رمز و راز عملکرد مغز زیر ذره‌بین محققان ایرانی

زهرا وجدانی: در دنیای امروز، علم اعصاب و تکنولوژی به‌طور چشمگیری پیشرفت کرده است و ابزار‌های جدیدی برای بررسی و تحلیل عملکرد مغز انسان به‌وجود آمده‌اند. یکی از این ابزار‌های پیشرفته که در سال‌های اخیر جایگاه ویژه‌ای یافته است، تکنیک نقشه‌برداری مغزی یا همان QEEG (الکتروانسفالوگرافی کمی) می‌باشد. این تکنیک، با استفاده از پردازش داده‌های الکتریکی مغز، به پزشکان و محققان این امکان را می‌دهد که به‌طور دقیق‌تری به تحلیل وضعیت مغز پرداخته و اختلالات عصبی و روانی را تشخیص دهند. در این گزارش، به بررسی روند عملکرد، کاربردها، مزایا و چالش‌های این فناوری می‌پردازیم. همچنین قصد داریم با یکی از مراکز 

QEEG چیست؟ معرفی و روند انجام آن

QEEG یک نسخه پیشرفته از نوار مغزی است که اطلاعات فعالیت الکتریکی مغز را به‌طور کمی ثبت کرده و سپس با استفاده از نرم‌افزار‌های پیچیده، این داده‌ها تحلیل و پردازش می‌شوند. به‌طور ساده، در این روش، امواج مغزی در پنج باند اصلی (آلفا، بتا، دلتا، تتا و بتای بالا) بررسی می‌شود تا فعالیت‌های مغزی در شرایط مختلف ارزیابی شوند.

فرآیند انجام QEEG شامل مراحل مختلفی است که به‌طور کلی به شرح زیر است:

۱. ثبت امواج مغزی: ابتدا الکترود‌هایی به سطح پوست سر بیمار متصل می‌شوند. این الکترود‌ها فعالیت‌های الکتریکی مغز را ثبت می‌کنند.

۲. پردازش داده‌ها: داده‌های ثبت‌شده با استفاده از نرم‌افزار‌های خاصی پردازش می‌شوند تا نقشه‌ای از فعالیت مغزی به‌دست آید.

۳. تحلیل و مقایسه: این نقشه مغزی با داده‌های استاندارد جمعیت بهنجار مقایسه می‌شود تا هرگونه ناهنجاری یا تغییرات غیرمعمول شناسایی شود.

نقشه‌برداری مغزی در چه شرایطی مفید است؟

۱. تشخیص اختلالات مغزی و روانی یکی از مهم‌ترین کاربرد‌های QEEG، تشخیص دقیق‌تر اختلالات مغزی و روانی است. این تکنیک می‌تواند به پزشکان در شناسایی اختلالاتی مانند:

صرع و تشنج‌ها: با شناسایی ناهنجاری‌های خاص در امواج مغزی، این روش می‌تواند به‌طور مؤثری در تشخیص و مدیریت بیماری صرع کمک کند.

اختلالات اضطرابی و افسردگی: از طریق شبیه‌سازی دقیق فعالیت مغزی، می‌توان مشکلاتی همچون اضطراب، افسردگی و اختلالات دوقطبی را شناسایی و درمان کرد.

اختلالات توجه و تمرکز: مانند بیش‌فعالی (ADHD)، که نیازمند تحلیل دقیق الگو‌های مغزی برای انتخاب روش‌های درمانی مناسب است.

۲. ارزیابی اثربخشی درمان‌ها یکی دیگر از کاربرد‌های جالب QEEG، ارزیابی تأثیرات دارو‌ها و درمان‌های مختلف بر عملکرد مغزی است. پزشکان می‌توانند با استفاده از این روش، تأثیرات دارو‌های مختلف را بر امواج مغزی مشاهده کرده و بهترین گزینه درمانی را برای بیماران تجویز کنند.

۳. پیش‌بینی روند درمان با مقایسه نقشه مغزی بیماران با نقشه‌های بهنجار، QEEG می‌تواند پیش‌بینی‌هایی دقیق از روند درمان‌ها ارائه دهد. این ویژگی به‌ویژه در درمان اختلالات روانی و عصبی، که نیازمند نظارت دقیق بر وضعیت بیمار است، بسیار مؤثر می‌باشد.

مزایای کلیدی نقشه‌برداری مغزی

۱. دقت بالا و تحلیل کمی یکی از ویژگی‌های برجسته QEEG نسبت به نوار مغزی سنتی، توانایی تحلیل کمی دقیق فعالیت مغزی است. این ویژگی اجازه می‌دهد تا پزشکان به‌طور دقیق‌تری وضعیت مغز را تحلیل کرده و ناهنجاری‌های مغزی را که ممکن است در سایر روش‌ها پنهان بمانند، شناسایی کنند.

۲. غیرتهاجمی و بدون درد QEEG یک فرایند غیرتهاجمی است که به‌طور معمول بدون درد و بدون نیاز به جراحی یا وارد کردن شوک‌های الکتریکی به بدن انجام می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود که این روش گزینه‌ای ایمن و راحت برای بیماران باشد.

۳. شناسایی اختلالات پنهان در حالی که نوار مغزی معمولی تنها فعالیت‌های سطحی مغز را نشان می‌دهد، QEEG می‌تواند تغییرات و اختلالات پنهان در مغز را شناسایی کند که ممکن است در نوار مغزی به‌طور معمول قابل‌تشخیص نباشند.

چالش‌ها و محدودیت‌های QEEG

۱. حساسیت به شرایط بیمار نتایج QEEG به‌طور مستقیم به وضعیت جسمی و روانی بیمار بستگی دارد. عواملی مانند خواب، اضطراب یا حتی شرایط محیطی می‌توانند نتایج را تحت تأثیر قرار دهند، بنابراین تحلیل داده‌ها باید با دقت بالا و در شرایط کنترل‌شده انجام شود.

۲. نیاز به تخصص بالای پزشکی برای تحلیل و تفسیر نتایج QEEG، تخصص و تجربه پزشکان و محققان ضروری است. به‌دلیل پیچیدگی‌های پردازش داده‌ها و تحلیل نقشه‌های مغزی، تفسیر نادرست یا عدم توجه به جزئیات می‌تواند منجر به اشتباهات در تشخیص و درمان شود.

۳. هزینه‌های بالا یکی از معایب QEEG، هزینه‌های بالای این آزمایش است. تجهیزات پیچیده، نرم‌افزار‌های پردازش داده و نیاز به تخصص در انجام آزمایش، باعث می‌شود که این روش در برخی موارد گران‌قیمت باشد.

آینده نقشه‌برداری مغزی: چشم‌انداز‌های نوین

با پیشرفت‌های روزافزون در زمینه‌های فناوری و علم اعصاب، انتظار می‌رود که استفاده از QEEG در آینده گسترده‌تر شود. از جمله این پیشرفت‌ها می‌توان به بهبود دقت پردازش داده‌ها، کاهش هزینه‌های آزمایش، و گسترش کاربرد‌های این فناوری در درمان‌های شخصی‌شده اشاره کرد. همچنین، QEEG می‌تواند به ابزاری کلیدی در تحقیق و درمان اختلالات مغزی و روانی در آینده تبدیل شود.

یک گام بزرگ به سوی پزشکی دقیق

در مجموع، QEEG به‌عنوان یک ابزار پیشرفته و دقیق در تحلیل عملکرد مغزی، توانسته است انقلابی در تشخیص و درمان اختلالات عصبی و روانی به‌وجود آورد. این تکنیک با توانایی تحلیل کمی فعالیت‌های مغزی، امکان شناسایی دقیق‌تر ناهنجاری‌ها، انتخاب درمان‌های بهینه و پیش‌بینی روند بهبودی را فراهم می‌آورد. با وجود چالش‌ها و محدودیت‌ها، QEEG به‌عنوان ابزاری غیرتهاجمی و مؤثر در پزشکی نوین می‌تواند نقش مهمی در آینده درمان اختلالات مغزی ایفا کند و به‌طور ویژه در زمینه‌هایی، چون روانشناسی، نوروساینس و درمان‌های شخصی‌شده تأثیرگذار باشد.

آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز؛ نقطه عطفی در تحقیقات علوم شناختی و فناوری‌های مغزی

آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز (NBML)، یکی از پیشرفته‌ترین مراکز تحقیقاتی و تخصصی در حوزه علوم شناختی و فناوری‌های مغزی در ایران است. این آزمایشگاه با هدف ارتقای سطح دانش و فناوری در زمینه تحقیقات مغزی و به‌ویژه تصویربرداری و تحریک مغزی، ایجاد شده است و به عنوان یک نهاد مستقل و ملی، به پژوهشگران و متخصصان این حوزه خدمات ارزشمندی را ارائه می‌دهد. تأسیس این آزمایشگاه با حمایت معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری و به منظور افزایش توانمندی ایران در سطح ملی، منطقه‌ای و بین‌المللی در زمینه علوم شناختی صورت گرفته است.

تاریخچه تأسیس آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز

آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز در تاریخ ۱۱ مرداد ۱۳۹۵، برابر با ۱ اوت ۲۰۱۶، با حضور اسحاق جهانگیری، معاون اول رئیس‌جمهور، سورنا ستاری، معاون علمی و فناوری رئیس‌جمهور، وزرای علوم و بهداشت و همچنین روسای دانشگاه‌ها افتتاح شد. این آزمایشگاه به عنوان یکی از پروژه‌های مهم در راستای توسعه علوم و فناوری‌های شناختی در کشور، برای ارتقاء موقعیت علمی و بین‌المللی ایران در این حوزه ایجاد گردید.

هدف و چشم‌انداز آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز

هدف اصلی این آزمایشگاه توسعه همگرایی علم و فناوری در نقشه‌برداری مغز و ارائه خدمات تخصصی در زمینه تصویربرداری عصبی و نورومدولاسیون است. آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز به‌طور خاص در تلاش است تا با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین، نقشه‌های نوین مغز و تکنیک‌های نرومدولاسیون را ارائه دهد که می‌تواند برای درمان بیماری‌ها و اختلالات مغزی همچون سکته مغزی، پارکینسون، افسردگی، اختلالات شناختی و رفتاری، کاربرد داشته باشد.

رئیس آزمایشگاه، محمدعلی عقابیان، بیان کرده است که این مرکز قادر است پروژه‌های کاربردی را به فناوری تبدیل کرده و از طریق آن خدمات علمی و فناوری را به جامعه ارائه دهد. این آزمایشگاه به‌عنوان یک نهاد ملی در زمینه علوم شناختی، قادر است نیاز‌های ملی را شناسایی کرده و آنها را از طریق دانش به فناوری و محصول تبدیل کند.

تجهیزات و امکانات پیشرفته آزمایشگاه

آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز مجهز به تجهیزات پیشرفته‌ای نظیر دستگاه‌های تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI) ۳ تسلا، دستگاه‌های تحریک غیرتهاجمی مغزی (TMS و TCS سازگار با MRI)، الکتروانسفالوگرافی (EEG)، طیف‌نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک (fNIRS) و سایر تجهیزات پیشرفته پردازش داده‌ها و تصاویر است. همچنین این آزمایشگاه از استاندارد‌های بین‌المللی برای پردازش و آنالیز سیگنال‌ها و تصاویر مغزی برخوردار است و طبق استاندارد ISO ۹۰۰۱:۲۰۰۸ موفق به دریافت گواهینامه شده است.

دستگاه MRI: یکی از دستگاه‌های پیشرفته آزمایشگاه، اسکنر MRI ۳T Prisma است که قادر به انجام تصویربرداری‌های بسیار دقیق و پیشرفته از مغز است. این دستگاه شامل ۶۴ کانال گیرنده و ۱۲۸ کانال مستقل RF است و می‌تواند تصویربرداری‌های دیفیوژن و آنژیوگرافی را با وضوح بالا انجام دهد. این دستگاه برای بررسی و مطالعه فعالیت‌های مغزی، نقشه‌برداری از ساختار‌های مختلف مغز و ارزیابی آسیب‌ها یا بیماری‌های مغزی مانند سکته مغزی و پارکینسون به‌کار می‌رود.

آزمایشگاه EEG: الکتروانسفالوگرافی یا EEG یک روش غیرتهاجمی برای اندازه‌گیری فعالیت الکتریکی مغز است. در این آزمایشگاه، سیگنال‌های مغزی که از طریق الکترود‌های قرار گرفته بر روی پوست سر ثبت می‌شوند، پردازش و تحلیل می‌شوند. این دستگاه به‌ویژه برای ارزیابی فعالیت غیرارادی مغز، مانند شیزوفرنی و تشخیص بیماری‌های عصبی بسیار کارآمد است.

آزمایشگاه TMS و tDCS: آزمایشگاه تحریک مغناطیسی فراجمجمه‌ای (TMS) و تحریک الکتریکی فراجمجمه‌ای مغز (tDCS) ابزار‌هایی برای تحریک سلول‌های عصبی در مغز هستند. این دستگاه‌ها در درمان اختلالات مختلفی از جمله افسردگی، اعتیاد، میگرن و اختلالات شناختی به‌کار می‌روند.

آزمایشگاه fNIRS: طیف‌نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک (fNIRS) روشی است که به‌وسیله آن، فعالیت عصبی و پاسخ‌های همودینامیک در مغز اندازه‌گیری می‌شود. این فناوری قادر است تغییرات در غلظت اکسیژن و دئوکسی هموگلوبین را در مغز ثبت کند و به پژوهشگران کمک می‌کند تا عملکرد‌های مغزی را در پاسخ به محرک‌ها یا در حالت استراحت بررسی کنند.

خدمات و برنامه‌های آزمایشگاه

خدمات آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز شامل موارد زیر است:

پشتیبانی از تحقیقات: آزمایشگاه با ارائه خدمات تخصصی در زمینه تصویربرداری عصبی و نورومد ولاسیون، از تحقیقات پیشرفته در زمینه علم و فناوری عصبی شناختی پشتیبانی می‌کند.

توسعه نقشه‌های مغزی: آزمایشگاه با بهره‌گیری از تجربیات و تکنیک‌های نوین، به توسعه نقشه‌های مغز و تکنیک‌های نرومدولاسیون می‌پردازد که می‌تواند در درمان بیماری‌ها و اختلالات مغزی کاربرد داشته باشد.

استانداردسازی پروتکل‌ها: این آزمایشگاه پروتکل‌های استانداردی برای جمع‌آوری و پردازش اطلاعات پزشکی ارائه می‌دهد که بر اساس استاندارد‌های بین‌المللی است.

انتقال تکنیک‌های پیشرفته: انتقال تکنیک‌های پیشرفته در نقشه‌برداری مغز و نورومدولاسیون به خدمات قابل اجرا از دیگر برنامه‌های این آزمایشگاه است.

آزمایشگاه‌های تخصصی در آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز

آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز دارای مجموعه‌ای از آزمایشگاه‌های تخصصی است که هرکدام از آنها با هدف خاصی به خدمت‌رسانی پرداخته و توانمندی‌های بالایی دارند:

آزمایشگاه تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI)

آزمایشگاه ماک اسکنر یا شبیه‌ساز دستگاه MRI

آزمایشگاه الکتروانسفالوگرافی (EEG)

آزمایشگاه تحریک مغناطیسی فراجمجمه‌ای (TMS)

آزمایشگاه تحریک الکتریکی فراجمجمه‌ای مغز (tDCS)

آزمایشگاه واقعیت مجازی

آزمایشگاه ارزیابی و توانبخشی شناختی

آزمایشگاه پردازش و آنالیز سیگنال و تصویر

آزمایشگاه بیوفیدبک و نوروفیدبک

نقش آزمایشگاه در توسعه علوم و فناوری

این آزمایشگاه نه تنها به تحقیق و توسعه تکنیک‌های نوین پرداخته بلکه با فراهم کردن زیرساخت‌های لازم، به پروژه‌های کاربردی کمک می‌کند تا بتوانند به فناوری‌های پیشرفته تبدیل شده و در نهایت به محصولات مفید برای جامعه برسند.

رئیس آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز، اعلام کرده است که این مرکز به عنوان یک پروژه ملی، نیاز‌های جامعه علمی را شناسایی کرده و با تبدیل دانش به فناوری و محصول، به پیشبرد اهداف علمی و عملی کشور کمک می‌کند.

محمدعلی عقابیان در خصوص چشم‌انداز آزمایشگاه گفت:«هدف ما این است که این آزمایشگاه به یک مرکز تحقیقاتی پیشرفته تبدیل شود که بتواند پروژه‌های بزرگ علمی را از مرحله تحقیقاتی به مرحله عملیاتی برساند. ما به دنبال ایجاد همکاری‌های بین‌المللی و به اشتراک‌گذاری تکنیک‌ها و تجربیات در سطح جهانی هستیم.»

وی افزود: «آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز در تلاش است تا با گسترش همکاری‌ها با مراکز علمی و پژوهشی خارجی، بستر‌های جدیدی برای انتقال تکنولوژی‌های نوین در حوزه علوم اعصاب به کشور ایجاد کند.»

انتهای پیام/