و روان‌شناسی عصب‌شناختی، روش اول و در روان‌شناسی فیزیولوژیک روش دوم کاربرد دارد. در روان‌شناسی زیست‌شناختی و روان‌شناسی فیزیولوژیک از آسیب و تحریک بافت عصبی در آزمایش‌های حیوانی استفاده می‌کنند، ولی در آزمایش‌های انسانی(در بروز رفتار و فرایند تفکر) هر دو شاخه، از روش ثبت فرایندهای الکتریکی مغز استفاده می‌شود. از لحاظ روش‌شناختی، روان‌شناسی عصب‌شناختی(نوروسایکولوژی) اختلال رفتار و تفکر را پس از آسیب یا تخریب مغز انسان بررسی می‌کند که امروزه با توسعه روش‌های تصویربرداری می‌توان بدون خطر، فرایند رفتار و تفکر را در مغز انسان زنده وارسی کرد.[2]
روش‌های تهاجمی[3]
الف. روش تخریب lesion method
روش تخریب بخش‌هایی از مغز جانوران که از قرن گذشته در فیزیولوژی اعصاب متداول بوده است، بر این فکر استوار است که از نوع تغییر کارکرد یک اندام آسیب‌دیده می‌توان به نقش طبیعی آن اندام پی‌برد؛ مثلا با تخریب ناحیه حرکتی مغز، عضلات حیوان فلج می‌شود و با آسیب رساندن به مرکز شنوایی، حیوان ناشنوا می‌گردد. با تخریب یک بخش در مغز جانوران، همه تارهای عصبی که جسم سلولی آنها در بخش آسیب‌دیده بوده است تحلیل می‌روند، بنابراین با این روش می‌توان به مسیر تارهای عصبی نیز پی‌برد.[4]
روش تخریب بازگشت‌پذیر و بازگشت‌ناپذیر بافت عصبی، یکی از روش‌های متداول تحقیق در روان‌شناسی زیست‌شناختی و روان‌شناسی فیزیولوژیک است. آسیب در ناحیه‌ای از مغز، در رفتار اختلال ایجاد می‌کند. چون این اختلال می‌تواند به دلایل متفاوتی باشد، تعبیر و تفسیر نتایج آن نیز بسیار دشوار است. بدین‌ترتیب براساس نتایج روش تخریب به آنها اشاره می‌شود:
· ناحیه آسیب‌دیده، برای هدایت رفتار اهمیت دارد.
· اختلال مشاهده‌شده در رفتار، ناشی از اثر جانبی حذف رفتار دیگر است.
· اثر آسیب، موقتی است؛ زیرا فرایندهای جبران عصبی و روان‌شناختی به ترمیم اختلال می‌پردازند.
· با اینکه ناحیه آسیب‌دیده، تارهایی به ناحیه دیگری می‌فرستد که برای رفتار مسؤولیت دارد ولی فرمان هسته ناحیه آسیب‌دیده برای پدیدآیی رفتار اهمیت دارد.
· آسیب یک منطقه، سبب عدم بازداری منطقه دیگر می‌شود، زیرا قبل از آسیب، از فعالیت منطقه دیگر جلوگیری به عمل می‌آورده است.
· اثر پدیدآمده، یک اثر ثانوی است که به علت عمل جراحی یا فرایند درمان پیش آمده است.
بنابر آنچه ذکر شد، نتایج روش تخریب، نتایجی کلی محسوب می‌شود. وقتی رفتار مختل‌شده برای مدت طولانی ادامه یابد، می‌توان نتیجه گرفت که ناحیه آسیب‌دیده برای پدیدآیی آن رفتار اهمیت دارد و چنانچه در رفتار حیوان پس از آسیب، تغییری ایجاد نشود، در این صورت آن ناحیه برای پدیدآیی آن رفتار نقشی ندارد.[5]
ب: روش تحریک stimulation method
با تحریک کردن یک مرکز عصبی، عملکرد جانور و اندام‌های آن مورد بررسی قرار می‌گیرد. برای انجام این‌گونه پژوهش‌ها از ابزارهایی مانند میکروالکترود[6] استفاده می‌شود. میکروالکترودها، اجسام هادی بسیار نازکی هستند که می‌توان نوک آنها را به درون نورون‌ها وارد کرد بدون آنکه به سلول عصبی آسیب زیادی وارد شود. برخی میکروالکترودهای نسبتا درشت از تنگستن، طلا، پلاتین و نقره تهیه می‌شوند. این میکروالکترودها را به وسیله رنگ‌های عایق می‌پوشانند، به طوری که فقط نوک آنها فاقد عایق باشد.[7]
تحریک الکتریکی مغز به ویژه کورتکس، در جریان جراحی اعصاب به یافته‌های مهمی در تعیین گستره کنش روانی منجر شده است. پنفیلد(Penfield) و ژاسپر(Jasper) در کلینیک جراحی اعصاب مونترال موفق شدند در افراد مبتلا به صرع کانونی، موضع ایجادکننده حمله صرعی را در قطعه گیجگاهی بدون آسیب سایر مراکز، جراحی کنند.[8]
روش‌های الکتروفیزیولوژیکی
ثبت فعالیت الکتریکی مغز انسان، یکی از روش‌های مهم تحقیق ارتباط بین مغز و رفتار به شمار می‌رود. فرایند پردازش اطلاعات در مغز، خیلی سریع انجام می‌شود و با روش تصویربرداری امکان‌پذیر نیست؛ لذا اندازه‌گیری آن باید با دقت و سرعت لازم انجام گردد.
تاریخچه کشف فعالیت الکتریکی مغز با پیشرفت فنون اندازه‌گیری پتانسیل و تقویت آن در قرن 19 و 20 میلادی رابطه عمیق دارد. پس از کشف الکتریسته زیستی توسط گالوانی(Galvani) و همسرش برای نخستین بار، ماتوسی(Matteucci) امواج پتانسیل ماهیچه‌ای و ریموند(Raymond) امواج پتانسیل تارهای عصبی را اندازه‌گیری کردند.[9]
ثبت پدیده‌های الکتریکی اعصاب می‌تواند از روی پوست سر، سطح خارجی قشر مخ یا نواحی عمیق مغز صورت گیرد که در مورد اخیر از میکروالکترودهای کارگذاشته‌شده استفاده می‌شود. پتانسیل الکتریکی تار عصبی یا نورون را نیز می‌توان با وارد کردن یک میکروالکترود شیشه‌ای به درون آکسون یا جسم سلولی نورون ثبت کرد. در همه این پژوهش‌ها از دستگاه‌های تقویت‌کننده استفاده می‌شود.[10]
نوسان‌های پتانسیل‌های الکتریکی ثبت‌شده، امواج مغزی نام دارند و منحنی آن نیز الکتروانسفالوگرام(EEG) نام دارد. در افراد طبیعی سالم، اکثر موجهای EEG را می‌توان تحت عنوان امواج آلفا، بتا، تتا و دلتا دسته‌بندی کرد.
الف. امواج آلفا: موجهای ریتمیکی هستند که با فرکانس 8 تا 13 سیکل(دور) در هر ثانیه ظاهر می‌شوند و در حالت بیداری، هنگام استراحت و آرامش مغزی، در EEG های تقریبا تمام افراد بالغ طبیعی دیده می‌شوند. موقع خواب عمیق، امواج آلفا ناپدید می‌شوند.
ب. امواج بتا: هنگامی که توجه فرد بیدار به یک نوع خاص از فعالیت ذهنی معطوف می‌شود، امواج ناهمزمان بتا با ولتاژ کمتر و فرکانس بیشتر، جایگزین امواج آلفا می‌شوند. امواج بتا با فرکانسی بیش از 14 سیکل در ثانیه و حتی 80 سیکل در ثانیه به وجود می‌آیند.
ج. امواج تتا: فرکانسی بین 4 تا 7 سیکل در ثانیه دارند. این امواج در جریان استرس‌های هیجانی در برخی افراد بالغ به‌ویژه هنگام ناامیدی و ناکامی نیز تشکیل می‌شوند. علاوه بر این، امواج تتا در خیلی از اختلالات مغزی نیز به وجود می‌آیند.
د. امواج دلتا: شامل تمام امواج با فرکانس کمتر از 5/3 سیکل در ثانیه می‌شوند و غالبا ولتاژی دو تا چهار برابر سایر امواج مغزی دارند. این امواج موقع خواب بسیار عمیق، دوران شیرخوارگی و در بیماری‌های عضوی جدی مغز به وجود می‌آیند.[11]
روش‌های تصویربرداری
با توجه به این که چگونگی کنش و حرکت تعدیل‌کننده‌های عصبی و گیرندگان در فرایندهای الکتریکی مغناطیسی، نامعلوم هستند، استفاده از روش تصویربرداری برای تکمیل تصویر فرایند مغز انسان، اجتناب‌ناپذیر است.
الف. روش پرتونگاری
در چند سال پیش، آزمایش‌های پرتونگاری عصبی با تزریق هوا در فضای بین عنکبوتیه و سخت‌شامه انجام می‌شد. نتایج تحقیقات نشان می‌دهند که استفاده از این روش‌ها برای بیماران، آثار سوء جانبی را در پی دارد. بنابراین در سال‌های اخیر محققان با استفاده از روش توموگرافی کامپیوتری که یک روش غیرتهاجمی و بی‌خطر است، مغز بیمار را مطالعه می‌کنند.
ب. روش اندازه‌گیری گردش خون نواحی مغزی
در این روش، مقدار کمی محلول رادیواکتیو در سرخرگ سبات داخلی تزریق شده و یا گاز آن استنشاق می‌شود. پذیرش و نهایتا شستشوی ایزوتوپ در مغز در اولین لحظه‌های پس از تزریق یا استشمام با سیصد کشف‌کننده موجود در نواحی مغز، قابل ثبت است. هر قدر خون در ناحیه معینی از مغز بیشتر جریان یابد، میزان غلظت ایزوتوپ در آن ناحیه بیشتر است. بدین ترتیب می‌توان تغییرات ناحیه‌ای گردش خون مغزی را در فعالیت‌های مختلف مشاهده کرده و توزیع گردش خون مغزی را با حالت آرامش مقایسه کرد.
ج. روش اندازه‌گیری سوخت‌وساز قند خون
کنش سلول‌های عصبی به مصرف گلوکز وابسته است، زیرا از سوخت‌وساز گلوکز، انرژی لازم برای کنش سلول‌های عصبی فراهم می‌شود. بدین‌ترتیب می‌توان نوع فعالیت سلول‌های عصبی مناطق معین مغز را در رابطه با سوخت‌وساز گلوکز توصیف کرد.
د. روش مغناطیسی
فعالیت الکتریکی سلول‌های مغز انسان، میدان مغناطیسی ضعیفی ایجاد می‌کند که با کشف‌کننده‌های حساس قابل ثبت است. لذا محققان در سال‌های اخیر از روش موج‌نگار مغناطیسی مغز و روش تصویرسازی تموج مغناطیسی استفاده می‌کنند. تاکنون هیچ‌گونه شواهدی مبنی بر آثار سوء ناشی از کاربرد روش تصویرسازی تموج مغناطیسی وجود نداشته و با استفاده از این روش می‌توان اطلاعات مفیدی در نسوج قشری و زیرقشری به دست آورد.[12]