راهنمای علوم اعصاب
راهنمای علوم اعصاب
راهنمای علوم اعصاب
***سلب مسئولیت - محصولات Emotiv صرفاً برای کاربردهای پژوهشی و استفاده شخصی در نظر گرفته شدهاند. محصولات ما به عنوان تجهیزات پزشکی، آنطور که در دستورالعمل اتحادیه اروپا 93/42/EEC تعریف شده است، به فروش نمیرسند. محصولات ما برای تشخیص یا درمان بیماریها طراحی یا در نظر گرفته نشدهاند.
تعریف علوم اعصاب (نوروساینس)
علوم اعصاب بررسی فرآیندهای شیمیایی، زیستی و آناتومیکال است که بر رفتار و عملکرد مغز تأثیر میگذارند. این علم زمینههای بینرشتهای مختلفی از جمله پزشکی، شیمی، روانشناسی، زیستشناسی مولکولی، آناتومی، فیزیک و سایر علوم زیستی را با یکدیگر ترکیب میکند تا سیستم عصبی را درک کند.
علوم اعصاب چیست؟
علوم اعصاب مطالعه سیستم عصبی و نحوه تأثیر اعصاب بر رفتار با استفاده از دامنه وسیعی از رویکردهای علمی است. علوم اعصاب که به آن علم عصبی نیز گفته میشود، به دنبال درک عملکرد، بلوغ و حفظ سیستم عصبی است — هم در افراد سالم و هم در افرادی که به اختلالات مغزی، روانپزشکی یا رشدیعصبی مبتلا هستند. این علم تمرکز اصلی خود را بر ساختار و توسعه سیستم عصبی مرکزی، که شامل مغز و نخاع است، معطوف میکند.
به همین دلیل، پژوهشهای علوم اعصاب اغلب بر چگونگی تأثیر مغز بر رفتار و عملکرد شناختی متمرکز است. کسانی که علوم اعصاب را مطالعه میکنند، دانشمند علوم اعصاب (نوروساینتیست) نامیده میشوند. یک دانشمند علوم اعصاب با متخصص علوم اعصاب متفاوت است؛ زیرا اصطلاح «متخصص علوم اعصاب» معمولاً به پزشکانی اشاره دارد که در درمان بیماریهای مغز و ستون فقرات تخصص دارند، در حالی که دانشمندان علوم اعصاب پژوهشگرانی هستند که در مطالعه سیستم عصبی تخصص دارند.
تداک علوم اعصاب (TED Talk Neuroscience)
علوم اعصاب: کاوش در مغز
علوم اعصاب منبع اصلی اطلاعات ما درباره مغز و تأثیر مغز بر رفتار و عملکردهای شناختی است. این حوزه با تعداد فزایندهای از ابزارها مانند اسکنهای تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI)، دستگاههای الکتروانسفالوگرام (EEG) و فناوری تصویربرداری سهبعدی، به رمزگشایی از عملکردهای پیچیده مغز کمک میکند.
چرا علوم اعصاب اهمیت دارد
از آنجا که علوم اعصاب بر طیف گستردهای از عملکردهای انسانی تأثیر میگذارد، درک مغز نقش حیاتی در درمان و پیشگیری از بسیاری از بیماریهای عصبی ایفا میکند.
علوم اعصاب به پیشرفت درک ما از اختلالات و آسیبهای عصبی مختلف کمک کرده است، از جمله:
بیشفعالی و نقص توجه (ADHD)
اعتیاد
اختلال طیف اوتیسم
سکته مغزی
تومورهای مغزی
فلج مغزی
سندرم داون
صرع
ام اس (مالتیپل اسکلروزیس)
بیماری پارکینسون
اسکیزوفرنی
سیاتیک
اختلالات خواب
اخبار علوم اعصاب
در اینجا برخی از اخبار و دستاوردهای اخیر در حوزه علوم اعصاب آورده شده است که باید از آنها مطلع باشید.
دانشمندان سیستم ناوبری مغز را کشف کردند. در سال ۲۰۰۵، دانشمندان علوم اعصاب سلولهای «شبکهای» را در قشر انتورینال کشف کردند که نقش مهمی در نحوه ردیابی موقعیت حیوانات در فضا دارد — مسئلهای بنیادی برای بقا.
آزمایشگاههای علوم اعصاب از روش اپتوژنتیک استقبال میکنند. کشف فناوری اپتوژنتیک در سال ۲۰۰۵، که تکنیکی برای فعال کردن نورونها با نور است، روشی دقیق برای مطالعه نقش نورونهای منتخب در یک بیماری یا رفتار در اختیار آزمایشگاههای علوم اعصاب قرار داد.
درمان شناختی رفتاری از پشتیبانی علمی بهرهمند میشود. یک فراتحلیل در سال ۲۰۱۲ بر روی بیش از ۱۰۰ مطالعه نشان داد که درمان شناختی رفتاری دارای یک پایه شواهد قوی است. مشخص شد که CBT به ویژه برای اختلالات اضطرابی، اختلالات جسمیشکل، بولیمیا (پرخوری عصبی)، مشکلات کنترل خشم و استرس عمومی سودمند است.
دانشمندان سد خونی-مغزی را میگشایند. دانشمندان علوم اعصاب با موفقیت به سد خونی-مغزی نفوذ کردند؛ شبکهای از سلولها که از مغز در برابر بقیه بدن محافظت میکند. اگرچه این سد مانع از ورود سموم مضر جریان خون به بافت مغز میشود، اما رساندن دارو به مغز را نیز با مشکل مواجه میکند. سد خونی-مغزی برای اولین بار در سال ۲۰۱۵ در انسانها گشوده شد.
هوش مصنوعی ایمپلنتهای عصبی را تقویت میکند. ایمپلنتهای عصبی میتوانند فعالیت الکتریکی مغز را تغییر دهند و به بازیابی عملکرد در نواحی آسیبدیده مغزی یا دچار اختلالات عصبی کمک کنند. در سال ۲۰۱۷، محققان یک نمونه اولیه از ایمپلنت عصبی در مقیاس نانو با قدرت هوش مصنوعی طراحی کردند که میتواند سیناپسهای ضعیف را در بیماران مبتلا به اختلالات مغزی تقویت کند.
رابطهای مغز و رایانه توانبخشی عصبی را پیش میبرند. رودریگو هوبنر مندس، مرد فلج چهار اندام، در سال ۲۰۱۷ اولین فردی شد که خودروی فرمول ۱ (F1) را تنها با استفاده از امواج مغزی خود هدایت کرد. این کار با ترکیب فناوری رابط مغز و رایانه (BCI) و تجهیزات غیرتهاجمی EEG امکانپذیر شد. هوبنر مندس از یک هدست EEG مدل EMOTIV EPOC+ استفاده کرد، در حالی که یک رایانه درون خودرو افکار او را به فرمانهایی برای راندن خودرو ترجمه میکرد.
علوم اعصاب چگونه میتواند به توضیح رفتار کمک کند؟
پژوهشهای علوم اعصاب
پژوهشهای علوم اعصاب رشتهای با رشد سریع است، زیرا هرگونه پیشرفت در شاخههای اصلی علوم اعصاب به کل تحقیقات در این حوزه کمک میکند. حوزههای پژوهشی علوم اعصاب از نظر موضوعی بسیار متنوع هستند، اما تمرکز اصلی آنها بر این است که چگونه عملکرد و ساختار سیستم عصبی با بیماریها، رفتارها و فرآیندهای شناختی در ارتباط است.
ویدئوی علوم اعصاب برای کودکان
پاسخ به سوالات بزرگ در علوم اعصاب
اگرچه سیستم عصبی در تعداد شگفتانگیزی از عملکردهای رفتاری نقش دارد، برخی از جالبترین مباحث امروزی در علوم اعصاب شامل علوم اعصاب و خواب، علوم اعصاب و انگیزه انسان، علوم اعصاب اجتماعی و اقتصاد عصبی (نورواکونومیکس) است. کاوش در این مباحث به روشن شدن چگونگی توضیح رفتار توسط علوم اعصاب در مقیاسی گستردهتر کمک میکند.
علوم اعصاب و خواب
خواب به طور سنتی در دستههای پزشکی و روانشناسی مطالعه شده است. با توسعه علوم اعصاب به عنوان یک رشته بینرشتهای تثبیتشده در اواخر دهه ۱۹۰۰، پژوهشهای علوم اعصاب توجه خود را به خواب معطوف کردند. از آنجا که حیوانات برای عملکرد مناسب به مقدار مشخصی خواب نیاز دارند — و کمبود آن به سلامت آنها آسیب میزند — خواب یک رفتار عصبی حیاتی است. علوم اعصاب خواب به دنبال بررسی مواردی چون اجزای تشکیلدهنده خواب، چگونگی تحریک خواب، اتفاقات درون مغز در حین خواب و چگونگی ایجاد و درمان اختلالات خواب است.
یک نوع از تستهای EEG به طور خاص به ارزیابی اختلالات خواب اختصاص دارد. «پلیسومنوگرافی» یا مطالعه خواب با EEG، یک فرآیند شبانه است که فعالیتهای بدن (ضربان قلب، تنفس و سطح اکسیژن) را همزمان با انجام اسکن EEG اندازهگیری میکند.
علوم اعصاب و انگیزه انسان
مطالعه علوم اعصاب و انگیزه انسان به بررسی اجزای نوروبیولوژیکی انگیزه طبیعی و غیرطبیعی میپردازد. شما ممکن است انگیزه را به عنوان یک نگرش یا ویژگی توصیفکننده افراد موفق در نظر بگیرید. در واقع، انگیزه یک رفتار عصبی است که فرآیندهای زیستی و روانشناختی را در بر میگیرد.
در سطح زیستی، حیوانات برای برآوردن نیازهای بقا مانند غذا، پناهگاه و آب انگیزه دارند. در سطح روانشناختی، عوامل متعددی میتوانند در حفظ انگیزه و تلاش یک موجود برای برآوردن نیازهای اولیه خود دخیل باشند. برای مثال، تجربه اختلالات عصبی مانند افسردگی و اسکیزوفرنی یا بیماریهایی مانند اعتیاد، انگیزه را مختل میکند.
مباحث علوم اعصاب برای مطالعه بیشتر
علوم اعصاب مدیتیشن
مدیتیشن موضوع صدها مطالعه علوم اعصاب بوده است. از آنجا که مدیتیشن به شدت با کاهش استرس و اضطراب مرتبط است، دانشمندان علوم اعصاب به تأثیرات آن بر فعالیت مغز علاقهمند هستند. بسیاری از مطالعات از تکنیکهای ثبت فعالیت مغز مانند EEG و تصویربرداری عصبی مانند fMRI برای مشاهده نحوه تغییرات فعالیت مغز در اثر مدیتیشن استفاده میکنند.
به عنوان مثال، یک مطالعه اولیه از EEG برای ثبت فعالیت مغز مدیتیتورهای باتجربه ذن استفاده کرد. محققان ظهور امواج آلفا، افزایش دامنه امواج آلفا، کاهش امواج آلفا و ظهور امواج تتا را مشاهده کردند. این تغییرات در حالتهای EEG با فرآیند تمرین مدیتیشن فرد همخوانی داشت. فعالیت آلفا با حالت ذهنی آرام، آسوده و شفاف همراه است و فعالیت تتا در بزرگسالان با خوابآلودگی مرتبط است.
علوم اعصاب افسردگی
اعتقاد بر این است که ساختارهای مختلفی در مغز در افسردگی نقش دارند. در سطح زیستی، دانشمندان علوم اعصاب شناسایی کردهاند که ژنهای خاصی میتوانند بر میزان آسیبپذیری یک فرد نسبت به خلق پایین و چگونگی پاسخ او به دارو تأثیر بگذارند.
پژوهشگران از تکنیکهای تصویربرداری عصبی و توموگرافی برای درک چگونگی تأثیر افسردگی بر مناطق و عملکردهای مغز استفاده کردهاند. اسکنهای fMRI میتوانند تغییرات در بخشهای مغز را هنگام پاسخ به محرکها اندازهگیری کنند، و توموگرافی کامپیوتری با انتشار تک فوتون (SPECT) و توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) میتوانند تراکم و توزیع انتقالدهندههای عصبی را اندازهگیری کنند.
در مغز افسرده، ارتباط بین نورونها ممکن است نامنظم باشد — به عنوان مثال، یک گیرنده عصبی ممکن است به طور ناکارآمد به یک انتقالدهنده عصبی پاسخ دهد. توجه به این نکته مهم است که افسردگی ممکن است صرفاً به دلیل سطح پایین انتقالدهندههای عصبی نباشد. با بررسی عمیقتر دانشمندان در زمینه علوم اعصاب افسردگی، درک بهتری از علل احتمالی متعدد افسردگی، از جمله تروما (آسیب روانی)، ژنتیک، استرس و شرایط پزشکی حاصل میشود.
علوم اعصاب اعتیاد
انگهای اجتماعی پیش از این اعتیاد را نتیجه ضعفهای اخلاقی یا اراده ضعیف توصیف میکردند. تحقیقات در زمینه علوم اعصاب اعتیاد در طول ۳۰ سال گذشته نشان داده است که اعتیاد در واقع یک اختلال مزمن مغزی است. اعتیاد سیستم مدارهای عصبی (که مداربندی عصبی یا نوروسیرکویتری نامیده میشود) درگیر در انگیزه و پاداش را مختل میکند. علوم اعصاب اعتیاد فرآیندهای عصبی زمینهساز عوامل زیستی، اجتماعی و فرهنگی را که در میزان آسیبپذیری فرد به اعتیاد و سوءمصرف مواد نقش دارند، مطالعه میکند.
ویدئوی علوم اعصاب اعتیاد
علوم اعصاب موسیقی
علوم اعصاب موسیقی به دنبال درک مکانیسمهای عصبی دخیل در فرآیندهای شناختی گوش دادن، نواختن، آهنگسازی و خواندن موسیقی است.
از آنجا که موسیقی از نظر احساسی و جسمی بر ما تأثیر میگذارد، مطالعات مستقل زیادی در زمینه علوم اعصاب موسیقی انجام شده است. به عنوان مثال، محققان بررسی کردهاند که موسیقی چگونه به یادآوری خاطرات در افراد مبتلا به زوال عقل یا آلزایمر کمک میکند.
علوم اعصاب موسیقی شامل تحقیقات مصرفکننده نیز میشود. در یک آزمایش، دادههای EEG سه هنرمند مشهور نروژی در حین گوش دادن به موسیقی از ژانرهای مختلف ثبت شد. دادههای ثبتشده EEG با استفاده از یک الگوریتم تجزیه و تحلیل شد تا مشخص شود آیا این هنرمندان مشهور از موسیقی که به آن گوش میدادند خوششان آمده است یا خیر. ویدئوی زیر را تماشا کنید تا متوجه شوید آیا لارس واولار، اوله پاوس و مارگارت برگر موسیقیدانان محبوب خودشان هستند یا خیر.
ویدئوی «درک درک ما از موسیقی»
علوم اعصاب حافظه
حافظه شامل فرآیندهای شناختی و عصبی پیچیدهای است و دانشمندان همچنان در حال تحقیق در مورد علوم اعصاب حافظه هستند. با این حال، ما یک درک بنیادی از چگونگی ثبت تجربیات در مغز داریم. خاطرات جدید زمانی شکل میگیرند که سیناپسها تغییر کرده یا دوباره مسیردهی شوند. اسبک مغز (هیپوکامپ) و ناحیه پاراهیپوکامپ رویدادهای کوتاهمدت را به خاطرات بلندمدت تبدیل میکنند. بادامک مغز (آمیگدال) احساسات را با تجربیات زیسته ما ادغام میکند.
علوم اعصاب آگاهی
آگاهی بر رفتار انسان تأثیر میگذارد، از این رو علوم اعصاب دریچهای برای توضیح آگاهی فراهم میکند. مطالعه علوم اعصاب آگاهی عمدتاً به دنبال پاسخ به این سؤال است که کدام ویژگیهای عصبی تعیین میکنند چه زمانی یک حالت هوشیار است یا خیر (آگاهی عمومی) و کدام ویژگیهای عصبی پایه و اساس یک حالت هوشیار را مشخص میکنند (آگاهی اختصاصی).
حوزههای علوم اعصاب
از آنجا که علوم اعصاب یک مطالعه بینرشتهای است، تحقیقات و توسعه مدرن را میتوان در حوزههای مختلف علوم اعصاب دستهبندی کرد.
لیست حوزههای علوم اعصاب:
در بخشهای بعدی، تفاوتهای بین علوم اعصاب و روانشناسی و همچنین علوم اعصاب در مقابل مغز و اعصاب (نورولوژی) را توضیح خواهیم داد، حوزههای اصلی علوم اعصاب (علوم اعصاب شناختی و رفتاری) را توصیف میکنیم و سایر حوزههای نوظهور را تعریف خواهیم کرد.
علوم اعصاب عاطفی (علوم اعصاب احساسات)
علوم اعصاب رفتاری
علوم اعصاب سلولی
علوم اعصاب بالینی
علوم اعصاب شناختی
علوم اعصاب محاسباتی
علوم اعصاب فرهنگی
شناختی رشدی
علوم اعصاب
علوم اعصاب رشدی
علوم اعصاب تکاملی
علوم اعصاب تربیتی
علوم اعصاب مولکولی
علوم اعصاب پزشکی
مهندسی عصبشناختی
کالبدشناسی اعصاب (نورواناتومی)
شیمی اعصاب (نوروشیمی)
اقتصاد عصبی (نورواکونومیکس)
اخلاق عصبی (نورواتیک)
رفتارشناسی عصبی (نورواتولوژی)
نوروگاسترونومی (علوم اعصاب تغذیه)
ژنتیک عصبی (نوروژنتیک)
تصویربرداری عصبی
ایمنیشناسی عصبی (نوروایمونولوژی)
نورواینفورماتیک
زبانشناسی عصبی (نورولینگوئیستیک)
بازاریابی عصبی (نورومارکتینگ)
فیزیک اعصاب (نوروفیزیک)
فیزیولوژی اعصاب (نوروفیزیولوژی)
روانشناسی عصبی (نوروپسیكولوژی)
دیرینهزیستشناسی عصبی
علوم اعصاب اجتماعی
علوم اعصاب سیستمها
علوم اعصاب نظری
علوم اعصاب ترجمهای (کاربردی)
تفاوت بین علوم اعصاب و روانشناسی چیست؟
رابطه علوم اعصاب با روانشناسی چیست؟ بیایید دوباره به تعریف علوم اعصاب نگاهی بیندازیم. این علم مطالعه فرآیندهای شیمیایی، زیستی و آناتومیکال تأثیرگذار بر رفتار و عملکرد مغز است، در حالی که روانشناسی مطالعه انتزاعی رفتار انسان است. شما میتوانید روانشناسی بخوانید و درباره ماهیت انسان بیاموزید، اما بدون دانش علمی درباره نحوه عملکرد مغز، ممکن است تصویر کاملی به دست نیاورید. دانشمندان همچنان در حال کشف این موضوع هستند که مغز چگونه در فرآیندهای روانشناختی مانند شخصیت، رفتار و احساسات نقش دارد.
مغز و اعصاب در مقابل علوم اعصاب
علوم اعصاب مربوط به مطالعه سیستم عصبی است، در حالی که مغز و اعصاب (نورولوژی) به درمان پزشکی آن مربوط میشود. نورولوژی شاخهای از پزشکی است که در سیستم عصبی مرکزی، محیطی و خودمختار تخصص دارد. متخصصان مغز و اعصاب پزشکانی هستند که بیماریها و اختلالات عصبی را تشخیص داده و درمان میکنند.
علوم اعصاب شناختی
علوم اعصاب شناختی شاخهای از علوم اعصاب است که فرآیندهای زیستی زمینهساز شناخت را با تمرکز ویژه بر ارتباطات عصبی مطالعه میکند. هدف علوم اعصاب شناختی تعیین این است که مغز چگونه عملکردهای خود را انجام میدهد. علوم اعصاب شناختی شاخهای از هر دو علم روانشناسی و علوم اعصاب به شمار میآید، زیرا علوم زیستی را با علوم رفتاری مانند روانپزشکی و روانشناسی ترکیب میکند. فناوریهای مورد استفاده در پژوهشهای علوم اعصاب، به ویژه تصویربرداری عصبی، در مواردی که دادههای رفتاری کافی نیست، بینش مناسبی از مشاهدات رفتاری ارائه میدهند.
مثالی از علوم اعصاب شناختی
بررسی آزمایشهای علوم اعصاب شناختی برای درک این علم در عمل بسیار مفید است. یک آزمایش برنده جایزه در همین اواخر به بررسی نقش دوپامین (یک انتقالدهنده عصبی مرتبط با احساس رضایت) در تصمیمگیری پرداخت. انسانها برای بقا باید بتوانند تصمیماتی بگیرند که به نفع آنها باشد. وقتی تصمیمی میگیریم که منجر به پاداش میشود، سطح فعالیت نورونهای دوپامین افزایش مییابد و در نهایت این واکنش حتی در پیشبینی پاداش نیز رخ میدهد.
این فرآیند زیستی دلیلی است بر اینکه چرا ما به دنبال پاداشهای بزرگتر و بزرگتر مانند ارتقای شغلی یا مدارج علمی هستیم، چرا که پاداشهای بیشتر با شانس بالاتر برای بقا مرتبط هستند. تصمیمگیری نمونهای از یک فرآیند زیستی است که بر شناخت تأثیر میگذارد (نمونهای از علوم اعصاب شناختی).
علوم اعصاب رفتاری
علوم اعصاب رفتاری با بهکارگیری زیستشناسی در مطالعه فیزیولوژی، ژنتیک و مکانیسمهای رشدی، نشان میدهد که مغز چگونه بر رفتار تأثیر میگذارد. همانطور که از نام آن پیداست، این شاخه پیوند بین علوم اعصاب و رفتار است. علوم اعصاب رفتاری بر سلولهای عصبی، انتقالدهندههای عصبی و مدارهای عصبی تمرکز میکند تا فرآیندهای زیستی زمینهساز رفتارهای عادی و غیرعادی را بررسی کند (علوم اعصاب زیستی).
بسیاری از آزمایشهای تأثیرگذار در حوزه علوم اعصاب رفتاری، نتایج کلیدی خود را با استفاده از آزمودنیهای غیرانسانی — اغلب میمونها، رتها یا موشها — به دست آوردهاند که منجر به این فرض میشود که ارگانیسمهای انسانی و غیرانسانی دارای شباهتهای زیستی و رفتاری هستند. به علوم اعصاب رفتاری، روانشناسی زیستی، بیوپسیکولوژی یا روانزیستشناسی نیز گفته میشود.
علوم اعصاب محاسباتی
علوم اعصاب محاسباتی از تحلیلهای نظری، شبیهسازیهای کامپیوتری و مدلهای ریاضی برای درک عملکرد عصبی از سطح مولکولی و سلولی گرفته تا سطح شبکه و به دنبال آن در سطح شناخت و رفتار استفاده میکند.
علوم اعصاب اجتماعی
علوم اعصاب اجتماعی مفاهیم زیستی را برای درک فرآیندها و رفتارهای اجتماعی مطالعه و پیادهسازی میکند. از آنجا که انسانها موجوداتی اجتماعی هستند، واحدهای اجتماعی مانند خانواده، جوامع و محلهها را ایجاد میکنند. علوم اعصاب اجتماعی فرض میکند که این واحدهای اجتماعی به این دلیل وجود دارند که رفتارهای اجتماعی مرتبط با آنها به بقا و تولیدمثل انسانها کمک میکنند.
علوم اعصاب بالینی
علوم اعصاب بالینی مکانیسمهای زیستی زمینهساز اختلالات و بیماریهای عصبی را مطالعه میکند و به دنبال توسعه روشهایی برای تشخیص و درمان این اختلالات است. به علوم اعصاب بالینی، علوم اعصاب پزشکی نیز گفته میشود.
علوم اعصاب تربیتی
علوم اعصاب تربیتی با بررسی فرآیندهای عصبی دخیل در یادگیری، خواندن، انجام محاسبات ریاضی و اختلالات رشدیعصبی مرتبط با آموزش مانند نارساخوانی و ADHD، به بررسی ارتباط بین فرآیندهای زیستی و آموزش میپردازد.
علوم اعصاب سیستمها
علوم اعصاب سیستمها شامل مطالعه نحوه رفتار سلولهای عصبی در مسیرهای عصبی، مدارهای عصبی و شبکههای عصبی است. این علم به دنبال درک ساختار و عملکرد مغز هم در سطح مولکولی و سلولی (به عنوان مثال، نحوه تحلیل اطلاعات حسی توسط مدارهای عصبی و اجرای عملکردهای خاص) و هم در سطح شناختی و رفتاری (نحوه کارکرد زبان و حافظه) است.
علوم اعصاب شناختی رشدی
علوم اعصاب شناختی رشدی فرآیندهای روانشناختی و پایههای عصبی آنها را در ذهن در حال رشد بررسی میکند — از جمله اینکه چگونه تغییرات زیستی و محیطی با افزایش سن کودکان بر مغز تأثیر میگذارند.
علوم اعصاب رشدی
علوم اعصاب رشدی بینشی درباره فرآیندهایی که سیستم عصبی را ایجاد کرده و تحت تأثیر قرار میدهند، با تمرکز بر توسعه سلولی و مولکولی آن به ویژه در دوران پیش از تولد فراهم میکند.
علوم اعصاب نظری
اصطلاح «علوم اعصاب نظری» اغلب به جای «علوم اعصاب محاسباتی» به کار میرود (استفاده از تحلیلهای نظری، شبیهسازیهای کامپیوتری و مدلهای ریاضی برای درک عملکرد عصبی از سطح مولکولی و سلولی تا سطح شبکه و شناخت و رفتار). تفاوت ظریف آنها این است که علوم اعصاب نظری بیشتر بر ارائه رویکردهای نظری برای مطالعه مغز تأکید دارد تا ارائه مدلهای ریاضی و جمعآوری دادهها.
علوم اعصاب ترجمهای (کاربردی)
هدف علوم اعصاب ترجمهای ارائهی کاربردهای بالینی، راهکارها و درمانهایی برای اختلالات عصبی است. این کاربردها شامل رابطهای مغز و رایانه و ایمپلنتهای شنوایی و شبکیه چشم میشود.
علوم اعصاب مولکولی
علوم اعصاب مولکولی زیستشناسی مولکولی و ژنتیک مولکولی را در مطالعه سیستم عصبی به کار میگیرد. این شاخه بررسی میکند که نورونها چگونه به سیگنالهای مولکولی پاسخ میدهند، آکسونها چگونه الگوهای ارتباطی را شکل میدهند و پایه مولکولی انعطافپذیری عصبی — توانایی مغز برای تغییر خود — چیست. علوم اعصاب مولکولی و سلولی هر دو به دنبال درک نحوه رشد نورونها و چگونگی تأثیر تغییرات ژنتیکی بر عملکردهای زیستی هستند. علوم اعصاب سلولی نورونها را در سطح سلولی بررسی میکند — نحوه کارکرد نورونها با هم، نحوه تأثیرگذاری آنها بر یکدیگر و انواع و عملکردهای مختلف نورونها.
علوم اعصاب احساس
علوم اعصاب احساس که اغلب علوم اعصاب عاطفی نامیده میشود، مطالعه مکانیسمهای عصبیِ احساسات است. تصور میشود که احساس مستقیماً با ساختارهای سیستم لیمبیک در مرکز مغز مرتبط است. علوم اعصاب عاطفی، علوم اعصاب را با روانشناسی ترکیب میکند. به عنوان مثال، ممکن است همپوشانی مکانیسمهای عصبی و ذهنی بین فرآیندهای احساسی و غیر احساسی را بررسی کند که پژوهشگران تا چندی پیش آنها را فرآیندهای شناختی مجزا میدانستند.
تاریخچه مختصری از علوم اعصاب
برخی از اولین کمکها به علوم اعصاب توسط فیلسوفان انجام شد. تا سالهای ۴۰۰ تا ۳۰۰ پیش از میلاد، قلب به عنوان سرچشمه آگاهی دیده میشد. بقراط و افلاطون با دفاع از نقش مغز در حس و هوش، این دیدگاه را به چالش کشیدند.
پزشک ایتالیایی لوییجی گالوانی در اواخر دهه ۱۷۰۰ الکتریسیته حیوانی را کشف کرد و به یکی از اولین کسانی تبدیل شد که سیگنالهای الکتریکی نورونها و ماهیچهها را مطالعه کردند.
در اوائل دهه ۱۸۰۰، فیزیولوژیست فرانسوی ژان پیر فلورنس روش تخریب تجربی (ایجاد ضایعه جراحی در مغز) را ابداع کرد و اولین کسی بود که ثابت کرد جایگاه ذهن در مغز است، نه در قلب. فلورنس تأثیرات ناشی از برداشتن بخشهای مختلف سیستم عصبی را مشاهده کرد.
تعدادی از دانشمندان در اواخر قرن نوزدهم مسیر درک علوم اعصاب از فعالیت الکتریکی مغز را هموار کردند. امیل دو بوآ ریموند ماهیت الکتریکی سیگنالهای عصبی را نشان داد، هرمان فون هلمهولتز سرعت سیگنال عصبی را اندازهگیری کرد و ریچارد کتون و آدولف بک فعالیت الکتریکی را در نیمکرههای مغزی خرگوشها، میمونها و سگها مشاهده کردند.
کامیلو گلژی یک روش رنگآمیزی (که اکنون به نام رنگآمیزی گلژی شناخته میشود) برای مشاهده بافت عصبی در زیر میکروسکوپ نوری ابداع کرد. این تکنیک توسط سانتیاگو رامون ای کاخال مورد استفاده قرار گرفت و منجر به شکلگیری نظریه نورونی شد؛ این مفهوم که سیستم عصبی از سلولهای مجزا تشکیل شده است. گلژی و رامون ای کاخال بعداً در سال ۱۹۰۶ برنده جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی شدند.
پل بروکا، جان هاگلینگز جکسون و کارل ورنیکه همگی در اواخر دهه ۱۸۰۰ به فرضیه «موضعیسازی عملکرد» در علوم اعصاب کمک کردند، فرضیهای که نشان میدهد بخشهای خاصی از مغز مسئول عملکردهای خاصی هستند.
علوم اعصاب در دهههای ۱۹۵۰ و ۶۰ میلادی به طور رسمی به عنوان یک رشته دانشگاهی پایهگذاری شد. دیوید ریوک، فرانسیس او. اشمیت، جیمز ال. مکگاو و استیون کافلر از نخستین کسانی بودند که علوم اعصاب را با موسسات تحقیقات زیستپزشکی ادغام کرده و برنامهها و گروههای پژوهشی علوم اعصاب را تأسیس نمودند.
این افزایش علاقهمندی منجر به شکلگیری چندین سازمان علوم اعصاب در اواخر دهه ۱۹۶۰ شد که امروزه نیز فعال هستند. این سازمانها شامل سازمان بینالمللی تحقیقات مغز، انجمن بینالمللی شیمی اعصاب، انجمن مغز و رفتار اروپا و انجمن علوم اعصاب هستند.
به تازگی، تعدادی رشته کاربردی از علوم اعصاب پدید آمدهاند، مانند بازاریابی عصبی، اقتصاد عصبی، آموزش عصبی، اخلاق عصبی و حقوق عصبی.
چه کسی علوم اعصاب را کشف کرد؟
سانتیاگو رامون ای کاخال به دلیل تحقیقات پیشگامانهاش در ساختار میکروسکوپی مغز، «پدر علوم اعصاب» نامیده میشود. رامون ای کاخال شواهدی برای نظریه نورونی ارائه کرد که پایه و اساس علوم اعصاب مدرن به شمار میرود. او نشان داد که سلولهای عصبی مجزا و همجوار (در نزدیکی هم) هستند، نه پیوسته، و مخروط رشد آکسونی را کشف کرد (امتداد یک فیبر عصبی در حال رشد که به دنبال هدف سیناپسی خود است).
علوم اعصاب EEG
پژوهشهای علوم اعصاب اغلب از تکنیکهای تصویربرداری عصبی مانند الکتروانسفالوگرافی (EEG) برای تجزیه و تحلیل مغز استفاده میکنند. EEG یک فرآیند الکتروفیزیولوژیکال است که فعالیت الکتریکی مغز را ثبت میکند. دانشمندان علوم اعصاب میتوانند دادههای EEG را برای درک فرآیندهای شناختی زمینهساز رفتار انسان تجزیه و تحلیل کنند. به عنوان مثال، دانشمندان علوم اعصاب شناختی از EEG برای نظارت بر چگونگی تغییر فعالیت مغز در پاسخ به محرکهای مختلف استفاده کردهاند (علوم اعصاب شناختی EEG).
از آنجا که EEG یک روش علمی برای مطالعه بازخورد و رفتار فردی ارائه میدهد، این ابزار راهکاری ارزشمند برای شناخت رفتار مصرفکننده نیز هست. استفاده از فناوریهای عصبی مانند EEG برای مطالعه واکنشهای مصرفکنندگان، علوم اعصاب مصرفکننده یا بازاریابی عصبی (بازاریابی علوم اعصاب) نامیده میشود.
علوم اعصاب و EEG بالینی
علوم اعصاب و EEG بالینی از EEG برای تشخیص و نظارت بر بیماران مبتلا به صرع، سکته مغزی یا سایر اختلالات استفاده میکند، به ویژه در مواردی که به دلیل شرایط خاص نمیتوان از فناوریهای دیگر استفاده کرد (به عنوان مثال، بیماری که قطعات یا صفحات فلزی در سر دارد نمیتواند تحت مطالعات MRI قرار گیرد). EEG همچنین در توانبخشی یا بازیابی عملکرد در افرادی که از فلج یا اختلالات حرکتی رنج میبرند، از طریق استفاده به عنوان رابط مغز و رایانه کاربرد دارد. EEG بالینی میتواند برای ارزیابی اختلالات خواب نیز استفاده شود.
مزایای EEG برای تحقیقات علوم اعصاب
در مقایسه با تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI)، روش EEG وضوح زمانی بسیار بالایی دارد، به این معنی که میتواند واکنشهای سریع مغز را که در مقیاس میلیثانیه رخ میدهند، ثبت کند. این امر به هماهنگی بسیار دقیق بین اتفاقات درون مغز و محیط پیرامون کمک میکند.
دادههای EEG به صورت غیرتهاجمی جمعآوری میشوند. در حالی که الکتروکورتیکوگرافی برای قرار دادن مستقیم الکترودها روی سطح مغز به جراحی اعصاب نیاز دارد.
در مقایسه با روشهای تست رفتاری، EEG میتواند پردازش پنهان را تشخیص دهد (پردازشی که نیازی به پاسخ آشکار ندارد). همچنین میتوان از آن روی افرادی استفاده کرد که قادر به نشان دادن واکنش حرکتی نیستند.
آنالیز خواب با EEG میتواند جنبههای مهمی از زمانبندی بلوغ مغز را نشان دهد.
هیچ خطر فیزیکی در رابطه با دستگاه EEG وجود ندارد. در مقابل، دستگاههای fMRI و MRI آهنرباهای قدرتمندی هستند که استفاده از آنها برای بیماران دارای پروتزها یا ایمپلنتهای فلزی مانند ضربانساز قلب ممنوع است.
آیا Emotiv محصولات علوم اعصاب ارائه میدهد؟
Emotiv محصولات متعددی در زمینه علوم اعصاب برای پژوهشهای دانشگاهی، تحقیقات مصرفکننده، عملکرد شناختی، بازاریابی عصبی و کاربردهای فناوری کنترلشده با مغز ارائه میدهد. راهکارهای علوم اعصاب Emotiv شامل نرمافزار علوم اعصاب، نرمافزار BCI و فناوری سختافزاری EEG است.
EmotivPro یک راهکار نرمافزاری علوم اعصاب برای پژوهش و آموزش است که به کاربران امکان میدهد دادههای EEG را تجزیه و تحلیل نمایند، ثبتهای EEG را به صورت آنی نمایش دهند و رویدادها را نشانهگذاری کنند. نرمافزار EmotivBCI یک نرمافزار مربوط به رابط مغز و رایانه است که میتوان از آن برای پیادهسازی مستقیم BCI در کامپیوتر استفاده کرد. ابزارهای تکمیلی علوم اعصاب Emotiv شامل نرمافزار تصویرسازی مغز BrainViz است.
محصولات علوم اعصاب Emotiv برای فناوری سنجش مغز به عنوان مقرونبهصرفهترین و معتبرترین دستگاههای مغزنگار موبایل و بیسیم EEG Brainwear® در بازار شناخته میشوند. برای پژوهشهای علوم اعصاب و کاربردهای تجاری، هدست برنده جایزه EMOTIV EPOC+ و هدست نسخه دهمین سالگرد تولید یعنی Epoc X، دادههای مغزی با گرید حرفهای را ارائه میدهند. کلاه EMOTIV EPOC Flex نیز پوشش کانال بالا و سنسورهای متحرک الکتروانسفالوگرام بهینه را برای تحقیقات علوم اعصاب فراهم میکند.
***سلب مسئولیت - محصولات Emotiv صرفاً برای کاربردهای پژوهشی و استفاده شخصی در نظر گرفته شدهاند. محصولات ما به عنوان تجهیزات پزشکی، آنطور که در دستورالعمل اتحادیه اروپا 93/42/EEC تعریف شده است، به فروش نمیرسند. محصولات ما برای تشخیص یا درمان بیماریها طراحی یا در نظر گرفته نشدهاند.
تعریف علوم اعصاب (نوروساینس)
علوم اعصاب بررسی فرآیندهای شیمیایی، زیستی و آناتومیکال است که بر رفتار و عملکرد مغز تأثیر میگذارند. این علم زمینههای بینرشتهای مختلفی از جمله پزشکی، شیمی، روانشناسی، زیستشناسی مولکولی، آناتومی، فیزیک و سایر علوم زیستی را با یکدیگر ترکیب میکند تا سیستم عصبی را درک کند.
علوم اعصاب چیست؟
علوم اعصاب مطالعه سیستم عصبی و نحوه تأثیر اعصاب بر رفتار با استفاده از دامنه وسیعی از رویکردهای علمی است. علوم اعصاب که به آن علم عصبی نیز گفته میشود، به دنبال درک عملکرد، بلوغ و حفظ سیستم عصبی است — هم در افراد سالم و هم در افرادی که به اختلالات مغزی، روانپزشکی یا رشدیعصبی مبتلا هستند. این علم تمرکز اصلی خود را بر ساختار و توسعه سیستم عصبی مرکزی، که شامل مغز و نخاع است، معطوف میکند.
به همین دلیل، پژوهشهای علوم اعصاب اغلب بر چگونگی تأثیر مغز بر رفتار و عملکرد شناختی متمرکز است. کسانی که علوم اعصاب را مطالعه میکنند، دانشمند علوم اعصاب (نوروساینتیست) نامیده میشوند. یک دانشمند علوم اعصاب با متخصص علوم اعصاب متفاوت است؛ زیرا اصطلاح «متخصص علوم اعصاب» معمولاً به پزشکانی اشاره دارد که در درمان بیماریهای مغز و ستون فقرات تخصص دارند، در حالی که دانشمندان علوم اعصاب پژوهشگرانی هستند که در مطالعه سیستم عصبی تخصص دارند.
تداک علوم اعصاب (TED Talk Neuroscience)
علوم اعصاب: کاوش در مغز
علوم اعصاب منبع اصلی اطلاعات ما درباره مغز و تأثیر مغز بر رفتار و عملکردهای شناختی است. این حوزه با تعداد فزایندهای از ابزارها مانند اسکنهای تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI)، دستگاههای الکتروانسفالوگرام (EEG) و فناوری تصویربرداری سهبعدی، به رمزگشایی از عملکردهای پیچیده مغز کمک میکند.
چرا علوم اعصاب اهمیت دارد
از آنجا که علوم اعصاب بر طیف گستردهای از عملکردهای انسانی تأثیر میگذارد، درک مغز نقش حیاتی در درمان و پیشگیری از بسیاری از بیماریهای عصبی ایفا میکند.
علوم اعصاب به پیشرفت درک ما از اختلالات و آسیبهای عصبی مختلف کمک کرده است، از جمله:
بیشفعالی و نقص توجه (ADHD)
اعتیاد
اختلال طیف اوتیسم
سکته مغزی
تومورهای مغزی
فلج مغزی
سندرم داون
صرع
ام اس (مالتیپل اسکلروزیس)
بیماری پارکینسون
اسکیزوفرنی
سیاتیک
اختلالات خواب
اخبار علوم اعصاب
در اینجا برخی از اخبار و دستاوردهای اخیر در حوزه علوم اعصاب آورده شده است که باید از آنها مطلع باشید.
دانشمندان سیستم ناوبری مغز را کشف کردند. در سال ۲۰۰۵، دانشمندان علوم اعصاب سلولهای «شبکهای» را در قشر انتورینال کشف کردند که نقش مهمی در نحوه ردیابی موقعیت حیوانات در فضا دارد — مسئلهای بنیادی برای بقا.
آزمایشگاههای علوم اعصاب از روش اپتوژنتیک استقبال میکنند. کشف فناوری اپتوژنتیک در سال ۲۰۰۵، که تکنیکی برای فعال کردن نورونها با نور است، روشی دقیق برای مطالعه نقش نورونهای منتخب در یک بیماری یا رفتار در اختیار آزمایشگاههای علوم اعصاب قرار داد.
درمان شناختی رفتاری از پشتیبانی علمی بهرهمند میشود. یک فراتحلیل در سال ۲۰۱۲ بر روی بیش از ۱۰۰ مطالعه نشان داد که درمان شناختی رفتاری دارای یک پایه شواهد قوی است. مشخص شد که CBT به ویژه برای اختلالات اضطرابی، اختلالات جسمیشکل، بولیمیا (پرخوری عصبی)، مشکلات کنترل خشم و استرس عمومی سودمند است.
دانشمندان سد خونی-مغزی را میگشایند. دانشمندان علوم اعصاب با موفقیت به سد خونی-مغزی نفوذ کردند؛ شبکهای از سلولها که از مغز در برابر بقیه بدن محافظت میکند. اگرچه این سد مانع از ورود سموم مضر جریان خون به بافت مغز میشود، اما رساندن دارو به مغز را نیز با مشکل مواجه میکند. سد خونی-مغزی برای اولین بار در سال ۲۰۱۵ در انسانها گشوده شد.
هوش مصنوعی ایمپلنتهای عصبی را تقویت میکند. ایمپلنتهای عصبی میتوانند فعالیت الکتریکی مغز را تغییر دهند و به بازیابی عملکرد در نواحی آسیبدیده مغزی یا دچار اختلالات عصبی کمک کنند. در سال ۲۰۱۷، محققان یک نمونه اولیه از ایمپلنت عصبی در مقیاس نانو با قدرت هوش مصنوعی طراحی کردند که میتواند سیناپسهای ضعیف را در بیماران مبتلا به اختلالات مغزی تقویت کند.
رابطهای مغز و رایانه توانبخشی عصبی را پیش میبرند. رودریگو هوبنر مندس، مرد فلج چهار اندام، در سال ۲۰۱۷ اولین فردی شد که خودروی فرمول ۱ (F1) را تنها با استفاده از امواج مغزی خود هدایت کرد. این کار با ترکیب فناوری رابط مغز و رایانه (BCI) و تجهیزات غیرتهاجمی EEG امکانپذیر شد. هوبنر مندس از یک هدست EEG مدل EMOTIV EPOC+ استفاده کرد، در حالی که یک رایانه درون خودرو افکار او را به فرمانهایی برای راندن خودرو ترجمه میکرد.
علوم اعصاب چگونه میتواند به توضیح رفتار کمک کند؟
پژوهشهای علوم اعصاب
پژوهشهای علوم اعصاب رشتهای با رشد سریع است، زیرا هرگونه پیشرفت در شاخههای اصلی علوم اعصاب به کل تحقیقات در این حوزه کمک میکند. حوزههای پژوهشی علوم اعصاب از نظر موضوعی بسیار متنوع هستند، اما تمرکز اصلی آنها بر این است که چگونه عملکرد و ساختار سیستم عصبی با بیماریها، رفتارها و فرآیندهای شناختی در ارتباط است.
ویدئوی علوم اعصاب برای کودکان
پاسخ به سوالات بزرگ در علوم اعصاب
اگرچه سیستم عصبی در تعداد شگفتانگیزی از عملکردهای رفتاری نقش دارد، برخی از جالبترین مباحث امروزی در علوم اعصاب شامل علوم اعصاب و خواب، علوم اعصاب و انگیزه انسان، علوم اعصاب اجتماعی و اقتصاد عصبی (نورواکونومیکس) است. کاوش در این مباحث به روشن شدن چگونگی توضیح رفتار توسط علوم اعصاب در مقیاسی گستردهتر کمک میکند.
علوم اعصاب و خواب
خواب به طور سنتی در دستههای پزشکی و روانشناسی مطالعه شده است. با توسعه علوم اعصاب به عنوان یک رشته بینرشتهای تثبیتشده در اواخر دهه ۱۹۰۰، پژوهشهای علوم اعصاب توجه خود را به خواب معطوف کردند. از آنجا که حیوانات برای عملکرد مناسب به مقدار مشخصی خواب نیاز دارند — و کمبود آن به سلامت آنها آسیب میزند — خواب یک رفتار عصبی حیاتی است. علوم اعصاب خواب به دنبال بررسی مواردی چون اجزای تشکیلدهنده خواب، چگونگی تحریک خواب، اتفاقات درون مغز در حین خواب و چگونگی ایجاد و درمان اختلالات خواب است.
یک نوع از تستهای EEG به طور خاص به ارزیابی اختلالات خواب اختصاص دارد. «پلیسومنوگرافی» یا مطالعه خواب با EEG، یک فرآیند شبانه است که فعالیتهای بدن (ضربان قلب، تنفس و سطح اکسیژن) را همزمان با انجام اسکن EEG اندازهگیری میکند.
علوم اعصاب و انگیزه انسان
مطالعه علوم اعصاب و انگیزه انسان به بررسی اجزای نوروبیولوژیکی انگیزه طبیعی و غیرطبیعی میپردازد. شما ممکن است انگیزه را به عنوان یک نگرش یا ویژگی توصیفکننده افراد موفق در نظر بگیرید. در واقع، انگیزه یک رفتار عصبی است که فرآیندهای زیستی و روانشناختی را در بر میگیرد.
در سطح زیستی، حیوانات برای برآوردن نیازهای بقا مانند غذا، پناهگاه و آب انگیزه دارند. در سطح روانشناختی، عوامل متعددی میتوانند در حفظ انگیزه و تلاش یک موجود برای برآوردن نیازهای اولیه خود دخیل باشند. برای مثال، تجربه اختلالات عصبی مانند افسردگی و اسکیزوفرنی یا بیماریهایی مانند اعتیاد، انگیزه را مختل میکند.
مباحث علوم اعصاب برای مطالعه بیشتر
علوم اعصاب مدیتیشن
مدیتیشن موضوع صدها مطالعه علوم اعصاب بوده است. از آنجا که مدیتیشن به شدت با کاهش استرس و اضطراب مرتبط است، دانشمندان علوم اعصاب به تأثیرات آن بر فعالیت مغز علاقهمند هستند. بسیاری از مطالعات از تکنیکهای ثبت فعالیت مغز مانند EEG و تصویربرداری عصبی مانند fMRI برای مشاهده نحوه تغییرات فعالیت مغز در اثر مدیتیشن استفاده میکنند.
به عنوان مثال، یک مطالعه اولیه از EEG برای ثبت فعالیت مغز مدیتیتورهای باتجربه ذن استفاده کرد. محققان ظهور امواج آلفا، افزایش دامنه امواج آلفا، کاهش امواج آلفا و ظهور امواج تتا را مشاهده کردند. این تغییرات در حالتهای EEG با فرآیند تمرین مدیتیشن فرد همخوانی داشت. فعالیت آلفا با حالت ذهنی آرام، آسوده و شفاف همراه است و فعالیت تتا در بزرگسالان با خوابآلودگی مرتبط است.
علوم اعصاب افسردگی
اعتقاد بر این است که ساختارهای مختلفی در مغز در افسردگی نقش دارند. در سطح زیستی، دانشمندان علوم اعصاب شناسایی کردهاند که ژنهای خاصی میتوانند بر میزان آسیبپذیری یک فرد نسبت به خلق پایین و چگونگی پاسخ او به دارو تأثیر بگذارند.
پژوهشگران از تکنیکهای تصویربرداری عصبی و توموگرافی برای درک چگونگی تأثیر افسردگی بر مناطق و عملکردهای مغز استفاده کردهاند. اسکنهای fMRI میتوانند تغییرات در بخشهای مغز را هنگام پاسخ به محرکها اندازهگیری کنند، و توموگرافی کامپیوتری با انتشار تک فوتون (SPECT) و توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) میتوانند تراکم و توزیع انتقالدهندههای عصبی را اندازهگیری کنند.
در مغز افسرده، ارتباط بین نورونها ممکن است نامنظم باشد — به عنوان مثال، یک گیرنده عصبی ممکن است به طور ناکارآمد به یک انتقالدهنده عصبی پاسخ دهد. توجه به این نکته مهم است که افسردگی ممکن است صرفاً به دلیل سطح پایین انتقالدهندههای عصبی نباشد. با بررسی عمیقتر دانشمندان در زمینه علوم اعصاب افسردگی، درک بهتری از علل احتمالی متعدد افسردگی، از جمله تروما (آسیب روانی)، ژنتیک، استرس و شرایط پزشکی حاصل میشود.
علوم اعصاب اعتیاد
انگهای اجتماعی پیش از این اعتیاد را نتیجه ضعفهای اخلاقی یا اراده ضعیف توصیف میکردند. تحقیقات در زمینه علوم اعصاب اعتیاد در طول ۳۰ سال گذشته نشان داده است که اعتیاد در واقع یک اختلال مزمن مغزی است. اعتیاد سیستم مدارهای عصبی (که مداربندی عصبی یا نوروسیرکویتری نامیده میشود) درگیر در انگیزه و پاداش را مختل میکند. علوم اعصاب اعتیاد فرآیندهای عصبی زمینهساز عوامل زیستی، اجتماعی و فرهنگی را که در میزان آسیبپذیری فرد به اعتیاد و سوءمصرف مواد نقش دارند، مطالعه میکند.
ویدئوی علوم اعصاب اعتیاد
علوم اعصاب موسیقی
علوم اعصاب موسیقی به دنبال درک مکانیسمهای عصبی دخیل در فرآیندهای شناختی گوش دادن، نواختن، آهنگسازی و خواندن موسیقی است.
از آنجا که موسیقی از نظر احساسی و جسمی بر ما تأثیر میگذارد، مطالعات مستقل زیادی در زمینه علوم اعصاب موسیقی انجام شده است. به عنوان مثال، محققان بررسی کردهاند که موسیقی چگونه به یادآوری خاطرات در افراد مبتلا به زوال عقل یا آلزایمر کمک میکند.
علوم اعصاب موسیقی شامل تحقیقات مصرفکننده نیز میشود. در یک آزمایش، دادههای EEG سه هنرمند مشهور نروژی در حین گوش دادن به موسیقی از ژانرهای مختلف ثبت شد. دادههای ثبتشده EEG با استفاده از یک الگوریتم تجزیه و تحلیل شد تا مشخص شود آیا این هنرمندان مشهور از موسیقی که به آن گوش میدادند خوششان آمده است یا خیر. ویدئوی زیر را تماشا کنید تا متوجه شوید آیا لارس واولار، اوله پاوس و مارگارت برگر موسیقیدانان محبوب خودشان هستند یا خیر.
ویدئوی «درک درک ما از موسیقی»
علوم اعصاب حافظه
حافظه شامل فرآیندهای شناختی و عصبی پیچیدهای است و دانشمندان همچنان در حال تحقیق در مورد علوم اعصاب حافظه هستند. با این حال، ما یک درک بنیادی از چگونگی ثبت تجربیات در مغز داریم. خاطرات جدید زمانی شکل میگیرند که سیناپسها تغییر کرده یا دوباره مسیردهی شوند. اسبک مغز (هیپوکامپ) و ناحیه پاراهیپوکامپ رویدادهای کوتاهمدت را به خاطرات بلندمدت تبدیل میکنند. بادامک مغز (آمیگدال) احساسات را با تجربیات زیسته ما ادغام میکند.
علوم اعصاب آگاهی
آگاهی بر رفتار انسان تأثیر میگذارد، از این رو علوم اعصاب دریچهای برای توضیح آگاهی فراهم میکند. مطالعه علوم اعصاب آگاهی عمدتاً به دنبال پاسخ به این سؤال است که کدام ویژگیهای عصبی تعیین میکنند چه زمانی یک حالت هوشیار است یا خیر (آگاهی عمومی) و کدام ویژگیهای عصبی پایه و اساس یک حالت هوشیار را مشخص میکنند (آگاهی اختصاصی).
حوزههای علوم اعصاب
از آنجا که علوم اعصاب یک مطالعه بینرشتهای است، تحقیقات و توسعه مدرن را میتوان در حوزههای مختلف علوم اعصاب دستهبندی کرد.
لیست حوزههای علوم اعصاب:
در بخشهای بعدی، تفاوتهای بین علوم اعصاب و روانشناسی و همچنین علوم اعصاب در مقابل مغز و اعصاب (نورولوژی) را توضیح خواهیم داد، حوزههای اصلی علوم اعصاب (علوم اعصاب شناختی و رفتاری) را توصیف میکنیم و سایر حوزههای نوظهور را تعریف خواهیم کرد.
علوم اعصاب عاطفی (علوم اعصاب احساسات)
علوم اعصاب رفتاری
علوم اعصاب سلولی
علوم اعصاب بالینی
علوم اعصاب شناختی
علوم اعصاب محاسباتی
علوم اعصاب فرهنگی
شناختی رشدی
علوم اعصاب
علوم اعصاب رشدی
علوم اعصاب تکاملی
علوم اعصاب تربیتی
علوم اعصاب مولکولی
علوم اعصاب پزشکی
مهندسی عصبشناختی
کالبدشناسی اعصاب (نورواناتومی)
شیمی اعصاب (نوروشیمی)
اقتصاد عصبی (نورواکونومیکس)
اخلاق عصبی (نورواتیک)
رفتارشناسی عصبی (نورواتولوژی)
نوروگاسترونومی (علوم اعصاب تغذیه)
ژنتیک عصبی (نوروژنتیک)
تصویربرداری عصبی
ایمنیشناسی عصبی (نوروایمونولوژی)
نورواینفورماتیک
زبانشناسی عصبی (نورولینگوئیستیک)
بازاریابی عصبی (نورومارکتینگ)
فیزیک اعصاب (نوروفیزیک)
فیزیولوژی اعصاب (نوروفیزیولوژی)
روانشناسی عصبی (نوروپسیكولوژی)
دیرینهزیستشناسی عصبی
علوم اعصاب اجتماعی
علوم اعصاب سیستمها
علوم اعصاب نظری
علوم اعصاب ترجمهای (کاربردی)
تفاوت بین علوم اعصاب و روانشناسی چیست؟
رابطه علوم اعصاب با روانشناسی چیست؟ بیایید دوباره به تعریف علوم اعصاب نگاهی بیندازیم. این علم مطالعه فرآیندهای شیمیایی، زیستی و آناتومیکال تأثیرگذار بر رفتار و عملکرد مغز است، در حالی که روانشناسی مطالعه انتزاعی رفتار انسان است. شما میتوانید روانشناسی بخوانید و درباره ماهیت انسان بیاموزید، اما بدون دانش علمی درباره نحوه عملکرد مغز، ممکن است تصویر کاملی به دست نیاورید. دانشمندان همچنان در حال کشف این موضوع هستند که مغز چگونه در فرآیندهای روانشناختی مانند شخصیت، رفتار و احساسات نقش دارد.
مغز و اعصاب در مقابل علوم اعصاب
علوم اعصاب مربوط به مطالعه سیستم عصبی است، در حالی که مغز و اعصاب (نورولوژی) به درمان پزشکی آن مربوط میشود. نورولوژی شاخهای از پزشکی است که در سیستم عصبی مرکزی، محیطی و خودمختار تخصص دارد. متخصصان مغز و اعصاب پزشکانی هستند که بیماریها و اختلالات عصبی را تشخیص داده و درمان میکنند.
علوم اعصاب شناختی
علوم اعصاب شناختی شاخهای از علوم اعصاب است که فرآیندهای زیستی زمینهساز شناخت را با تمرکز ویژه بر ارتباطات عصبی مطالعه میکند. هدف علوم اعصاب شناختی تعیین این است که مغز چگونه عملکردهای خود را انجام میدهد. علوم اعصاب شناختی شاخهای از هر دو علم روانشناسی و علوم اعصاب به شمار میآید، زیرا علوم زیستی را با علوم رفتاری مانند روانپزشکی و روانشناسی ترکیب میکند. فناوریهای مورد استفاده در پژوهشهای علوم اعصاب، به ویژه تصویربرداری عصبی، در مواردی که دادههای رفتاری کافی نیست، بینش مناسبی از مشاهدات رفتاری ارائه میدهند.
مثالی از علوم اعصاب شناختی
بررسی آزمایشهای علوم اعصاب شناختی برای درک این علم در عمل بسیار مفید است. یک آزمایش برنده جایزه در همین اواخر به بررسی نقش دوپامین (یک انتقالدهنده عصبی مرتبط با احساس رضایت) در تصمیمگیری پرداخت. انسانها برای بقا باید بتوانند تصمیماتی بگیرند که به نفع آنها باشد. وقتی تصمیمی میگیریم که منجر به پاداش میشود، سطح فعالیت نورونهای دوپامین افزایش مییابد و در نهایت این واکنش حتی در پیشبینی پاداش نیز رخ میدهد.
این فرآیند زیستی دلیلی است بر اینکه چرا ما به دنبال پاداشهای بزرگتر و بزرگتر مانند ارتقای شغلی یا مدارج علمی هستیم، چرا که پاداشهای بیشتر با شانس بالاتر برای بقا مرتبط هستند. تصمیمگیری نمونهای از یک فرآیند زیستی است که بر شناخت تأثیر میگذارد (نمونهای از علوم اعصاب شناختی).
علوم اعصاب رفتاری
علوم اعصاب رفتاری با بهکارگیری زیستشناسی در مطالعه فیزیولوژی، ژنتیک و مکانیسمهای رشدی، نشان میدهد که مغز چگونه بر رفتار تأثیر میگذارد. همانطور که از نام آن پیداست، این شاخه پیوند بین علوم اعصاب و رفتار است. علوم اعصاب رفتاری بر سلولهای عصبی، انتقالدهندههای عصبی و مدارهای عصبی تمرکز میکند تا فرآیندهای زیستی زمینهساز رفتارهای عادی و غیرعادی را بررسی کند (علوم اعصاب زیستی).
بسیاری از آزمایشهای تأثیرگذار در حوزه علوم اعصاب رفتاری، نتایج کلیدی خود را با استفاده از آزمودنیهای غیرانسانی — اغلب میمونها، رتها یا موشها — به دست آوردهاند که منجر به این فرض میشود که ارگانیسمهای انسانی و غیرانسانی دارای شباهتهای زیستی و رفتاری هستند. به علوم اعصاب رفتاری، روانشناسی زیستی، بیوپسیکولوژی یا روانزیستشناسی نیز گفته میشود.
علوم اعصاب محاسباتی
علوم اعصاب محاسباتی از تحلیلهای نظری، شبیهسازیهای کامپیوتری و مدلهای ریاضی برای درک عملکرد عصبی از سطح مولکولی و سلولی گرفته تا سطح شبکه و به دنبال آن در سطح شناخت و رفتار استفاده میکند.
علوم اعصاب اجتماعی
علوم اعصاب اجتماعی مفاهیم زیستی را برای درک فرآیندها و رفتارهای اجتماعی مطالعه و پیادهسازی میکند. از آنجا که انسانها موجوداتی اجتماعی هستند، واحدهای اجتماعی مانند خانواده، جوامع و محلهها را ایجاد میکنند. علوم اعصاب اجتماعی فرض میکند که این واحدهای اجتماعی به این دلیل وجود دارند که رفتارهای اجتماعی مرتبط با آنها به بقا و تولیدمثل انسانها کمک میکنند.
علوم اعصاب بالینی
علوم اعصاب بالینی مکانیسمهای زیستی زمینهساز اختلالات و بیماریهای عصبی را مطالعه میکند و به دنبال توسعه روشهایی برای تشخیص و درمان این اختلالات است. به علوم اعصاب بالینی، علوم اعصاب پزشکی نیز گفته میشود.
علوم اعصاب تربیتی
علوم اعصاب تربیتی با بررسی فرآیندهای عصبی دخیل در یادگیری، خواندن، انجام محاسبات ریاضی و اختلالات رشدیعصبی مرتبط با آموزش مانند نارساخوانی و ADHD، به بررسی ارتباط بین فرآیندهای زیستی و آموزش میپردازد.
علوم اعصاب سیستمها
علوم اعصاب سیستمها شامل مطالعه نحوه رفتار سلولهای عصبی در مسیرهای عصبی، مدارهای عصبی و شبکههای عصبی است. این علم به دنبال درک ساختار و عملکرد مغز هم در سطح مولکولی و سلولی (به عنوان مثال، نحوه تحلیل اطلاعات حسی توسط مدارهای عصبی و اجرای عملکردهای خاص) و هم در سطح شناختی و رفتاری (نحوه کارکرد زبان و حافظه) است.
علوم اعصاب شناختی رشدی
علوم اعصاب شناختی رشدی فرآیندهای روانشناختی و پایههای عصبی آنها را در ذهن در حال رشد بررسی میکند — از جمله اینکه چگونه تغییرات زیستی و محیطی با افزایش سن کودکان بر مغز تأثیر میگذارند.
علوم اعصاب رشدی
علوم اعصاب رشدی بینشی درباره فرآیندهایی که سیستم عصبی را ایجاد کرده و تحت تأثیر قرار میدهند، با تمرکز بر توسعه سلولی و مولکولی آن به ویژه در دوران پیش از تولد فراهم میکند.
علوم اعصاب نظری
اصطلاح «علوم اعصاب نظری» اغلب به جای «علوم اعصاب محاسباتی» به کار میرود (استفاده از تحلیلهای نظری، شبیهسازیهای کامپیوتری و مدلهای ریاضی برای درک عملکرد عصبی از سطح مولکولی و سلولی تا سطح شبکه و شناخت و رفتار). تفاوت ظریف آنها این است که علوم اعصاب نظری بیشتر بر ارائه رویکردهای نظری برای مطالعه مغز تأکید دارد تا ارائه مدلهای ریاضی و جمعآوری دادهها.
علوم اعصاب ترجمهای (کاربردی)
هدف علوم اعصاب ترجمهای ارائهی کاربردهای بالینی، راهکارها و درمانهایی برای اختلالات عصبی است. این کاربردها شامل رابطهای مغز و رایانه و ایمپلنتهای شنوایی و شبکیه چشم میشود.
علوم اعصاب مولکولی
علوم اعصاب مولکولی زیستشناسی مولکولی و ژنتیک مولکولی را در مطالعه سیستم عصبی به کار میگیرد. این شاخه بررسی میکند که نورونها چگونه به سیگنالهای مولکولی پاسخ میدهند، آکسونها چگونه الگوهای ارتباطی را شکل میدهند و پایه مولکولی انعطافپذیری عصبی — توانایی مغز برای تغییر خود — چیست. علوم اعصاب مولکولی و سلولی هر دو به دنبال درک نحوه رشد نورونها و چگونگی تأثیر تغییرات ژنتیکی بر عملکردهای زیستی هستند. علوم اعصاب سلولی نورونها را در سطح سلولی بررسی میکند — نحوه کارکرد نورونها با هم، نحوه تأثیرگذاری آنها بر یکدیگر و انواع و عملکردهای مختلف نورونها.
علوم اعصاب احساس
علوم اعصاب احساس که اغلب علوم اعصاب عاطفی نامیده میشود، مطالعه مکانیسمهای عصبیِ احساسات است. تصور میشود که احساس مستقیماً با ساختارهای سیستم لیمبیک در مرکز مغز مرتبط است. علوم اعصاب عاطفی، علوم اعصاب را با روانشناسی ترکیب میکند. به عنوان مثال، ممکن است همپوشانی مکانیسمهای عصبی و ذهنی بین فرآیندهای احساسی و غیر احساسی را بررسی کند که پژوهشگران تا چندی پیش آنها را فرآیندهای شناختی مجزا میدانستند.
تاریخچه مختصری از علوم اعصاب
برخی از اولین کمکها به علوم اعصاب توسط فیلسوفان انجام شد. تا سالهای ۴۰۰ تا ۳۰۰ پیش از میلاد، قلب به عنوان سرچشمه آگاهی دیده میشد. بقراط و افلاطون با دفاع از نقش مغز در حس و هوش، این دیدگاه را به چالش کشیدند.
پزشک ایتالیایی لوییجی گالوانی در اواخر دهه ۱۷۰۰ الکتریسیته حیوانی را کشف کرد و به یکی از اولین کسانی تبدیل شد که سیگنالهای الکتریکی نورونها و ماهیچهها را مطالعه کردند.
در اوائل دهه ۱۸۰۰، فیزیولوژیست فرانسوی ژان پیر فلورنس روش تخریب تجربی (ایجاد ضایعه جراحی در مغز) را ابداع کرد و اولین کسی بود که ثابت کرد جایگاه ذهن در مغز است، نه در قلب. فلورنس تأثیرات ناشی از برداشتن بخشهای مختلف سیستم عصبی را مشاهده کرد.
تعدادی از دانشمندان در اواخر قرن نوزدهم مسیر درک علوم اعصاب از فعالیت الکتریکی مغز را هموار کردند. امیل دو بوآ ریموند ماهیت الکتریکی سیگنالهای عصبی را نشان داد، هرمان فون هلمهولتز سرعت سیگنال عصبی را اندازهگیری کرد و ریچارد کتون و آدولف بک فعالیت الکتریکی را در نیمکرههای مغزی خرگوشها، میمونها و سگها مشاهده کردند.
کامیلو گلژی یک روش رنگآمیزی (که اکنون به نام رنگآمیزی گلژی شناخته میشود) برای مشاهده بافت عصبی در زیر میکروسکوپ نوری ابداع کرد. این تکنیک توسط سانتیاگو رامون ای کاخال مورد استفاده قرار گرفت و منجر به شکلگیری نظریه نورونی شد؛ این مفهوم که سیستم عصبی از سلولهای مجزا تشکیل شده است. گلژی و رامون ای کاخال بعداً در سال ۱۹۰۶ برنده جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی شدند.
پل بروکا، جان هاگلینگز جکسون و کارل ورنیکه همگی در اواخر دهه ۱۸۰۰ به فرضیه «موضعیسازی عملکرد» در علوم اعصاب کمک کردند، فرضیهای که نشان میدهد بخشهای خاصی از مغز مسئول عملکردهای خاصی هستند.
علوم اعصاب در دهههای ۱۹۵۰ و ۶۰ میلادی به طور رسمی به عنوان یک رشته دانشگاهی پایهگذاری شد. دیوید ریوک، فرانسیس او. اشمیت، جیمز ال. مکگاو و استیون کافلر از نخستین کسانی بودند که علوم اعصاب را با موسسات تحقیقات زیستپزشکی ادغام کرده و برنامهها و گروههای پژوهشی علوم اعصاب را تأسیس نمودند.
این افزایش علاقهمندی منجر به شکلگیری چندین سازمان علوم اعصاب در اواخر دهه ۱۹۶۰ شد که امروزه نیز فعال هستند. این سازمانها شامل سازمان بینالمللی تحقیقات مغز، انجمن بینالمللی شیمی اعصاب، انجمن مغز و رفتار اروپا و انجمن علوم اعصاب هستند.
به تازگی، تعدادی رشته کاربردی از علوم اعصاب پدید آمدهاند، مانند بازاریابی عصبی، اقتصاد عصبی، آموزش عصبی، اخلاق عصبی و حقوق عصبی.
چه کسی علوم اعصاب را کشف کرد؟
سانتیاگو رامون ای کاخال به دلیل تحقیقات پیشگامانهاش در ساختار میکروسکوپی مغز، «پدر علوم اعصاب» نامیده میشود. رامون ای کاخال شواهدی برای نظریه نورونی ارائه کرد که پایه و اساس علوم اعصاب مدرن به شمار میرود. او نشان داد که سلولهای عصبی مجزا و همجوار (در نزدیکی هم) هستند، نه پیوسته، و مخروط رشد آکسونی را کشف کرد (امتداد یک فیبر عصبی در حال رشد که به دنبال هدف سیناپسی خود است).
علوم اعصاب EEG
پژوهشهای علوم اعصاب اغلب از تکنیکهای تصویربرداری عصبی مانند الکتروانسفالوگرافی (EEG) برای تجزیه و تحلیل مغز استفاده میکنند. EEG یک فرآیند الکتروفیزیولوژیکال است که فعالیت الکتریکی مغز را ثبت میکند. دانشمندان علوم اعصاب میتوانند دادههای EEG را برای درک فرآیندهای شناختی زمینهساز رفتار انسان تجزیه و تحلیل کنند. به عنوان مثال، دانشمندان علوم اعصاب شناختی از EEG برای نظارت بر چگونگی تغییر فعالیت مغز در پاسخ به محرکهای مختلف استفاده کردهاند (علوم اعصاب شناختی EEG).
از آنجا که EEG یک روش علمی برای مطالعه بازخورد و رفتار فردی ارائه میدهد، این ابزار راهکاری ارزشمند برای شناخت رفتار مصرفکننده نیز هست. استفاده از فناوریهای عصبی مانند EEG برای مطالعه واکنشهای مصرفکنندگان، علوم اعصاب مصرفکننده یا بازاریابی عصبی (بازاریابی علوم اعصاب) نامیده میشود.
علوم اعصاب و EEG بالینی
علوم اعصاب و EEG بالینی از EEG برای تشخیص و نظارت بر بیماران مبتلا به صرع، سکته مغزی یا سایر اختلالات استفاده میکند، به ویژه در مواردی که به دلیل شرایط خاص نمیتوان از فناوریهای دیگر استفاده کرد (به عنوان مثال، بیماری که قطعات یا صفحات فلزی در سر دارد نمیتواند تحت مطالعات MRI قرار گیرد). EEG همچنین در توانبخشی یا بازیابی عملکرد در افرادی که از فلج یا اختلالات حرکتی رنج میبرند، از طریق استفاده به عنوان رابط مغز و رایانه کاربرد دارد. EEG بالینی میتواند برای ارزیابی اختلالات خواب نیز استفاده شود.
مزایای EEG برای تحقیقات علوم اعصاب
در مقایسه با تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI)، روش EEG وضوح زمانی بسیار بالایی دارد، به این معنی که میتواند واکنشهای سریع مغز را که در مقیاس میلیثانیه رخ میدهند، ثبت کند. این امر به هماهنگی بسیار دقیق بین اتفاقات درون مغز و محیط پیرامون کمک میکند.
دادههای EEG به صورت غیرتهاجمی جمعآوری میشوند. در حالی که الکتروکورتیکوگرافی برای قرار دادن مستقیم الکترودها روی سطح مغز به جراحی اعصاب نیاز دارد.
در مقایسه با روشهای تست رفتاری، EEG میتواند پردازش پنهان را تشخیص دهد (پردازشی که نیازی به پاسخ آشکار ندارد). همچنین میتوان از آن روی افرادی استفاده کرد که قادر به نشان دادن واکنش حرکتی نیستند.
آنالیز خواب با EEG میتواند جنبههای مهمی از زمانبندی بلوغ مغز را نشان دهد.
هیچ خطر فیزیکی در رابطه با دستگاه EEG وجود ندارد. در مقابل، دستگاههای fMRI و MRI آهنرباهای قدرتمندی هستند که استفاده از آنها برای بیماران دارای پروتزها یا ایمپلنتهای فلزی مانند ضربانساز قلب ممنوع است.
آیا Emotiv محصولات علوم اعصاب ارائه میدهد؟
Emotiv محصولات متعددی در زمینه علوم اعصاب برای پژوهشهای دانشگاهی، تحقیقات مصرفکننده، عملکرد شناختی، بازاریابی عصبی و کاربردهای فناوری کنترلشده با مغز ارائه میدهد. راهکارهای علوم اعصاب Emotiv شامل نرمافزار علوم اعصاب، نرمافزار BCI و فناوری سختافزاری EEG است.
EmotivPro یک راهکار نرمافزاری علوم اعصاب برای پژوهش و آموزش است که به کاربران امکان میدهد دادههای EEG را تجزیه و تحلیل نمایند، ثبتهای EEG را به صورت آنی نمایش دهند و رویدادها را نشانهگذاری کنند. نرمافزار EmotivBCI یک نرمافزار مربوط به رابط مغز و رایانه است که میتوان از آن برای پیادهسازی مستقیم BCI در کامپیوتر استفاده کرد. ابزارهای تکمیلی علوم اعصاب Emotiv شامل نرمافزار تصویرسازی مغز BrainViz است.
محصولات علوم اعصاب Emotiv برای فناوری سنجش مغز به عنوان مقرونبهصرفهترین و معتبرترین دستگاههای مغزنگار موبایل و بیسیم EEG Brainwear® در بازار شناخته میشوند. برای پژوهشهای علوم اعصاب و کاربردهای تجاری، هدست برنده جایزه EMOTIV EPOC+ و هدست نسخه دهمین سالگرد تولید یعنی Epoc X، دادههای مغزی با گرید حرفهای را ارائه میدهند. کلاه EMOTIV EPOC Flex نیز پوشش کانال بالا و سنسورهای متحرک الکتروانسفالوگرام بهینه را برای تحقیقات علوم اعصاب فراهم میکند.
***سلب مسئولیت - محصولات Emotiv صرفاً برای کاربردهای پژوهشی و استفاده شخصی در نظر گرفته شدهاند. محصولات ما به عنوان تجهیزات پزشکی، آنطور که در دستورالعمل اتحادیه اروپا 93/42/EEC تعریف شده است، به فروش نمیرسند. محصولات ما برای تشخیص یا درمان بیماریها طراحی یا در نظر گرفته نشدهاند.
تعریف علوم اعصاب (نوروساینس)
علوم اعصاب بررسی فرآیندهای شیمیایی، زیستی و آناتومیکال است که بر رفتار و عملکرد مغز تأثیر میگذارند. این علم زمینههای بینرشتهای مختلفی از جمله پزشکی، شیمی، روانشناسی، زیستشناسی مولکولی، آناتومی، فیزیک و سایر علوم زیستی را با یکدیگر ترکیب میکند تا سیستم عصبی را درک کند.
علوم اعصاب چیست؟
علوم اعصاب مطالعه سیستم عصبی و نحوه تأثیر اعصاب بر رفتار با استفاده از دامنه وسیعی از رویکردهای علمی است. علوم اعصاب که به آن علم عصبی نیز گفته میشود، به دنبال درک عملکرد، بلوغ و حفظ سیستم عصبی است — هم در افراد سالم و هم در افرادی که به اختلالات مغزی، روانپزشکی یا رشدیعصبی مبتلا هستند. این علم تمرکز اصلی خود را بر ساختار و توسعه سیستم عصبی مرکزی، که شامل مغز و نخاع است، معطوف میکند.
به همین دلیل، پژوهشهای علوم اعصاب اغلب بر چگونگی تأثیر مغز بر رفتار و عملکرد شناختی متمرکز است. کسانی که علوم اعصاب را مطالعه میکنند، دانشمند علوم اعصاب (نوروساینتیست) نامیده میشوند. یک دانشمند علوم اعصاب با متخصص علوم اعصاب متفاوت است؛ زیرا اصطلاح «متخصص علوم اعصاب» معمولاً به پزشکانی اشاره دارد که در درمان بیماریهای مغز و ستون فقرات تخصص دارند، در حالی که دانشمندان علوم اعصاب پژوهشگرانی هستند که در مطالعه سیستم عصبی تخصص دارند.
تداک علوم اعصاب (TED Talk Neuroscience)
علوم اعصاب: کاوش در مغز
علوم اعصاب منبع اصلی اطلاعات ما درباره مغز و تأثیر مغز بر رفتار و عملکردهای شناختی است. این حوزه با تعداد فزایندهای از ابزارها مانند اسکنهای تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI)، دستگاههای الکتروانسفالوگرام (EEG) و فناوری تصویربرداری سهبعدی، به رمزگشایی از عملکردهای پیچیده مغز کمک میکند.
چرا علوم اعصاب اهمیت دارد
از آنجا که علوم اعصاب بر طیف گستردهای از عملکردهای انسانی تأثیر میگذارد، درک مغز نقش حیاتی در درمان و پیشگیری از بسیاری از بیماریهای عصبی ایفا میکند.
علوم اعصاب به پیشرفت درک ما از اختلالات و آسیبهای عصبی مختلف کمک کرده است، از جمله:
بیشفعالی و نقص توجه (ADHD)
اعتیاد
اختلال طیف اوتیسم
سکته مغزی
تومورهای مغزی
فلج مغزی
سندرم داون
صرع
ام اس (مالتیپل اسکلروزیس)
بیماری پارکینسون
اسکیزوفرنی
سیاتیک
اختلالات خواب
اخبار علوم اعصاب
در اینجا برخی از اخبار و دستاوردهای اخیر در حوزه علوم اعصاب آورده شده است که باید از آنها مطلع باشید.
دانشمندان سیستم ناوبری مغز را کشف کردند. در سال ۲۰۰۵، دانشمندان علوم اعصاب سلولهای «شبکهای» را در قشر انتورینال کشف کردند که نقش مهمی در نحوه ردیابی موقعیت حیوانات در فضا دارد — مسئلهای بنیادی برای بقا.
آزمایشگاههای علوم اعصاب از روش اپتوژنتیک استقبال میکنند. کشف فناوری اپتوژنتیک در سال ۲۰۰۵، که تکنیکی برای فعال کردن نورونها با نور است، روشی دقیق برای مطالعه نقش نورونهای منتخب در یک بیماری یا رفتار در اختیار آزمایشگاههای علوم اعصاب قرار داد.
درمان شناختی رفتاری از پشتیبانی علمی بهرهمند میشود. یک فراتحلیل در سال ۲۰۱۲ بر روی بیش از ۱۰۰ مطالعه نشان داد که درمان شناختی رفتاری دارای یک پایه شواهد قوی است. مشخص شد که CBT به ویژه برای اختلالات اضطرابی، اختلالات جسمیشکل، بولیمیا (پرخوری عصبی)، مشکلات کنترل خشم و استرس عمومی سودمند است.
دانشمندان سد خونی-مغزی را میگشایند. دانشمندان علوم اعصاب با موفقیت به سد خونی-مغزی نفوذ کردند؛ شبکهای از سلولها که از مغز در برابر بقیه بدن محافظت میکند. اگرچه این سد مانع از ورود سموم مضر جریان خون به بافت مغز میشود، اما رساندن دارو به مغز را نیز با مشکل مواجه میکند. سد خونی-مغزی برای اولین بار در سال ۲۰۱۵ در انسانها گشوده شد.
هوش مصنوعی ایمپلنتهای عصبی را تقویت میکند. ایمپلنتهای عصبی میتوانند فعالیت الکتریکی مغز را تغییر دهند و به بازیابی عملکرد در نواحی آسیبدیده مغزی یا دچار اختلالات عصبی کمک کنند. در سال ۲۰۱۷، محققان یک نمونه اولیه از ایمپلنت عصبی در مقیاس نانو با قدرت هوش مصنوعی طراحی کردند که میتواند سیناپسهای ضعیف را در بیماران مبتلا به اختلالات مغزی تقویت کند.
رابطهای مغز و رایانه توانبخشی عصبی را پیش میبرند. رودریگو هوبنر مندس، مرد فلج چهار اندام، در سال ۲۰۱۷ اولین فردی شد که خودروی فرمول ۱ (F1) را تنها با استفاده از امواج مغزی خود هدایت کرد. این کار با ترکیب فناوری رابط مغز و رایانه (BCI) و تجهیزات غیرتهاجمی EEG امکانپذیر شد. هوبنر مندس از یک هدست EEG مدل EMOTIV EPOC+ استفاده کرد، در حالی که یک رایانه درون خودرو افکار او را به فرمانهایی برای راندن خودرو ترجمه میکرد.
علوم اعصاب چگونه میتواند به توضیح رفتار کمک کند؟
پژوهشهای علوم اعصاب
پژوهشهای علوم اعصاب رشتهای با رشد سریع است، زیرا هرگونه پیشرفت در شاخههای اصلی علوم اعصاب به کل تحقیقات در این حوزه کمک میکند. حوزههای پژوهشی علوم اعصاب از نظر موضوعی بسیار متنوع هستند، اما تمرکز اصلی آنها بر این است که چگونه عملکرد و ساختار سیستم عصبی با بیماریها، رفتارها و فرآیندهای شناختی در ارتباط است.
ویدئوی علوم اعصاب برای کودکان
پاسخ به سوالات بزرگ در علوم اعصاب
اگرچه سیستم عصبی در تعداد شگفتانگیزی از عملکردهای رفتاری نقش دارد، برخی از جالبترین مباحث امروزی در علوم اعصاب شامل علوم اعصاب و خواب، علوم اعصاب و انگیزه انسان، علوم اعصاب اجتماعی و اقتصاد عصبی (نورواکونومیکس) است. کاوش در این مباحث به روشن شدن چگونگی توضیح رفتار توسط علوم اعصاب در مقیاسی گستردهتر کمک میکند.
علوم اعصاب و خواب
خواب به طور سنتی در دستههای پزشکی و روانشناسی مطالعه شده است. با توسعه علوم اعصاب به عنوان یک رشته بینرشتهای تثبیتشده در اواخر دهه ۱۹۰۰، پژوهشهای علوم اعصاب توجه خود را به خواب معطوف کردند. از آنجا که حیوانات برای عملکرد مناسب به مقدار مشخصی خواب نیاز دارند — و کمبود آن به سلامت آنها آسیب میزند — خواب یک رفتار عصبی حیاتی است. علوم اعصاب خواب به دنبال بررسی مواردی چون اجزای تشکیلدهنده خواب، چگونگی تحریک خواب، اتفاقات درون مغز در حین خواب و چگونگی ایجاد و درمان اختلالات خواب است.
یک نوع از تستهای EEG به طور خاص به ارزیابی اختلالات خواب اختصاص دارد. «پلیسومنوگرافی» یا مطالعه خواب با EEG، یک فرآیند شبانه است که فعالیتهای بدن (ضربان قلب، تنفس و سطح اکسیژن) را همزمان با انجام اسکن EEG اندازهگیری میکند.
علوم اعصاب و انگیزه انسان
مطالعه علوم اعصاب و انگیزه انسان به بررسی اجزای نوروبیولوژیکی انگیزه طبیعی و غیرطبیعی میپردازد. شما ممکن است انگیزه را به عنوان یک نگرش یا ویژگی توصیفکننده افراد موفق در نظر بگیرید. در واقع، انگیزه یک رفتار عصبی است که فرآیندهای زیستی و روانشناختی را در بر میگیرد.
در سطح زیستی، حیوانات برای برآوردن نیازهای بقا مانند غذا، پناهگاه و آب انگیزه دارند. در سطح روانشناختی، عوامل متعددی میتوانند در حفظ انگیزه و تلاش یک موجود برای برآوردن نیازهای اولیه خود دخیل باشند. برای مثال، تجربه اختلالات عصبی مانند افسردگی و اسکیزوفرنی یا بیماریهایی مانند اعتیاد، انگیزه را مختل میکند.
مباحث علوم اعصاب برای مطالعه بیشتر
علوم اعصاب مدیتیشن
مدیتیشن موضوع صدها مطالعه علوم اعصاب بوده است. از آنجا که مدیتیشن به شدت با کاهش استرس و اضطراب مرتبط است، دانشمندان علوم اعصاب به تأثیرات آن بر فعالیت مغز علاقهمند هستند. بسیاری از مطالعات از تکنیکهای ثبت فعالیت مغز مانند EEG و تصویربرداری عصبی مانند fMRI برای مشاهده نحوه تغییرات فعالیت مغز در اثر مدیتیشن استفاده میکنند.
به عنوان مثال، یک مطالعه اولیه از EEG برای ثبت فعالیت مغز مدیتیتورهای باتجربه ذن استفاده کرد. محققان ظهور امواج آلفا، افزایش دامنه امواج آلفا، کاهش امواج آلفا و ظهور امواج تتا را مشاهده کردند. این تغییرات در حالتهای EEG با فرآیند تمرین مدیتیشن فرد همخوانی داشت. فعالیت آلفا با حالت ذهنی آرام، آسوده و شفاف همراه است و فعالیت تتا در بزرگسالان با خوابآلودگی مرتبط است.
علوم اعصاب افسردگی
اعتقاد بر این است که ساختارهای مختلفی در مغز در افسردگی نقش دارند. در سطح زیستی، دانشمندان علوم اعصاب شناسایی کردهاند که ژنهای خاصی میتوانند بر میزان آسیبپذیری یک فرد نسبت به خلق پایین و چگونگی پاسخ او به دارو تأثیر بگذارند.
پژوهشگران از تکنیکهای تصویربرداری عصبی و توموگرافی برای درک چگونگی تأثیر افسردگی بر مناطق و عملکردهای مغز استفاده کردهاند. اسکنهای fMRI میتوانند تغییرات در بخشهای مغز را هنگام پاسخ به محرکها اندازهگیری کنند، و توموگرافی کامپیوتری با انتشار تک فوتون (SPECT) و توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) میتوانند تراکم و توزیع انتقالدهندههای عصبی را اندازهگیری کنند.
در مغز افسرده، ارتباط بین نورونها ممکن است نامنظم باشد — به عنوان مثال، یک گیرنده عصبی ممکن است به طور ناکارآمد به یک انتقالدهنده عصبی پاسخ دهد. توجه به این نکته مهم است که افسردگی ممکن است صرفاً به دلیل سطح پایین انتقالدهندههای عصبی نباشد. با بررسی عمیقتر دانشمندان در زمینه علوم اعصاب افسردگی، درک بهتری از علل احتمالی متعدد افسردگی، از جمله تروما (آسیب روانی)، ژنتیک، استرس و شرایط پزشکی حاصل میشود.
علوم اعصاب اعتیاد
انگهای اجتماعی پیش از این اعتیاد را نتیجه ضعفهای اخلاقی یا اراده ضعیف توصیف میکردند. تحقیقات در زمینه علوم اعصاب اعتیاد در طول ۳۰ سال گذشته نشان داده است که اعتیاد در واقع یک اختلال مزمن مغزی است. اعتیاد سیستم مدارهای عصبی (که مداربندی عصبی یا نوروسیرکویتری نامیده میشود) درگیر در انگیزه و پاداش را مختل میکند. علوم اعصاب اعتیاد فرآیندهای عصبی زمینهساز عوامل زیستی، اجتماعی و فرهنگی را که در میزان آسیبپذیری فرد به اعتیاد و سوءمصرف مواد نقش دارند، مطالعه میکند.
ویدئوی علوم اعصاب اعتیاد
علوم اعصاب موسیقی
علوم اعصاب موسیقی به دنبال درک مکانیسمهای عصبی دخیل در فرآیندهای شناختی گوش دادن، نواختن، آهنگسازی و خواندن موسیقی است.
از آنجا که موسیقی از نظر احساسی و جسمی بر ما تأثیر میگذارد، مطالعات مستقل زیادی در زمینه علوم اعصاب موسیقی انجام شده است. به عنوان مثال، محققان بررسی کردهاند که موسیقی چگونه به یادآوری خاطرات در افراد مبتلا به زوال عقل یا آلزایمر کمک میکند.
علوم اعصاب موسیقی شامل تحقیقات مصرفکننده نیز میشود. در یک آزمایش، دادههای EEG سه هنرمند مشهور نروژی در حین گوش دادن به موسیقی از ژانرهای مختلف ثبت شد. دادههای ثبتشده EEG با استفاده از یک الگوریتم تجزیه و تحلیل شد تا مشخص شود آیا این هنرمندان مشهور از موسیقی که به آن گوش میدادند خوششان آمده است یا خیر. ویدئوی زیر را تماشا کنید تا متوجه شوید آیا لارس واولار، اوله پاوس و مارگارت برگر موسیقیدانان محبوب خودشان هستند یا خیر.
ویدئوی «درک درک ما از موسیقی»
علوم اعصاب حافظه
حافظه شامل فرآیندهای شناختی و عصبی پیچیدهای است و دانشمندان همچنان در حال تحقیق در مورد علوم اعصاب حافظه هستند. با این حال، ما یک درک بنیادی از چگونگی ثبت تجربیات در مغز داریم. خاطرات جدید زمانی شکل میگیرند که سیناپسها تغییر کرده یا دوباره مسیردهی شوند. اسبک مغز (هیپوکامپ) و ناحیه پاراهیپوکامپ رویدادهای کوتاهمدت را به خاطرات بلندمدت تبدیل میکنند. بادامک مغز (آمیگدال) احساسات را با تجربیات زیسته ما ادغام میکند.
علوم اعصاب آگاهی
آگاهی بر رفتار انسان تأثیر میگذارد، از این رو علوم اعصاب دریچهای برای توضیح آگاهی فراهم میکند. مطالعه علوم اعصاب آگاهی عمدتاً به دنبال پاسخ به این سؤال است که کدام ویژگیهای عصبی تعیین میکنند چه زمانی یک حالت هوشیار است یا خیر (آگاهی عمومی) و کدام ویژگیهای عصبی پایه و اساس یک حالت هوشیار را مشخص میکنند (آگاهی اختصاصی).
حوزههای علوم اعصاب
از آنجا که علوم اعصاب یک مطالعه بینرشتهای است، تحقیقات و توسعه مدرن را میتوان در حوزههای مختلف علوم اعصاب دستهبندی کرد.
لیست حوزههای علوم اعصاب:
در بخشهای بعدی، تفاوتهای بین علوم اعصاب و روانشناسی و همچنین علوم اعصاب در مقابل مغز و اعصاب (نورولوژی) را توضیح خواهیم داد، حوزههای اصلی علوم اعصاب (علوم اعصاب شناختی و رفتاری) را توصیف میکنیم و سایر حوزههای نوظهور را تعریف خواهیم کرد.
علوم اعصاب عاطفی (علوم اعصاب احساسات)
علوم اعصاب رفتاری
علوم اعصاب سلولی
علوم اعصاب بالینی
علوم اعصاب شناختی
علوم اعصاب محاسباتی
علوم اعصاب فرهنگی
شناختی رشدی
علوم اعصاب
علوم اعصاب رشدی
علوم اعصاب تکاملی
علوم اعصاب تربیتی
علوم اعصاب مولکولی
علوم اعصاب پزشکی
مهندسی عصبشناختی
کالبدشناسی اعصاب (نورواناتومی)
شیمی اعصاب (نوروشیمی)
اقتصاد عصبی (نورواکونومیکس)
اخلاق عصبی (نورواتیک)
رفتارشناسی عصبی (نورواتولوژی)
نوروگاسترونومی (علوم اعصاب تغذیه)
ژنتیک عصبی (نوروژنتیک)
تصویربرداری عصبی
ایمنیشناسی عصبی (نوروایمونولوژی)
نورواینفورماتیک
زبانشناسی عصبی (نورولینگوئیستیک)
بازاریابی عصبی (نورومارکتینگ)
فیزیک اعصاب (نوروفیزیک)
فیزیولوژی اعصاب (نوروفیزیولوژی)
روانشناسی عصبی (نوروپسیكولوژی)
دیرینهزیستشناسی عصبی
علوم اعصاب اجتماعی
علوم اعصاب سیستمها
علوم اعصاب نظری
علوم اعصاب ترجمهای (کاربردی)
تفاوت بین علوم اعصاب و روانشناسی چیست؟
رابطه علوم اعصاب با روانشناسی چیست؟ بیایید دوباره به تعریف علوم اعصاب نگاهی بیندازیم. این علم مطالعه فرآیندهای شیمیایی، زیستی و آناتومیکال تأثیرگذار بر رفتار و عملکرد مغز است، در حالی که روانشناسی مطالعه انتزاعی رفتار انسان است. شما میتوانید روانشناسی بخوانید و درباره ماهیت انسان بیاموزید، اما بدون دانش علمی درباره نحوه عملکرد مغز، ممکن است تصویر کاملی به دست نیاورید. دانشمندان همچنان در حال کشف این موضوع هستند که مغز چگونه در فرآیندهای روانشناختی مانند شخصیت، رفتار و احساسات نقش دارد.
مغز و اعصاب در مقابل علوم اعصاب
علوم اعصاب مربوط به مطالعه سیستم عصبی است، در حالی که مغز و اعصاب (نورولوژی) به درمان پزشکی آن مربوط میشود. نورولوژی شاخهای از پزشکی است که در سیستم عصبی مرکزی، محیطی و خودمختار تخصص دارد. متخصصان مغز و اعصاب پزشکانی هستند که بیماریها و اختلالات عصبی را تشخیص داده و درمان میکنند.
علوم اعصاب شناختی
علوم اعصاب شناختی شاخهای از علوم اعصاب است که فرآیندهای زیستی زمینهساز شناخت را با تمرکز ویژه بر ارتباطات عصبی مطالعه میکند. هدف علوم اعصاب شناختی تعیین این است که مغز چگونه عملکردهای خود را انجام میدهد. علوم اعصاب شناختی شاخهای از هر دو علم روانشناسی و علوم اعصاب به شمار میآید، زیرا علوم زیستی را با علوم رفتاری مانند روانپزشکی و روانشناسی ترکیب میکند. فناوریهای مورد استفاده در پژوهشهای علوم اعصاب، به ویژه تصویربرداری عصبی، در مواردی که دادههای رفتاری کافی نیست، بینش مناسبی از مشاهدات رفتاری ارائه میدهند.
مثالی از علوم اعصاب شناختی
بررسی آزمایشهای علوم اعصاب شناختی برای درک این علم در عمل بسیار مفید است. یک آزمایش برنده جایزه در همین اواخر به بررسی نقش دوپامین (یک انتقالدهنده عصبی مرتبط با احساس رضایت) در تصمیمگیری پرداخت. انسانها برای بقا باید بتوانند تصمیماتی بگیرند که به نفع آنها باشد. وقتی تصمیمی میگیریم که منجر به پاداش میشود، سطح فعالیت نورونهای دوپامین افزایش مییابد و در نهایت این واکنش حتی در پیشبینی پاداش نیز رخ میدهد.
این فرآیند زیستی دلیلی است بر اینکه چرا ما به دنبال پاداشهای بزرگتر و بزرگتر مانند ارتقای شغلی یا مدارج علمی هستیم، چرا که پاداشهای بیشتر با شانس بالاتر برای بقا مرتبط هستند. تصمیمگیری نمونهای از یک فرآیند زیستی است که بر شناخت تأثیر میگذارد (نمونهای از علوم اعصاب شناختی).
علوم اعصاب رفتاری
علوم اعصاب رفتاری با بهکارگیری زیستشناسی در مطالعه فیزیولوژی، ژنتیک و مکانیسمهای رشدی، نشان میدهد که مغز چگونه بر رفتار تأثیر میگذارد. همانطور که از نام آن پیداست، این شاخه پیوند بین علوم اعصاب و رفتار است. علوم اعصاب رفتاری بر سلولهای عصبی، انتقالدهندههای عصبی و مدارهای عصبی تمرکز میکند تا فرآیندهای زیستی زمینهساز رفتارهای عادی و غیرعادی را بررسی کند (علوم اعصاب زیستی).
بسیاری از آزمایشهای تأثیرگذار در حوزه علوم اعصاب رفتاری، نتایج کلیدی خود را با استفاده از آزمودنیهای غیرانسانی — اغلب میمونها، رتها یا موشها — به دست آوردهاند که منجر به این فرض میشود که ارگانیسمهای انسانی و غیرانسانی دارای شباهتهای زیستی و رفتاری هستند. به علوم اعصاب رفتاری، روانشناسی زیستی، بیوپسیکولوژی یا روانزیستشناسی نیز گفته میشود.
علوم اعصاب محاسباتی
علوم اعصاب محاسباتی از تحلیلهای نظری، شبیهسازیهای کامپیوتری و مدلهای ریاضی برای درک عملکرد عصبی از سطح مولکولی و سلولی گرفته تا سطح شبکه و به دنبال آن در سطح شناخت و رفتار استفاده میکند.
علوم اعصاب اجتماعی
علوم اعصاب اجتماعی مفاهیم زیستی را برای درک فرآیندها و رفتارهای اجتماعی مطالعه و پیادهسازی میکند. از آنجا که انسانها موجوداتی اجتماعی هستند، واحدهای اجتماعی مانند خانواده، جوامع و محلهها را ایجاد میکنند. علوم اعصاب اجتماعی فرض میکند که این واحدهای اجتماعی به این دلیل وجود دارند که رفتارهای اجتماعی مرتبط با آنها به بقا و تولیدمثل انسانها کمک میکنند.
علوم اعصاب بالینی
علوم اعصاب بالینی مکانیسمهای زیستی زمینهساز اختلالات و بیماریهای عصبی را مطالعه میکند و به دنبال توسعه روشهایی برای تشخیص و درمان این اختلالات است. به علوم اعصاب بالینی، علوم اعصاب پزشکی نیز گفته میشود.
علوم اعصاب تربیتی
علوم اعصاب تربیتی با بررسی فرآیندهای عصبی دخیل در یادگیری، خواندن، انجام محاسبات ریاضی و اختلالات رشدیعصبی مرتبط با آموزش مانند نارساخوانی و ADHD، به بررسی ارتباط بین فرآیندهای زیستی و آموزش میپردازد.
علوم اعصاب سیستمها
علوم اعصاب سیستمها شامل مطالعه نحوه رفتار سلولهای عصبی در مسیرهای عصبی، مدارهای عصبی و شبکههای عصبی است. این علم به دنبال درک ساختار و عملکرد مغز هم در سطح مولکولی و سلولی (به عنوان مثال، نحوه تحلیل اطلاعات حسی توسط مدارهای عصبی و اجرای عملکردهای خاص) و هم در سطح شناختی و رفتاری (نحوه کارکرد زبان و حافظه) است.
علوم اعصاب شناختی رشدی
علوم اعصاب شناختی رشدی فرآیندهای روانشناختی و پایههای عصبی آنها را در ذهن در حال رشد بررسی میکند — از جمله اینکه چگونه تغییرات زیستی و محیطی با افزایش سن کودکان بر مغز تأثیر میگذارند.
علوم اعصاب رشدی
علوم اعصاب رشدی بینشی درباره فرآیندهایی که سیستم عصبی را ایجاد کرده و تحت تأثیر قرار میدهند، با تمرکز بر توسعه سلولی و مولکولی آن به ویژه در دوران پیش از تولد فراهم میکند.
علوم اعصاب نظری
اصطلاح «علوم اعصاب نظری» اغلب به جای «علوم اعصاب محاسباتی» به کار میرود (استفاده از تحلیلهای نظری، شبیهسازیهای کامپیوتری و مدلهای ریاضی برای درک عملکرد عصبی از سطح مولکولی و سلولی تا سطح شبکه و شناخت و رفتار). تفاوت ظریف آنها این است که علوم اعصاب نظری بیشتر بر ارائه رویکردهای نظری برای مطالعه مغز تأکید دارد تا ارائه مدلهای ریاضی و جمعآوری دادهها.
علوم اعصاب ترجمهای (کاربردی)
هدف علوم اعصاب ترجمهای ارائهی کاربردهای بالینی، راهکارها و درمانهایی برای اختلالات عصبی است. این کاربردها شامل رابطهای مغز و رایانه و ایمپلنتهای شنوایی و شبکیه چشم میشود.
علوم اعصاب مولکولی
علوم اعصاب مولکولی زیستشناسی مولکولی و ژنتیک مولکولی را در مطالعه سیستم عصبی به کار میگیرد. این شاخه بررسی میکند که نورونها چگونه به سیگنالهای مولکولی پاسخ میدهند، آکسونها چگونه الگوهای ارتباطی را شکل میدهند و پایه مولکولی انعطافپذیری عصبی — توانایی مغز برای تغییر خود — چیست. علوم اعصاب مولکولی و سلولی هر دو به دنبال درک نحوه رشد نورونها و چگونگی تأثیر تغییرات ژنتیکی بر عملکردهای زیستی هستند. علوم اعصاب سلولی نورونها را در سطح سلولی بررسی میکند — نحوه کارکرد نورونها با هم، نحوه تأثیرگذاری آنها بر یکدیگر و انواع و عملکردهای مختلف نورونها.
علوم اعصاب احساس
علوم اعصاب احساس که اغلب علوم اعصاب عاطفی نامیده میشود، مطالعه مکانیسمهای عصبیِ احساسات است. تصور میشود که احساس مستقیماً با ساختارهای سیستم لیمبیک در مرکز مغز مرتبط است. علوم اعصاب عاطفی، علوم اعصاب را با روانشناسی ترکیب میکند. به عنوان مثال، ممکن است همپوشانی مکانیسمهای عصبی و ذهنی بین فرآیندهای احساسی و غیر احساسی را بررسی کند که پژوهشگران تا چندی پیش آنها را فرآیندهای شناختی مجزا میدانستند.
تاریخچه مختصری از علوم اعصاب
برخی از اولین کمکها به علوم اعصاب توسط فیلسوفان انجام شد. تا سالهای ۴۰۰ تا ۳۰۰ پیش از میلاد، قلب به عنوان سرچشمه آگاهی دیده میشد. بقراط و افلاطون با دفاع از نقش مغز در حس و هوش، این دیدگاه را به چالش کشیدند.
پزشک ایتالیایی لوییجی گالوانی در اواخر دهه ۱۷۰۰ الکتریسیته حیوانی را کشف کرد و به یکی از اولین کسانی تبدیل شد که سیگنالهای الکتریکی نورونها و ماهیچهها را مطالعه کردند.
در اوائل دهه ۱۸۰۰، فیزیولوژیست فرانسوی ژان پیر فلورنس روش تخریب تجربی (ایجاد ضایعه جراحی در مغز) را ابداع کرد و اولین کسی بود که ثابت کرد جایگاه ذهن در مغز است، نه در قلب. فلورنس تأثیرات ناشی از برداشتن بخشهای مختلف سیستم عصبی را مشاهده کرد.
تعدادی از دانشمندان در اواخر قرن نوزدهم مسیر درک علوم اعصاب از فعالیت الکتریکی مغز را هموار کردند. امیل دو بوآ ریموند ماهیت الکتریکی سیگنالهای عصبی را نشان داد، هرمان فون هلمهولتز سرعت سیگنال عصبی را اندازهگیری کرد و ریچارد کتون و آدولف بک فعالیت الکتریکی را در نیمکرههای مغزی خرگوشها، میمونها و سگها مشاهده کردند.
کامیلو گلژی یک روش رنگآمیزی (که اکنون به نام رنگآمیزی گلژی شناخته میشود) برای مشاهده بافت عصبی در زیر میکروسکوپ نوری ابداع کرد. این تکنیک توسط سانتیاگو رامون ای کاخال مورد استفاده قرار گرفت و منجر به شکلگیری نظریه نورونی شد؛ این مفهوم که سیستم عصبی از سلولهای مجزا تشکیل شده است. گلژی و رامون ای کاخال بعداً در سال ۱۹۰۶ برنده جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی شدند.
پل بروکا، جان هاگلینگز جکسون و کارل ورنیکه همگی در اواخر دهه ۱۸۰۰ به فرضیه «موضعیسازی عملکرد» در علوم اعصاب کمک کردند، فرضیهای که نشان میدهد بخشهای خاصی از مغز مسئول عملکردهای خاصی هستند.
علوم اعصاب در دهههای ۱۹۵۰ و ۶۰ میلادی به طور رسمی به عنوان یک رشته دانشگاهی پایهگذاری شد. دیوید ریوک، فرانسیس او. اشمیت، جیمز ال. مکگاو و استیون کافلر از نخستین کسانی بودند که علوم اعصاب را با موسسات تحقیقات زیستپزشکی ادغام کرده و برنامهها و گروههای پژوهشی علوم اعصاب را تأسیس نمودند.
این افزایش علاقهمندی منجر به شکلگیری چندین سازمان علوم اعصاب در اواخر دهه ۱۹۶۰ شد که امروزه نیز فعال هستند. این سازمانها شامل سازمان بینالمللی تحقیقات مغز، انجمن بینالمللی شیمی اعصاب، انجمن مغز و رفتار اروپا و انجمن علوم اعصاب هستند.
به تازگی، تعدادی رشته کاربردی از علوم اعصاب پدید آمدهاند، مانند بازاریابی عصبی، اقتصاد عصبی، آموزش عصبی، اخلاق عصبی و حقوق عصبی.
چه کسی علوم اعصاب را کشف کرد؟
سانتیاگو رامون ای کاخال به دلیل تحقیقات پیشگامانهاش در ساختار میکروسکوپی مغز، «پدر علوم اعصاب» نامیده میشود. رامون ای کاخال شواهدی برای نظریه نورونی ارائه کرد که پایه و اساس علوم اعصاب مدرن به شمار میرود. او نشان داد که سلولهای عصبی مجزا و همجوار (در نزدیکی هم) هستند، نه پیوسته، و مخروط رشد آکسونی را کشف کرد (امتداد یک فیبر عصبی در حال رشد که به دنبال هدف سیناپسی خود است).
علوم اعصاب EEG
پژوهشهای علوم اعصاب اغلب از تکنیکهای تصویربرداری عصبی مانند الکتروانسفالوگرافی (EEG) برای تجزیه و تحلیل مغز استفاده میکنند. EEG یک فرآیند الکتروفیزیولوژیکال است که فعالیت الکتریکی مغز را ثبت میکند. دانشمندان علوم اعصاب میتوانند دادههای EEG را برای درک فرآیندهای شناختی زمینهساز رفتار انسان تجزیه و تحلیل کنند. به عنوان مثال، دانشمندان علوم اعصاب شناختی از EEG برای نظارت بر چگونگی تغییر فعالیت مغز در پاسخ به محرکهای مختلف استفاده کردهاند (علوم اعصاب شناختی EEG).
از آنجا که EEG یک روش علمی برای مطالعه بازخورد و رفتار فردی ارائه میدهد، این ابزار راهکاری ارزشمند برای شناخت رفتار مصرفکننده نیز هست. استفاده از فناوریهای عصبی مانند EEG برای مطالعه واکنشهای مصرفکنندگان، علوم اعصاب مصرفکننده یا بازاریابی عصبی (بازاریابی علوم اعصاب) نامیده میشود.
علوم اعصاب و EEG بالینی
علوم اعصاب و EEG بالینی از EEG برای تشخیص و نظارت بر بیماران مبتلا به صرع، سکته مغزی یا سایر اختلالات استفاده میکند، به ویژه در مواردی که به دلیل شرایط خاص نمیتوان از فناوریهای دیگر استفاده کرد (به عنوان مثال، بیماری که قطعات یا صفحات فلزی در سر دارد نمیتواند تحت مطالعات MRI قرار گیرد). EEG همچنین در توانبخشی یا بازیابی عملکرد در افرادی که از فلج یا اختلالات حرکتی رنج میبرند، از طریق استفاده به عنوان رابط مغز و رایانه کاربرد دارد. EEG بالینی میتواند برای ارزیابی اختلالات خواب نیز استفاده شود.
مزایای EEG برای تحقیقات علوم اعصاب
در مقایسه با تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI)، روش EEG وضوح زمانی بسیار بالایی دارد، به این معنی که میتواند واکنشهای سریع مغز را که در مقیاس میلیثانیه رخ میدهند، ثبت کند. این امر به هماهنگی بسیار دقیق بین اتفاقات درون مغز و محیط پیرامون کمک میکند.
دادههای EEG به صورت غیرتهاجمی جمعآوری میشوند. در حالی که الکتروکورتیکوگرافی برای قرار دادن مستقیم الکترودها روی سطح مغز به جراحی اعصاب نیاز دارد.
در مقایسه با روشهای تست رفتاری، EEG میتواند پردازش پنهان را تشخیص دهد (پردازشی که نیازی به پاسخ آشکار ندارد). همچنین میتوان از آن روی افرادی استفاده کرد که قادر به نشان دادن واکنش حرکتی نیستند.
آنالیز خواب با EEG میتواند جنبههای مهمی از زمانبندی بلوغ مغز را نشان دهد.
هیچ خطر فیزیکی در رابطه با دستگاه EEG وجود ندارد. در مقابل، دستگاههای fMRI و MRI آهنرباهای قدرتمندی هستند که استفاده از آنها برای بیماران دارای پروتزها یا ایمپلنتهای فلزی مانند ضربانساز قلب ممنوع است.
آیا Emotiv محصولات علوم اعصاب ارائه میدهد؟
Emotiv محصولات متعددی در زمینه علوم اعصاب برای پژوهشهای دانشگاهی، تحقیقات مصرفکننده، عملکرد شناختی، بازاریابی عصبی و کاربردهای فناوری کنترلشده با مغز ارائه میدهد. راهکارهای علوم اعصاب Emotiv شامل نرمافزار علوم اعصاب، نرمافزار BCI و فناوری سختافزاری EEG است.
EmotivPro یک راهکار نرمافزاری علوم اعصاب برای پژوهش و آموزش است که به کاربران امکان میدهد دادههای EEG را تجزیه و تحلیل نمایند، ثبتهای EEG را به صورت آنی نمایش دهند و رویدادها را نشانهگذاری کنند. نرمافزار EmotivBCI یک نرمافزار مربوط به رابط مغز و رایانه است که میتوان از آن برای پیادهسازی مستقیم BCI در کامپیوتر استفاده کرد. ابزارهای تکمیلی علوم اعصاب Emotiv شامل نرمافزار تصویرسازی مغز BrainViz است.
محصولات علوم اعصاب Emotiv برای فناوری سنجش مغز به عنوان مقرونبهصرفهترین و معتبرترین دستگاههای مغزنگار موبایل و بیسیم EEG Brainwear® در بازار شناخته میشوند. برای پژوهشهای علوم اعصاب و کاربردهای تجاری، هدست برنده جایزه EMOTIV EPOC+ و هدست نسخه دهمین سالگرد تولید یعنی Epoc X، دادههای مغزی با گرید حرفهای را ارائه میدهند. کلاه EMOTIV EPOC Flex نیز پوشش کانال بالا و سنسورهای متحرک الکتروانسفالوگرام بهینه را برای تحقیقات علوم اعصاب فراهم میکند.
