بسم الله الرحمن الرحیم

علوم شناختی چیست و چه اهمیتی دارد؟ علوم شناختی [Cognitive Science] مطالعه‌ی علمی ذهن [Mind] است. در این تعریف منظور از ذهن مجموع هر آن چه که نمودهای هوشمندی و آگاهی هستند مانند تفکر، ادراک، حافظه، احساس، استدلال و نیز تمام روندهای ناآگاهانه شناختی است. گاهی علوم شناختی را به صورت «مطالعه‌ی علمی شناخت» نیز تعریف می‌کنند و شناخت را مجموع حالت‌ها و فرآیندهای روانی مانند تفکر، استدلال، درک و تولید زبان، دریافت حواس پنجگانه، آموزش، آگاهی، احساسات و… در نظر می‌گیرند. به طور کلی پرسش‌هایی مانند این که ذهن چگونه کار می‌کند یا مغز چگونه هوشمندی [Intelligence] را ایجاد می‌کند، از جمله پرسش‌هایی هستند که در این شاخه‌ی علمی بررسی می‌شوند. علوم شناختی ، مجموعه ای از رشته های تخصصی و حوزه وسیعی از دانش است. ده ها سال است که در دنیا در زمینه علوم شناختی تحقیقات مفصل و پر هزینه ای انجام می شود. هدف از این علم این است که اولا قابلیت های شناختی که در موجودات زنده وجود دارد به شکل علمی تعریف و تدوین شود و بعد مکانیسم هایی که در مغز باعث به وجود آمدن چنین قابلیت هایی بوده اند، شناسایی شوند. وقتی این مکانیسم ها شناخته شدند به زبان ریاضی ترجمه و به شکل کمی مشخص می شوند و سپس این کمیات را در ماشین مدل سازی و در ابزار صنعتی مثل ربات ها پیاده سازی می کنند. با توجه به کارهایی که در این حوزه از علم انجام می شود می توان فهمید که زنجیره ای از علوم مختلف در آن دخیلند تا مکانیسم های نورونی را مطالعه کنند. رشد انفجاری این علم در 20 سال اخیر حتی از رشد سریع علم فیزیک هم چشمگیرتر بوده است ، به طوری که نرخ رشد تولیدات علمی در این رشته از نرخ رشد تولیدات در رشته فیزیک در یک قرن قبل بیشتر بوده و سریع ترین رشد را به خود اختصاص داده است ؛ البته این مساله دلیل واضحی دارد که به پیشرفت های فناوری و به خصوص استفاده از انواع روش های غیرتهاجمی برای بررسی مغز انسان و روش های تهاجمی برای مغز نخستیان غیر انسان مثل میمون رسوس برمی گردد. علوم شناختی پروژه‌ای در حال پیشرفت است که از دهه‌ی ۱۹۵۰ میلادی آغاز شده و نام «علوم شناختی» در سال ۱۹۷۳ به آن داده شده است. این شاخه از علم هنوز در ابتدای راه قرار دارد و افق‌های بسیاری برای گسترش و پژوهش دارد. علوم شناختی یک «علم» است و بنابراین با روش‌ها و معیارهای علمی سرکار دارد. مهمترین اصل این علم آن است که «ذهن را می‌توان به طور علمی فهمید». همین امر سبب می‌شود که علوم شناختی یک رویکرد مادی‌گرایانه [Materialism] (مانند فیزیک، شیمی، گیاهشناسی و…) به ذهن باشد. اگر در ایران یا افغانستان بزرگ شده باشید با توجه به پیشینه‌ی ذهنی احتمالی‌تان، با دیدن این که در علوم شناختی خیلی زود بحث «دوگانه‌انگاری» [Dualism] یعنی وجود بخشی غیرمادی (روح) که ذهن یا قسمتی از آن را در خود جای داده است یا وجود آن را سبب می‌شود، کنار گذاشته می‌شود و بحث‌ها به تمامی به‌طور پیش‌فرض بر روی مادی‌گرایی پیش می‌روند، تعجب کنید. شاید با خود بیاندیشید که چه طور ممکن است که «چیزی» که به ذهن می‌پردازد، دوگانه‌انگاری را به سادگی کنار بگذارد. اما در واقع تعجب شما از اشتباه شما حاصل می‌شود و نه از ساده‌انگاری دانشمندان علوم شناختی. چرا که همانطور که گفته شد علوم شناختی یک «علم» است و نمی‌خواهد خود را درگیر مسایلی کند که از دایره بررسی علمی خارج هستند. از این رو است که بسیاری از دانشمندان این حوزه به هیچ وجه وارد بحث درستی یا نادرستی دوگانه‌انگاری نمی‌شوند یا با استدلال‌های ساده از کنار آن می‌گذرند. (در حوزه‌ی فلسفه در طول تاریخ بحث‌های زیادی در این زمینه درگرفته است.)[ن] علوم شناختی یک میان‌رشته [Interdisciplinary] است و شاخه‌های روانشناسی، علوم‌عصبی، علوم‌رایانه، انسان‌شناسی، زبان‌شناسی، فلسفه و… را دربر می‌گیرد. واضح است که این علوم در کنار ذهن به موضوع‌های دیگری نیز می‌پردازند. بنابراین آن بخش از این علوم که به نوعی به موضوع علوم شناختی بپردازند جزو علوم شناختی محسوب می‌شود. برای نمونه در مورد علوم‌رایانه پژوهشگرانی که در حوزه‌ی هوش‌مصنوعی کار می‌کنند را می‌توان دانشمندان شناختی [Cognitive Scientist] به‌شمار آورد. همچنین آوردن این نکته نیز مهم است که در منابع گوناگون از شاخه‌های گوناگونی (از علوم تربیتی گرفته تا زیست‌شناسی) به عنوان زیرشاخه‌های علوم شناختی یاد شده است.

ادامه . . . .⬇️⬇️⬇️ شاید کمی عجیب به نظر برسد که چگونه چندین و چند علم مختلف به یک موضوع می‌پردازند. زنده‌یاد سنایی غزنوی داستان پیل و کورانی را تصویر می‌کند که هر یک به میزان درک خود و برپایه‌ی بخشی از بدن فیل که لمس کرده آن را به چیزی نسبت می‌دهد (گویا اصل داستان از تمثیل‌های بودا است). ما نیز در واقع همان کوران هستیم و ذهن آن فیل است. به همین سبب است که علوم مختلف هر کدام با زاویه‌ی دید خود به موضوع ذهن می‌پردازند. برای این که بتوان یافته های علمی از مغز را به زبان ریاضی ترجمه کرد به رشته دیگری نیاز است که در کنار علوم اعصاب شناختی زاده شده و نام آن علوم اعصاب محاسباتی است. کار چنین علمی این است که مکانیسم های عصبی نورونی را که به وسیله دانشمندان علوم اعصاب شناسایی شده اند به زبان ریاضی درآورد. وقتی این فرآیندها به زبان ریاضی ترجمه شدند، این قابلیت را دارند که در محیطهای غیرزیستی و موجود غیربیولوژیک مثل ربات یا ماشین پیاده سازی و اجرا شوند؛ بنابراین در علوم شناختی ما درباره زنجیره ای از علوم صحبت می کنیم که یک طرف آن مغز و علوم مربوط به آن است و یک طرف دیگر آن هم ریاضیدان ها، مهندسان کامپیوتر و مهندسان الکترونیک هستند و درواقع با همدیگر کار می کنند. امروزه در مراکز تحقیقاتی عمده دنیا مجموعه ای از دانشمندان برای انتقال دانش از علوم پایه و اعصاب شناختی به صنعت و دیگر زمینه های زندگی بشر در حال تحقیق هستند و به دلیل تاثیر اقتصادی و نظامی و نیز تاثیر بر وضعیت بهداشت و سلامت جامعه ، هزینه های هنگفتی صرف آن می شود و نشان می دهد که جامعه صنعتی دریافته است که قرن آینده ، قرن علوم اعصاب و رشته های وابسته به آن است. ما معتقدیم رشد علوم اعصاب و دانش ما از مغز و قابلیت هایش که سریع تر از علم فیزیک بوده است می تواند در دهه های آینده در زندگی بشر در زمینه های مختلف نقش مهمی ایفای کند.

● دروازه ای رو به آینده خوشبختانه کشور ما صاحب پژوهشگاهی است که بسیاری از نخبگان را دور هم جمع کرده و با دیدی رو به آینده علومی را گسترش داده که گرچه ممکن است به همین زودی و در کوتاه مدت شاهد نتیجه آن نباشیم ، اما آینده را از آن ما خواهد کرد. پژوهشگاه دانش های بنیادی (IPM) از حدود 10 سال پیش به فکر تاسیس رشته علوم اعصاب شناختی افتاد و در نهایت پژوهشکده علوم شناختی را راه اندازی کرد. برنامه های تحقیقاتی در این پژوهشکده ابعاد متفاوت و متنوعی از این دانش را مانند علوم اعصاب شناختی ، علوم اعصاب محاسباتی ، سایکوفیزیک ، گفتار و زبان ، شبکه های عصبی و هوش مصنوعی دربرمی گیرد. بسته به این که با چه تکنیکی مغز را مطالعه کنند رشته های علمی مختلفی به وجود آمده است. سایکوفیزیک یکی از این رشته هاست که ده ها سال است وجود دارد و در حوزه روان شناختی مطرح است و کار آن مطالعه ظرفیت ها و قابلیت های ادراکی شناختی مغز به وسیله اندازه گیری پاسخ انسان و موجودات نخستین است که ما به صورت کمی این ظرفیت ها را در ارتباط با شناخت محیط و صدا و تصویر اندازه گیری و ارزیابی می کنیم. علوم اعصاب هم رشته دیگری است که در این علم کاربرد دارد و هدف آن بررسی مغز با انواع روش های تصویربرداری از آن است. این روش ها جزو انواع غیرتهاجمی بررسی مغز در شرایطی هستند که فرد در حال انجام یک آزمون شناختی است.میگنا دات آی آر.متاسفانه ما در ایران از این لحاظ دچار کمبود هستیم و به سرمایه گذاری چند میلیون دلاری و تربیت متخصص نیاز داریم. هوش مصنوعی هم در کشور ما وضع بدی ندارد و سی چهل نفر متخصص در این رشته داریم و چند نفر از آنها در پژوهشکده علوم اعصاب شناختی مشغول به کار و تحقیقند؛ البته در قسمت مدل سازی عصبی و علوم اعصاب محاسباتی در کشورمان دچار ضعف هستیم که در حال حاضر افراد نخبه ای داریم که ریشه در این آب و خاک دارند و در خارج از کشور مشغول تحصیل در این رشته اند که در صورت برگشت آنها، آغوش این پژوهشکده به روی آنها باز است. متخصصان علوم اعصاب محاسباتی ریاضیدانانی هستند که با علوم مغز و اعصاب آشنایی دارند و در طرف دیگر قضیه هم متخصصان علوم اعصابی ایفای نقش می کنند که مقداری با زبان ریاضی آشنایی دارند و به این وسیله می توانند با انجام یک کار گروهی بین رشته ای به تبادل اطلاعات بپردازند و یکی از دلایلی که این رشته هنوز نتوانسته است در کشور ما بخوبی شکل بگیرد این است که ما به پزشکان ریاضیدان نیاز داریم ؛ البته در حال حاضر در کشور ما به صورت کمرنگ پزشکانی هستند که زمینه ریاضی خیلی قوی داشته و اغلب هم نخبه بوده اند و با خودآموزی و بهره گیری از تجارب استادان خارجی توانسته اند مقالاتی را در این زمینه چاپ کنند.

● مثال هایی با رنگ تخیل طی سال گذشته ، در دنیا اتفاقاتی افتاد که اهمیت علوم اعصاب شناختی را پررنگ تر کرد. چاپ مقالاتی در این زمینه نقطه تحول جدی و اساسی در این زمینه بود. در 2 مورد از این مقالات ، صحبت از پیوند یک مدار الکترونیک به مغز بود. در یکی از آنها هیپوکمپ را که ساختاری در مغز ما و دیگر حیوانات است و در حافظه درازمدت نقش دارد، تخریب کردند و به جای آن یک مدار که مشابه هیپوکمپ بود و می توانست کار آن را انجام دهد در مغز قرار دادند و اعصاب را به آن وصل کردند، به طوری که حیوان تقریبا مثل یک حیوان سالم حافظه و یادگیری طبیعی خودش را داشت. این آزمایش روی موش صحرایی انجام شد. در مورد دیگر هم که روی میمون رسوس صورت گرفت یک بخش از مغز را تخریب کردند و مدارات الکترونیکی که همان کار را انجام می داد آنجا نصب شد و بعد فرستنده هایی را در آنجا قرار دادند که به صورت بی سیم سیگنالی را به صورت امواج الکترومغناطیسی مخابره می کرد. در جای دیگری از مغز هم گیرنده هایی را نصب کردند که آن امواج را دریافت و بخش خاصی از مغز را تحریک می کرد تا کار خاصی را که قبلا وظیفه قشر طبیعی مغز بود، انجام دهد؛ البته این موارد تازه شروع کار است و فقط این دید را به ما می دهد که در تخیل خود آینده را ترسیم کنیم ، مثلا این که در 50 سال آینده می توان قشر آسیب دیده مغز را براحتی با ادوات الکترونیکی جایگزین کرد، چون می دانیم آن قسمت از مغز چه کاری انجام می دهد و توانسته ایم آن را مدل سازی کنیم و ماشین هایی ساخته ایم که می توانند این کار را انجام دهند. مثال دیگر راه انداختن فردی بود که قطع نخاع شده بود و در مجله نیچر به چاپ رسید. در این طرح ، فرد فلج در ذهنش تصور راه رفتن می کرد. این تصور به وسیله رایانه تحلیل می شد و عضلات توسط رایانه تحریک می شدند و به این ترتیب فرد به راه افتاد به اعتقاد اهل علم ، کسی که به این دانش دسترسی داشته باشد در آینده خیلی بیشتر از ملت های صاحب سلاح اتمی بر دیگران مسلط خواهد بود، چون آن موقع سر و کار این ملت ها با مغز ما و کنترل آن است. گفتنی است تا 10 سال پیش هیچکدام از این رشته ها در ایران وجود نداشت ، اما در حال حاضر می توان گفت محققان ما در زمینه علوم اعصاب شناختی در دنیا صاحب نظر هستند و تعداد قابل توجهی آزمایشگاه تحقیقاتی در این زمینه تاسیس شده است که متاسفانه فقط در پژوهشگاه دانش های بنیادی هستند و دیگر مراکز دانشگاهی ما هنوز به آن نپرداخته اند.

مفاهیم علوم شناختی