مارك چنگیزی، متولد 1969 است. او كارشناسی خود را در رشته ریاضیات و فیزیك از دانشگاه ویرجینیا گرفت و دكترای خود را در ریاضیات در دانشگاه مریلند به پایان برد. او از سال 2007 دانشیار دپارتمان علوم شناختی در انستیتو پلی‌تكنیك رنیلر است. تخصص وسیع او، حوزه‌هایی چون عصب‌شناسی نظری، دید، علوم‌شناختی و زبان‌شناسی را در بر می‌گیرد و یكی از كسانی است كه سعی می‌كند عملكردهای مغز را رازگشایی كند. او در عین حال یكی از چهره‌های برجسته علمی برای رسانه‌های جهان به شمار می‌رود.

مقالاتی درباره فعالیت‌های او در روزنامه‌ها و مجلاتی چون نیویورك تایمز، وال‌استریت ژورنال، نیوزویك، یواس‌ای تودی، تایم، دیلی‌تلگراف، ساینتیفیك آمریكن، مجله دیسكاور، لایو ساینس و شبكه‌های مختلف تلویزیونی منتشر شده است. كتاب جدید او به نام انقلاب دید با تحسین گسترده‌ای در مجامع علمی روبه‌رو شده است و تحقیقات وسیع و گسترده او توجه بسیاری را به خود جلب كرده است. گفتگو با او درباره برخی از جنبه‌های تحقیقاتش، یكی از هیجان‌انگیزترین گفتگو‌هایی بود كه تاكنون انجام داده‌ام.

علوم‌شناختی عنوان رشته جدیدی در دانش است كه این روزها درباره آن خبرهای زیادی می‌شنویم. موضوع مورد بحث این علوم چیست؟

علوم‌شناختی را عمدتا به عنوان محل تقاطع، روش‌ها و علوم مختلفی چون روان‌شناسی،‌ علوم اعصاب، ‌زبان‌شناسی، ‌فلسفه و علوم كامپیوتری تعریف می‌كنند،‌ اما واقعیت این است كه شما به دشواری می‌توانید این علم را تعریف كنید. در این علم از شاخه‌هایی كه اشاره شد استفاده می‌شود اما در نهایت می‌توانیم بگوییم در این رشته ما علاقه‌مند به مطالعه و درك اصول زیرساختی تفكر،‌ دیدن و دیگر توانایی‌های پیچیده مغزی هستیم.

مغز ما شاید یكی از پیچیده‌ترین ساختارهای موجود در طبیعت باشد. ما همه چیز را در عالم از طریق مغزمان می‌شناسیم اما چقدر از ماهیت خود مغز و نحوه عملكرد آن اطلاع داریم؟

چیز زیادی نمی‌دانیم و می‌توان گفت اطلاعات ما از مغز بسیار اندك است، اما این موضوع نباید ناامیدمان كند. راه‌های بسیاری وجود دارد تا شناخت خود را افزایش دهیم. یكی از این راه‌ها كه من اغلب بر آن تمركز و مطالعه می‌كنم مربوط به قدرت‌ها و عملكردهای مغز است. فرض كنید موجودی فضایی به زمین می‌آمد و با یك ماشین‌حساب یا منگنه مواجه می‌شد، اگر این بیگانه فضایی نمی‌دانست ماشین‌حساب برای انجام اعمال ریاضیاتی و منگنه برای چسباندن كاغذها به یكدیگر است، آیا می‌توانست آنها را درك كند؟ ممكن بود او این دستگاه‌ها را از هم باز كند،‌ فهرستی از قطعات آن تهیه كند یا عملكرد آنها را برای مدتی بی‌انتها به تماشا بنشیند، اما تا زمانی كه به عملكرد این دستگاه‌ها پی نمی‌برد، مطمئن باشید كه نمی‌توانست درك درستی از ماشین‌حساب یا منگنه پیدا كند.

وضعیت ما نیز در مقابل عملكرد مغزمان مانند همین بیگانه‌هاست. ما موفقیت‌های چشمگیری بر اساس بررسی بخش‌های مختلف مغز و تماشای عملكرد آن به دست آورده‌ایم. اما مساله اینجاست كه بیشتر كارهایی كه مغز ما می‌تواند انجام دهد و به عبارت دیگر اغلب قابلیت‌هایی كه مغز ما توانایی انجام آن را دارد، برای ما نشناخته مانده است. ما زمانی در موقعیت مناسب برای درك این موجود حساس قرار می‌گیریم كه ایده مناسبی درباره روش‌ها و عملكردهایی كه این موجود برای انجام كارهایش انتخاب می‌كند داشته باشیم. برای رسیدن به این منظور، ما باید حیوانی انسان را در ساختار زیستی بزرگ‌تری مورد بررسی قرار دهیم، در نتیجه ما نه‌تنها باید مغز را مورد توجه و مطالعه قرار دهیم بلكه پیچیدگی محیطی كه این مغز در آن تحول پیدا كرده است و این‌ را كه چگونه مغز (و بدن) ‌اغلب اوقات خود را مانند دستكشی كه در یك دست فرو می‌رود، با محیط منطبق می‌كند مورد توجه قرار دهیم.

برای مثال، تحقیقات خود من اغلب اوقات بر این موضوع تمركز دارد كه نشان دهد ما توانایی‌هایی داریم كه كسی تاكنون به آن توجه نكرده است. مطمئن باشید اگر من قدرت‌های جدیدی را كشف می‌كنم، به آن معنی است كه باید انتظار وجود هزاران مورد دیگر را نیز داشته باشیم.

پس به همین دلیل است كه مجله ساینتیفیك آمریكن در توصیف كارهای شما نوشته: «اگرچه بسیاری از دانشمندان عصب‌شناس در تلاشند تا به رازهای چگونگی عملكرد مغز دست یابند،‌ مارك چنگیزی تلاش خود را بر توصیف چرایی عملكرد مغز به شیوه فعلی آن متمركز كرده است.»

شاید به عبارت دیگر بتوان گفت من سعی می‌كنم از مهندسی معكوس درباره مغز استفاده كنم. این راهی است كه افراد تكامل‌گرایی چون من در تلاشند تا با كمك آن اصولی را استخراج و درك كنند كه بر طراحی مغز ما حاكم بوده‌اند.

زمانی كه درباره كارهای شما مطالعه می‌كردم، با حوزه وسیعی از آزمایش‌ها و نظریات هیجان‌انگیز مواجه شدم كه از بررسی سیستم نوشتار تا خطاهای بینایی را در بر می‌گرفت، همچنین شباهت میان عملكرد مغز و سیستم نقل و انتقال در شهرهای بزرگ. هدف اصلی شما از تحقیقات گسترده در این حوزه‌های به ظاهر متفاوت چیست؟

تحقیق روی سیستم‌های نگارشی به دنبال این موضوع است كه چرا مغز ما با وجود آن كه فاقد بخش مشخصی برای مطالعه است، دارای توانایی خواندن است. آیا علایم و حروفی كه در سیستم‌های نگارشی ما به كار می‌رود، به مرور زمان دچار نوعی تحول فرهنگی شده‌اند تا به شكلی درآیند كه بخش تصویری مغز ما توانایی پردازش آنها را داشته باشد؟ و توانایی خوب مغز در پردازش این واژه‌ها چیست؟ شاید جواب این سوال به شكل‌هایی كه در طبیعت وجود دارند مربوط باشد. آیا این‌كه چون حروف شبیه به ساختارهای طبیعت به نظر می‌رسند، توضیح توانایی بالای مغز ما برای خواندن آنهاست؟ این چیزی است كه من پیدا كردم: ساختار توده اشكالی كه در طبیعت یافت می‌شوند، با آنچه در نوشته‌های انسان وجود دارد یكسان است. بحث مطالعه میان مغز و سیستم بزرگراه‌ها، از نتایج یكی دیگر از مطالعاتم است كه سعی در توضیح این مساله داشت كه چرا مغزها به شكلی كه در طبیعت وجود دارند از موش گرفته تا یك نهنگ تغییر پیدا كرده‌اند. تحقیقات من نشان داد، بسیاری از تغییرات آناتومیك مغز را كه با رشد ابعاد مغز اتفاق می‌افتد (و موارد آن هم بسیار زیاد است)، می‌توان با تلاش مغز برای حفظ سطح ثابتی از مجموع ارتباطات داخلی مغز توضیح داد. همین مساله باعث شد تا ناگهان به این نكته توجه كنم كه شهرها نیز تشابه عمده‌ای با كورتكس مغز ما دارند: شهرها بر سطح زمین قرار گرفته‌اند و كورتكس نیز یك صفحه است كه می‌توان آن را مسطح كرد. بزرگراه‌ها در این سیستم نقشی مشابه نرون‌های تابشی لایه سفید در كورتكس)White matter Progection( بر عهده دارند و آزادراه‌ها نقشی مشابه سیناپس‌ها را ایفا می‌كنند. با دركی كه من از مقیاس اندازه‌های مغز در دست داشتم، برایم این سوال پیش آمد كه آیا می‌توان این مقیاس را برای سیستم بزرگراهی شهرها بررسی كرد و تشابهی میان آن و مغز از نظر تابع اندازه یافت و در كمال تعجب دیدم تشابهات عمیقی در میان این دو از نظر قوانین تشابه وجود دارد.

یكی دیگر از مطالعات عمده من در مورد دید رنگی است. در این تحقیقات بود كه نشان دادم نوع درك و دید رنگی ما به طور قابل‌توجهی، نزدیك به مرحله تشخیص تغییرات میزان اكسیژن در خون در زیر پوست است و به این ترتیب بود كه مداركی ارائه كردم كه دید رنگی ما برای دیدن احساسات و دیگر سیگنال‌های اجتماعی ‌ جنسی در صورت دیگران است.

اما این سوال مطرح می‌شود كه آیا چیزی هست كه این تحقیقات پراكنده را به هم متصل كند؟

هم بله و هم نه. بله از این نظر كه گرایش من بر اصول طراحی است مانند اصول مهندسی پایه‌ای كه به توضیح علت این مساله می‌پردازد كه چرا مغز اولین عضوی است كه تكامل پیدا كرده است. همچنین من از اسلوب مشابهی در تحقیقاتم استفاده می‌كنم، با این هدف كه به نظریه‌های همسان و وسیعی برسم. مثلا این روش‌ها بشدت سختگیرانه هستند. باید قابلیت آزمون داشته باشند و در نهایت این‌كه خودم بتوانم آنها را مورد آزمون قرار دهم (و این خلاف بسیاری از روش‌های رایج در تحقیقاتی است كه در ژورنال‌های فیزیكی چاپ می‌شوند و نظریات زیست‌شناسی را بدون داده‌های علمی منتشر می‌كنند)‌.

اما از سوی دیگر نه. به این دلیل كه از آنجا كه من برنامه توسعه‌یابنده‌ای برای تحقیقاتم نساخته‌ام، همیشه سعی می‌كنم خودم را از مسائل تحقیقات قبلی‌ام و همچنین مجامع تحقیقاتی دور نگاه دارم، به همین دلیل از نظر روانی همیشه برای سُر خوردن به سوی ایده‌های جدید آمادگی دارم. اگرچه شاید چنین روشی را بسیاری چنان خردمندانه ندانند، اما با شرمندگی باید بگویم كه من این روش را تحسین می‌كنم.

یكی از هیجان‌انگیزترین مطالعات شما (البته برای مردم عادی) تحقیقات‌تان درباره توانایی مغز در دیدن آینده (برای بازه زمانی یك‌دهم ثانیه است.) آیا ما واقعا آینده را می‌بینیم؟

خب، راستش شما نمی‌توانید واقعا آینده را ببینید. نكته اینجاست كه مغز شما باید توانایی آن را داشته باشد تا زمانی معادل یك‌دهم ثانیه جلوتر را پیش‌بینی كند‌ و بر مبنای آن ادراك و مشاهده خود را بسازد. از آنجا كه در مدت زمانی كه این اتفاق بر مبنای آن پیش‌بینی می‌افتد، یك‌دهم ثانیه سپری شده است، به همین دلیل این آینده پیش‌بینی شده به حال تبدیل می‌شود. این به این معنی است كه در تمام مدتی كه می‌خواهیم دنیا را آن طور كه در آن زمان هست درك كنیم درك زمان حال مغز ما نیازمند آن است كه برای این كار آینده نزدیك را پیش‌بینی كند. من می‌خواستم نشان دهم چقدر این مساله و ایده ساده قدرتمند است و می‌تواند تمام حقه‌ها و شعبده‌ها را بر این مبنا توضیح دهد؛ در این اتفاقات، مغز ما در پیش‌بینی آینده به خطا می‌رود و به همین دلیل ما با حالتی غیرمنتظره روبه‌رو می‌شویم.

ما جهان اطراف خود را به واسطه مغزمان می‌شناسیم. به عبارت دیگر، هیچ چیزی آن بیرون نیست مگر آن كه از طریق درگاه مغزی خود آن را درك كرده باشیم. از طرف دیگر، می‌دانیم كه مغز ما در مواردی (مانند خطاهای باصره) دچار اشتباه می‌شود. آیا این امكان وجود دارد برخی از وجوه جهانی كه می‌شناسیم نتیجه این چنین اشتباهاتی باشند؟ منظورم این است چگونه می‌توانیم از واقعیت صحبت كنیم اگر مغز ما واقعیت را تعریف می‌كند؟

مغز ما طراحی شده است تا آگاهی را تولید كند كه بتواند به ما برای بقا كمك كند. به هر حال این آگاهی در عمل، تصویر عینی‌تری از جهان واقعی را برای ما به وجود آورده است. در مقابل، مغز ما می‌تواند ادراكاتی به ما ارائه دهد كه به قول معروف «تخیلات سودمند» نامیده می‌شوند. با وجود این، خیلی به ندرت پیش می‌آید كه كارآمدترین ادراكاتی كه داریم همانی باشد كه دنیا را به طور دقیق تصویر می‌كند. همان طور كه دروغگویان به خوبی می‌دانند، كارهای زیادی باید انجام داد تا یك رشته از دروغ‌ها را طوری كنار هم قرار داد تا موجب تضاد نشود. اغلب اوقات بهترین راه برای این كه دنیا را پیش‌بینی كنیم و در عین حال خودمان را نابود نكنیم، این است كه آن را همان گونه كه هست ببینیم. بسیاری از آنچه كه تجربه می‌كنیم، تجربه‌هایی حقیقی است؛ اما نه همه آنها، برای مثال، همان طور كه من در كتاب انقلاب دید بحث كردم، رنگ‌ها (رنگ‌ها در واقعیت به این شكل وجود ندارند) دید دوگانه (ما تصویری یگانه را از چشم‌اندازی می‌بینیم كه چشم‌مان آنجا نیست) و خطاها یا جادوهای بصری (ما تخمین‌ها را می‌بینیم) همه و همه جزو تخیلات سودمندی هستند كه در عمل وجود دارند.

تحقیق جدید شما همان طور كه پیشتر اشاره كردید به تشابه مغز و سیستم بزرگراه شهرها می‌پردازد. كمی بیشتر درباره آن توضیح می‌دهید؟

ایده این است كه در هر مورد فشارها و مضیقه‌های منتخبی باعث شكل دادن به یك سازمان می‌شوند برای مغز این انتخاب طبیعی بوده است. در مورد شهرها اما فشارهای انتخابی در اغلب مواقع بر اثر بسیاری از فشارهای سیاسی و اقتصادی حاصل می‌شود كه در نهایت باعث می‌شود شهرها كم‌كم به سیستم‌های بزرگراهی عملگرانه‌تر و موثرتری مجهز شوند و این سیستم‌ها خود را توسعه دهند.

بگذارید به یك سوال خیلی مهم بپردازم. چیزی كه شاید برای بسیاری از مردم و دانشمندان هدفی ویژه تلقی شود. آیا امكان دارد روزی فرا برسد كه بتوانیم نقشه عملكرد مغز را رسم كنیم و درك كاملی از نحوه كاركرد آن به دست آوریم؟ و اگر جوابتان مثبت است، چقدر تا رسیدن به این نقطه زمان نیاز داریم و مشكلاتمان در این راه كدام‌ها هستند؟

بله. باید بگویم در حالت خوشبینانه تا این مرحله صدها هزار سال زمان نیاز داریم. از این بدبینی متاسفم. من برخی از دشواری‌ها را در بالا مورد اشاره قرار دادم. راه دیگری برای این كه این موضوع را در چارچوب خود بررسی كنیم، این است كه به موجودی به نام كائنورشدبیتیس الگانس‌)Caenorhabditis elegans( كه یكی از ساده‌ترین موجودات زنده دارای شبكه عصبی است نگاه كنیم. این كرم كوچك تنها 302 نورون و در حدود یك هزار ارتباط میان آنها دارد و ما هم نظارت كاملی بر همه مراحل زندگی آن داریم. این موجود اگر ساده‌ترین ارگانیسم در كل جهان نباشد، ساده‌ترین آنها روی زمین است، اما ما هنوز تا درك عملكرد سیستم نرونی و عصبی آن راه درازی در پیش داریم و هنوز تا فهم این كه چگونه این سیستم عصبی مجموعه پیچیده‌ای از عملكردها را از خود بروز می‌دهد بسیار دور هستیم (شاید به این دلیل همان طور كه گفتم، ما به درستی عملكرد آنها را نمی‌شناسیم.) نورون‌های مغز ما یك خورده بیشتر از این موجود است( !حدود 100 میلیارد نورون در مغز انسان وجود دارد) و مغز پیچیده‌ترین ماشینی است كه تاكنون در عالم شناخته‌ایم و همین دشواری راه طولانی پیش رو را نشان می‌دهد.

بیایید فرض كنیم كه چنین كاری پس از صدها هزار سال انجام شود. در این صورت به نظر می‌رسد همه چیز در جهان تغییر كند. ما خواهیم توانست مغزها را برنامه‌ریزی كنیم و خیلی كارهای دیگر. می‌توانید درباره اثر چنین نقشه فرضی نظرتان را بگویید؟

در مورد برنامه‌نویسی مغز، راستش من درباره این موضوع مدتی فكر كرده‌ام. من به این اندیشیده‌ام كه آیا ممكن خواهد بود تصاویری را ایجاد كنیم كه سیستم عصبی ما را برای انجام محاسبات تحریك كند؟ سیستم بصری ما نقش یك سخت‌افزار را ایفا می‌كند و تصویر نقش نرم‌افزارها را و خروجی این سخت‌افزار، زمانی كه نرم‌افزار ویژه‌ای در آن اجرا شود ادراك ما خواهد بود. چرا نتوانیم مغز تصویری خود را به كار بگیریم و از آن برای انجام محاسبات پیچیده بهره ببریم؟ در عین این كه مغز این كار را می‌كند، ما هیچ احساسی از این كه كار ویژه‌ای انجام می‌دهیم نخواهیم داشت. چراكه این كار ناخودآگاه صورت می‌گیرد. به همین دلیل طبقه‌ای از محرك‌ها را ایجاد كرده‌ایم كه به مدارهای بصری معروفند تا این كار را انجام دهند. اگرچه هنوز به نقطه قابل توجهی نرسیده‌ایم.

و آخرین سوال این كه گام بعدی شما در زمینه مطالعاتتان چیست؟

در 2 سال گذشته، من در مورد منشا زبان و موسیقی كار كرده‌ام؛ همانند كاری كه در مورد حروف انجام داده‌ام. من فكر می‌كنم كه اصوات كلام ما و اصوات موسیقی از نظر فرهنگی به گونه‌ای تحول پیدا كرده‌اند كه با طبیعت هم آهنگ شوند. درباره این موضوع مسائل زیادی مطرح است كه موضع كتاب سوم من خواهد بود و امیدوارم تا پایان سال آن را تمام كنم. عنوان آن احتمالا «افسار: یا چگونه موسیقی و زبان همانند طبیعت شكل گرفت و میمون را به انسان تبدیل كرد» خواهد بود.

انقلا‌ب دید

نام كتاب جدید مارك چنگیزی كه بسیار تحسین شده است، «انقلاب دید» و درباره دید است.

این كتاب درباره 4 قدرت دید است، دید رنگی برای درك احساسات و نه برای دیدن نتیجه آن، آنچنان كه مورد استدلال قرار می‌گیرد. چشم‌های پیش رو، برای دیدن بهتر در محیط‌های آشفته مانند جنگل‌های در هم تنیده شده تحول یافته و نه آنچنان كه گفته می‌شود برای دیدن تصاویر استرویی 3بعدی. جادوها و خطاهایی كه حاصل تلاش شكست خورده مغز برای دیدن آینده هستند... و برای درك شرایط حال رخ می‌دهد و تحول شكل حروف در زبان‌های مختلف، به طوری كه طبیعی به نظر برسند و محیط‌های عامیانه طبیعی باستانی را در درون مغز به مكانیسمی توانا در خواندن تبدیل كنند.

مغز ما چگونه فریب می‌خورد؟

برای سال‌ها، همه ما از حقه‌های تصویری یا خطاهای باصره به عنوان یك سرگرمی لذت برده‌ایم. اكنون شما از این خطاها به عنوان راهی برای درك چگونگی عملكرد مغز ما استفاده كرده‌اید. من همیشه گمان می‌كردم این خطاها ناشی از اشتباهاتی است كه مغز ما در درك درست موقعیت از خود نشان می‌دهد. اجازه بدهید برای توضیح این مساله به یك مورد خاص بپردازم. خطای باصره معروف هرینگ را كه شكل آن در این صفحه نشان داده شده است، در نظر بگیرید. در اینجا 2 خط موازی داریم كه به نظر خمیده می‌آیند. نمونه‌های خطوط شعاعی را كه از مركز به بیرون رسم شده‌اند و باعث ایجاد این خطا شده‌اند، به طور گسترده‌ای می‌توان در زندگی واقعی مشاهده كرد. بویژه زمانی كه شما در حال حركت به سوی جلو هستید، این حالت اتفاق می‌افتد. در این هنگام اشیایی كه در اطراف شما وجود دارند از مركز میدان دید شما به سمت بیرون حركت می‌كنند و این اشیا به شكلی محو در شبكیه چشم شما ثبت می‌شوند. چراكه شبكیه شما چیزی شبیه به یك دوربین عكاسی خیلی سریع نیست. زمانی كه شما به این خطای تصویری نگاه می‌كنید، مغز شما به خود می‌گوید: «معمولا من وقتی این خط‌های محو را كه از مركز میدان دید به بیرون امتداد یافته‌اند می‌بینم كه در حال حركت به سوی جلو و به سمت مركز میدان دیدم هستند.» البته منظور من این نیست كه واقعا مغز شما چنین جمله‌ای را می‌گوید. منظورم فقط این است كه مغز به گونه‌ای تحول پیدا كردهكه مكانیسمی داشته باشد تا موقعیت خود را در مواجهه با ردیفی از اشیا محو به این شكل مشخص كند.

حالا مغز ما یك حدس خوب درباره وضعیتی كه با آن مواجه شده، دارد. به خاطر داشته باشید یك‌دهم ثانیه طول می‌كشد تا این ادراك از شبیه‌سازی شبكیه‌ای ساخته شود. مغز ما می‌خواهد از این 2 خط موازی پیش‌بینی ارائه دهد. البته نه برای لحظه‌ای كه تصویر آنها بر شبكیه افتاده بلكه برای یك‌دهم ثانیه بعدتر، زمانی كه ناظر به سمت جلو و به سوی مركز میدان دید حركت خود را انجام داده است.

به 2 ستونی كه 2 طرف یك در قرار دارند فكر كنید. ببینید چگونه شكل آنها هنگامی كه در حال حركت به سمت آنها هستید تغییر می‌كند. زمانی كه از آنها دور هستید، آنها به شكل 2 ستون موازی در میدان دید شما به نظر می‌آیند، اما زمانی كه به آنها نزدیك می‌شوید تا از میانشان بگذرید، آنها به سمت بیرون میدان دید شما حركت می‌كنند، اما این كار در مقیاس چشمان ما بسیار سریع اتفاق می‌افتد. شما آنها را این گونه می‌بینید، چون این حالتی است كه باید در لحظه بعدی، اگر شما به حركت به سمت آنها ادامه می‌دادید، آنها را این گونه می‌دیدید. در این لحظه مغز شما فریب می‌خورد و آنها را خمیده نشان می‌دهد. البته در این موارد ما به ذهنمان حقه زده‌ایم و به همین دلیل خطای باصره اتفاق می‌افتد، اما در دنیای واقعی چنین حالتی برای خط‌های شعاعی، زمانی رخ می‌دهد كه مثل حالتی كه توضیح دادم، واقعا در حال حركت به سوی مركز میدان دید باشید.

منبع: جام جم