مغزهای آگاه درون جعبه؛ مواجهه شدن با مغزهای آزمایشگاهی

در آزمایشگاه‌ها، مغزهای کوچکی در حال رشد هستند

کد خبر: ۸۲۶۷۵۶

تاریخ: ۰۷ مهر ۱۴۰۴ - ۱۱:۲۴

به گزارش ایران اکونومیست؛ در آزمایشگاه‌ها، مغزهای کوچکی در حال رشد هستند که مرز بین بافت زنده و موجود آگاه را به چالش می‌کشند و پرسش‌های اخلاقی بزرگی را مطرح می‌کنند.

دانشمندان روزبه‌روز به پرورش مغز انسان در آزمایشگاه نزدیک‌تر می‌شوند و این موضوع به بحث‌های اخلاقی جدی درباره‌ی وضعیت این بافت‌های پرورشی دامن زده است. سوژه‌ی این بحث‌ها، ارگانوئیدهای مغزی هستند؛ ساختارهایی کوچک از بافت مغز که از سلول‌های بنیادی ساخته می‌شوند و به «مغزهای درون جعبه» الهام‌گرفته از داستان‌های علمی تخیلی شباهت دارند.

بااین‌حال، مجموعه‌ی مغزهای کوچک آن‌قدر ابتدایی‌اند که نمی‌توانند مانند یک مغز واقعی عمل کنند. به همین دلیل، بسیاری از دانشمندان فرض کرده‌اند که ارگانوئیدهای مغزی فاقد هوشیاری‌اند و همین تصور باعث شده مقررات پژوهشی در این حوزه چندان سختگیرانه نباشد. در مقابل، برخی پژوهشگران دیدگاه دیگری مطرح می‌کنند و این نگرانی را مطرح کرده‌اند که این مغزها شاید روزی به «آگاهی» دست یابند.

کریستوفر وود، پژوهشگر اخلاق زیستی در دانشگاه ژجیانگ چین، به لایوساینس می‌گوید در ترس از اغراق‌ها و هیجان‌های علمی تخیلی، پاندول بیش‌از اندازه به سوی بی‌اهمیتی نوسان کرده است. او و همکارانش در مقاله‌ای تازه استدلال کردند که پیشرفت‌های فناورانه ممکن است به‌زودی به خلق ارگانوئیدهای آگاه منجر شوند، بنابراین قوانین مربوط به استفاده از ارگانوئیدها باید بازنگری شوند.

بوید لوماکس، عصب‌شناس دانشگاه جانز هاپکینز هشدار می‌دهد: «برای ارگانوئیدی آگاه، تجربه‌ی افکار و علایق خود یا احساس درد، غیراخلاقی خواهد بود.» بااین‌حال، مهار آگاهی ممکن است ساده نباشد.

آگاهی، مفهومی گمشده در تعاریف

آگاهی، مفهومی دشوار برای تعریف است. وقتی سلول‌های بنیادی به‌کاررفته برای پرورش ارگانوئیدهای مغزی روی سطحی دوبعدی مانند یک ظرف رشد داده می‌شوند، فقط در کنار هم قرار می‌گیرند و فاقد سازمان پیچیده‌اند. اما وقتی در ژل جامد یا در بیورآکتور چرخانی کشت داده شوند که سلول‌ها را در حالت معلق نگه می‌دارد، شبکه‌های سه‌بعدی می‌سازند که شبیه ساختار مغز جنین است.

مینی‌مغزهای پرورشی بیش از چهار میلی‌متر قطر ندارند

با وجود ویژگی سه‌بعدی، بسیاری از عصب‌شناسان معتقدند ارگانوئیدها هنوز برای داشتن آگاهی بسیار ساده‌اند. در مغز واقعی، آگاهی زمانی شکل می‌گیرد که بخش‌های مختلف اندام با هم ارتباط برقرار کنند، درحالی‌که ارگانوئیدها تنها به یک بخش از مغز شباهت دارند. هیچ‌یک از این مینی‌مغزهای پرورشی بیش از چهار میلی‌متر قطر ندارند، یعنی فاقد بخش‌های کلیدی برای آگاهی هستند.

مفهوم آگاهی در انسان‌ها و حیوانات، معمولاً به‌عنوان «خودآگاهی» یا درک وجود خویش تعریف می‌شود. آندره‌آ لاواتزا، فیلسوف اخلاق و عصب‌اخلاق‌پژوه در دانشگاه پگاسو ایتالیا، توضیح می‌دهد: «ما آگاهی در ارگانوئیدها را در سطح پایه می‌بینیم؛ یعنی توانایی احساس درد و لذت.» آلیسون موتری، عصب‌شناس دانشگاه کالیفرنیا، سن‌دیگو نیز تأکید کرد: «بیشتر عصب‌شناسان آگاهی را به‌صورت خودآگاهی یا توانایی احساس و تجربه تعریف می‌کنند، اما تعریف جهانی و پذیرفته‌شده‌ای برای آن وجود ندارد.

برخی تعاریف از توانایی مغز در پردازش و واکنش به محیط، بر حواسی مانند بینایی و شنوایی تمرکز دارند. ارگانوئیدها بیرون از بدن پرورش داده می‌شوند و نمی‌توانند چنین سیگنال‌هایی دریافت کنند. بااین‌حال، در آینده ارگانوئیدهای پیشرفته‌تر شاید بتوانند درد را تجربه کنند. در انسان، غشاهای پوشاننده مغز (مننژها) نورون‌هایی دارند که می‌توانند سیگنال‌های درد را منتقل کنند؛ نگرانی این است که چنین قابلیتی در ارگانوئیدهای پیچیده‌تر نیز ظاهر شود.

لوماکس در ادامه استدلال می‌کند: «اگر ارگانوئید معماری عصبی لازم برای بازنمایی درد را داشته باشد، نیازی به سیگنال خارجی نیست.» به بیان دیگر، برای تجربه‌ی درد لازم نیست نورون سیگنالی ارسال کند؛ همان‌طور که در افراد قطع‌عضو، دردهای خیالی رخ می‌دهد. بااین‌حال، وود هشدار داد هنوز مشخص نیست آیا ارگانوئید می‌تواند چیزی شبیه درد خیالی را تجربه کند یا خیر، زیرا این موضوع شاید به داشتن خاطره‌ای از اندام ازدست‌رفته وابسته باشد. به بیانی ساده، موضوع بسیار پیچیده است.

آگاهی چگونه سنجیده می‌شود؟

سنجش آگاهی نیز ساده نیست. وود و همکارانش تأکید کردند حتی در انسان هم ابزار دقیق و عینی برای اندازه‌گیری آگاهی وجود ندارد. لاواتزا می‌گوید تنها راه قطعی برای تشخیص آگاهی، پرسیدن از فرد درباره احساسش است. البته، بدین معنا نیست که افراد فاقد توانایی برقراری ارتباط از آگاهی برخوردار نیستند، بلکه صرفاً سنجش آن دشوارتر می‌شود.

در بیماران کما یا افراد مبتلا به «سندروم قفل‌شدگی» که بدن به‌شدت فلج و ارتباط تقریباً ناممکن می‌شود، پزشکان به سیگنال‌های غیرمستقیم مانند فعالیت الکتریکی مغز تکیه می‌کنند. اما از این طریق نیز تنها می‌توان آگاهی را استنباط کرد، نه اینکه آن را به‌طور قطع سنجید.

تصاویر میکروسکوپی از کایمروییدها، نوعی ارگانوئید مغزی که با سلول‌های بنیادی چندین نفر رشد داده می‌شوند.

عکاس: Noelia Antón Bolaños and Irene Faravelli

روش دیگری به نام «پیچیدگی اغتشاشی» وجود دارد که پیچیدگی سیگنال‌های مغزی را در واکنش به محرک، مانند میدان مغناطیسی واردشده به جمجمه، ارزیابی می‌کند. هرچه الگوهای شلیک نورونی پیچیده‌تر باشند، احتمال آگاه‌بودن فرد بیشتر است. بااین‌حال، برخی نشانه‌های غیرمستقیم، از جمله پیچیدگی اغتشاشی، حتی در نورون‌های پرورشی در ظرف نیز دیده شده‌اند و این موضوع نشان می‌دهد که چنین معیارهایی چندان مطمئن نیستند.

پیشرفت‌هایی که شکاکان را به چالش می‌کشد

پیچیدگی و پیدایش آگاهی، دیگر موضوع بحث‌برانگیز است. پژوهشگران شکاکی که باور ندارند ارگانوئیدهای مغزی بتوانند به آگاهی برسند، استدلال می‌کنند این ساختارها فاقد پیچیدگی کالبدی لازم هستند؛ از جمله تنوع انواع سلولی و وجود رگ‌های خونی که برای تأمین اکسیژن و منابع موردنیاز سیگنال‌دهی پیچیده ضروری است.

ارگانوئیدهای کنونی تنها به یک ناحیه از مغز شباهت دارند

اما وود تأکید کرد در پنج تا ده سال آینده، نوآوری‌های فناورانه می‌توانند امکان ساخت ارگانوئیدهای پیچیده و دارای آگاهی را فراهم کنند. پژوهش دیگری که در ماه اوت منتشر شد، روشی برای افزودن رگ‌های خونی به ارگانوئیدهای مغزی ارائه کرد و مطالعه‌ای در سپتامبر نیز راهی برای گنجاندن نوع سلولی دیگری به نام میکروگلیا یافت که از سلول‌های بنیادی عصبی ساخته نمی‌شود. پیش‌تر نیز دانشمندان ارگانوئیدهایی با «چشم‌های ابتدایی» پرورش داده بودند و گروهی دیگر موفق شدند سد خونی مغزی در آن‌ها رشد دهند که از مغز در برابر سموم و عوامل بیماری‌زا محافظت می‌کند.

اگرچه ارگانوئیدهای کنونی تنها به یک ناحیه از مغز شباهت دارند، عصب‌شناسان می‌توانند آن‌ها را با هم ترکیب کنند تا «اسمب‌لوئید» بسازند؛ ساختارهایی که چندین ناحیه از مغز را بازنمایی می‌کنند. لاواتزا توضیح می‌دهد که اسمب‌لوئیدها اگر مدار عصبی لازم برای احساس درد را داشته باشند، می‌توانند به‌طور واقعی درد را تجربه کنند، حتی اگر نورون‌های ویژه حس درد در آن‌ها وجود نداشته باشد.

آیا زمان بازنگری در قوانین فرا رسیده است؟

در حال حاضر، قوانین مربوط به پژوهش بر ارگانوئیدهای مغزی آسان‌گیرانه‌اند، زیرا «انجمن بین‌المللی پژوهش سلول‌های بنیادی» (ISSCR) اعلام کرده این ساختارها قادر به درک درد نیستند. دستورالعمل این نهاد می‌گوید: «در حال حاضر هیچ شواهد زیستی برای نگرانی درباره‌ی مسائلی مانند آگاهی یا درک درد در ارگانوئیدهایی که به بافت‌های دستگاه عصبی مرکزی شباهت دارند، وجود ندارد که نیاز به نظارت ویژه داشته باشد.»

بااین‌وجود، برخی متخصصان توافق نظر دارند که با توجه به پیشرفت‌های اخیر در رشد ارگانوئیدها، این قوانین باید بازبینی شوند. آلیسون موتری، بنیان‌گذار شرکت تیسمو که ارگانوئیدهای مغزی می‌سازد، می‌گوید: «چشم‌انداز ISSCR بسیار محافظه‌کارانه بود و باید توسط تیمی چندرشته‌ای، نه فقط زیست‌شناسان سلول بنیادی، اصلاح شود.»

بخشی از نگرانی‌های اخلاقی نیز مربوط به این است که ارگانوئیدها شاید بتوانند افکار مستقل بسازند. وود توضیح می‌دهد: «پس از ساخته‌شدن، رفاه ارگانوئید آگاه باید در نظر گرفته شود، زیرا به موجودی معنادار با علایق خود تبدیل می‌شود.»

اما لاواتزا دیدگاه متفاوتی دارد. او می‌گوید: «شخصاً گمان نمی‌کنم پرورش ارگانوئیدهای مغزی آگاه غیراخلاقی باشد. دانشمندان روی موجودات آگاه دیگر، مانند موش‌ها، هم آزمایش می‌کنند.» لوماکس نیز استدلال کرد اگر ارگانوئیدهای مغزی به آگاهی برسند، باید مشابه حیوانات آزمایشگاهی تحت مقررات نظارتی قرار بگیرند.

اگرچه مغزهای پرورشی بیشتر شبیه داستان‌های مانند «دنیای قشنگ نو» به‌نظر می‌رسند، احتمالاً به‌زودی به واقعیت بدل خواهند شد. ارزیابی آگاهی و رسیدن به توافق بر سر قوانین کار دشواری خواهد بود، اما وود تأکید می‌کند که بار اثبات باید بر دوش شکاکانی باشد که می‌خواهند آگاهی را انکار کنند، نه بر دوش کسانی که امکان آن را مطرح می‌کنند. به‌هرحال، مقاله‌ی او یادآور شد که دانشمندان نباید این احتمال را به‌کل کنار بگذارند.