مرکز تحقیقات علوم اعصاب

  آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز
آزمایشگاه ملی نقشه‌‌برداری مغز (National Brain Mapping Lab) مرکزی تخصصی در حوزه‌ی ایجاد زیرساخت تصویربرداری و انجام تحریکات مغزی برای توسعه علوم و فناوری‌­های شناختی می‌­باشد که در سال 1395 با شعار "توسعه همگرایی علم و فناوری در نقشه­‌برداری مغز" در دانشگاه تهران تاسیس گردید. این آزمایشگاه به صورت هیئت امنایی اداره می­‌شود و به عنوان یک موسسه دولتی مستقل امکانات و تجهیزات آن به منظور انجام تحقیقات در حوزه‌­ی علوم شناختی و ارائه خدمات دانش بنیان در دسترس همه محققان و دانشگاهیان قرار دارد.
در تدوین اهداف کلان آزمایشگاه ملی نقشه برداری مغز موارد متعددی مدنظر قرار گرفته است که به شرح ذیل می باشد:

• ارتقای سطح منطقه ای، ملی و بین المللی کشور در زمینه علوم اعصاب و شناختی
• آموزش مداوم به منظور تقویت توان رقابتی پژوهشگران و فناوران در حوزه علوم و فناوریهای شناختی
• حمایت از پروژه های تحقیقاتی از طریق فراهم کردن زمینه های فعالیت در حوزه تصویربرداری مغز، تحریک و پردازش اطلاعات مغز در سطح پیشرفته و به روز
• توسعه فناوری و آموزشی مراکز علمی کشور
• توسعه و گسترش پژوهش در حوزه علوم و فناوری های شناختی
• تبدیل نتایج پژوهش به خدمات کاربردی و اشاعه آن در مراکز مربوطه در کشور

در راستای پیشبرد اهداف فوق این آزمایشگاه تجهیزات و امکانات گوناگون و پیشرفته ای را فراهم کرده است که در ادامه به صورت خلاصه معرفی شده است.
آزمایشگاه تصویربرداری تشدید مغناطیسی (MRI)
بررسی چگونگی یادگیری در یک مغز طبیعی یا بیمار و همچنین ارزیابی خطرات بالقوه عمل جراحی یا دیگر درمان‌های تهاجمی، مطالعه آناتومی مغز، انجام مطالعات بر روی عملکردهای مهمی مانند اندیشه، گفتار و احساس، ارزیابی اثرات سکته مغزی و نظارت بر مراحل رشد و عملکرد تومورهای مغزی از مهمترین خدماتی است که این آزمایشگاه با دستگاه fMRI ارایه می‌کند از جمله‌­ی توانمندی‌های این آزمایشگاه موارد زیر قابل ذکر است:

• تصویربرداری آناتومیکی (ساختاری)
• تصویر‌برداری تشدید مغناطیسی کارکردی
• تصویر‌برداری تشدید مغناطیسی انتشاری
• تصویربرداری پرفیوژن
• طیف­ نگاری تشدید مغناطیسی

آزمایشگاه الکتروانسفالوگرافی (EEG):
روش غیرتهاجمی برای اندازه­‌گیری فعالیت الکتریکی مغز می‌باشد که در مقایسه با سایر روش­های‌ تصویر­برداری مغز از دقت بالایی برخوردار است. نتایج حاصل از EEG برای شناسایی ناهنجاری‌های فعالیت الکتریکی مغزی مرتبط با اختلالاتی چون صرع، آلزایمر و.. بکار گرفته می‌شوند. ثبت پتانسیل‌های برانگیخته، Hyperscanning EEG و مطالعات نوروفیدبک از جمله فعالیت­‌هایی است که در این آزمایشگاه انجام می‌­گردد.
تحریک مغناطیسی فراجمجمه ای مغز (TMS)
این اصطلاح مخفف شده عبارت"Transcranial Magnetic Stimulation " به معنای تحریک مغناطیسی فرا‌جمجمه­‌ا‌ی می‌باشد و به روشی غیرتهاجمی جهت تحریک مغز اطلاق می‌شود که بر اساس القای الکترومغناطیسی توسط یک سیم پیچ عایق صورت می‌گیرد. این سیم پیج (Coil) روی اسکالپ (پوست سر) و در نقطه‌ای منطبق بر ناحیه‌­ای از مغز که در ایجاد علایم روان­پزشکی یا عصبی دخیل هستند قرار می­‌گیرد. کویل، پالس­‌های مغناطیسی کوتاه مدتی ایجاد می­‌کند که از لحاظ نوع و قدرت مشابه دستگاه تصویربرداری MRI است. هر پالس مغناطیسی به سهولت و بدون درد، از پوست سر و استخوان و پرده‌­های مغز گذشته و به نورون­‌های عصبی می­‌رسد و باعث فعالیت کوتاه مدت نورون­‌های عصبی مربوطه می‌­گردد. چنانچه پالس‌­ها بصورت متوالی و به سرعت تجویز شدند تحت عنوان repetitive TMS یا rTMS نامیده شده که قادر به ایجاد تغییرات پایدارتری در فعالیت مغزی می‌­باشد.
اجرای پروتکل‌های rTMS برای انسان و حیوانات کوچک، تعیین دقیق نقاط هدف تحریک مغناطیسی با استفاده از تصاویر MRI فرد یا با استفاده از اطلس MNI، ثبت نقاط دقیق تحریک، زمان و شدت پالس‌های اعمالی، ثبت EEG در طول جلسه اعمال تحریک مغناطیسی، انجام fMRI هم‌زمان با اعمال تحریک مغناطیسی و نقشه‌برداری نواحی حرکتی و کلامی مغز، از جمله خدمات این آزمایشگاه است.
طیف نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک (fNIRS)
طیف‌نگاری کارکردی مادون قرمز نزدیک یا fNIRS فناوری تصویربرداری کارکردی نوری است که فعالیت عصبی و پاسخ‌های همودینامیک در مغز را اندازه‌گیری می‌کند. این روش، میزان جذب طیف مادون قرمز نزدیک در هموگلوبین موجود در خون با و بدون اکسیژن را اندازه‌گیری کرده و مشابه با تصویربرداری تشدید مغناطیسی، اطلاعات مهمی در مورد فعالیت مغزی کارکردی فراهم می‌نماید. در این روش، پرتو نور نزدیک به طیف مرئی، به سطح پوست سر تابانده می‌شود؛ بخشی از نور تابیده شده جذب و بخشی نیز پخش می‌گردد. با اندازه‌گیری تغییرات در مشخصه‌های امواج نوری بازتاب شده از سطح سر می‌توان پاسخ همودینامیک را ارزیابی نمود.
اندازه‌گیری تغییرات غلظت اکسی و دئوکسی هموگلوبین، کل غلظت هموگلوبین و شاخص اشباع بافت و غلظت مطلق در حضور و عدم حضور محرک، انجام تصویربرداری هم‌زمان fNIRS و fMRI و انجام تصویربرداری هم‌زمان fNIRS با دیگر مدالیته‌ها، از جمله خدمات قابل ارایه با این دستگاه است.
آزمایشگاه آشکارسازی حرکت (Neuro 3d) روی اسکنر MRI، آزمایشگاه ماک اسکنر یا شبیه ساز دستگاه MRI، آزمایشگاه تحریک الکتریکی فراجمجمه‌ای مغز (tDCS)، آزمایشگاه واقعیت مجازی، آزمایشگاه ارزیابی و توانبخشی شناختی، آزمایشگاه ردیاب چشمی (Eyetracker)، پردازش و آنالیز تصاویر، پردازش و آنالیز سیگنال، بیوبانک نقشه‌برداری مغز ایران (IBMB)، سرور محاسباتی، آزمایشگاه ارزیابی حرکتی، آزمایشگاه الکترومایوگرافی (EMG)، آزمایشگاه بیوفیدبک و نوروفیدبک از دیگر آزمایشگاه­های این مرکز هستند و زمینه انجام پژوهش­‌های متنوع و پیشرفت‌ه­ا را در حوزه علوم اعصاب و شناختی فراهم می­‌کنند که در این مقاله مجال توضیح آن‌ها نیست.
آزمایشگاه ملی نقشه‌برداری مغز ایران عهده‌دار اجرای طرح های تحقیقاتی متعددی طی سال های اخیر بوده است از جمله:

• بررسی اثر انزجار بر قضاوت اخلاقی در بیماران با ضایعه اینسولا در مقایسه با گروه کنترل سالم توسط fMRI
•  

• تأثیر تحریک الکتریکی فرا جمجمه‌ای با جریان متناوب ناحیه پیشانی آهیانه‌ای بر احساس عاملیت TCS

پروژه‌های دیگری نیز وجود دارند که در زمینه‌های مختلف شناختی، همچون زبان، توجه، یادگیری، خلاقیت، احساسات، اعتیاد، اختلالات روانپزشکی و عصب‌شناختی، آسیب‌شناسی مغز و غیره انجام شده یا در حال انجام هستند.
علاوه بر این در سال 1397، بیوبانک نقشه‌برداری مغز ایران با هدف میزبانی نمونه‌های انسانی حوزه نقشه‌برداری مغز جهت دسترسی تمامی پژوهشگران کشور، در این مرکز راه‌اندازی شده است. در بیوبانک نقشه‌برداری مغز ایران، نمونه‌ها و اطلاعات مربوط به پروژه‌های پژوهشی انجام‌شده در این آزمایشگاه و نمونه‌های گردآوری‌شده از سایر مراکز پژوهشی و بالینی کشور، طبقه‌بندی و نگه‌داری می‌شود.
چشم‌انداز بلندمدت بیوبانک نقشه‌برداری مغز ایران، کمک به دستیابی به مرتبط‌ترین نمونه‌های پژوهشی و تسهیل و تسریع انجام پژوهش در حوزه مغز است. هم‌چنین، بیوبانک نقشه‌برداری مغز می‌تواند بسترساز کاربردهای معینی مانند توسعه سامانه‌های هوش مصنوعی، رادیومیکس و استخراج داده‌های کمّی از تصاویر مغز باشد.
و در انتها لازم به ذکر است که بخش دانشجویی آزمایشگاه ملی نقشه‌‌برداری مغز نیز با هدف توسعه و ارتقای توانایی های علمی-پژوهشی دانشجویان و با انگیزه برگزاری نشست‌های علمی، کارگاه‌های تخصصی، فعالیت­‌های بین رشته­‌ای، ترویج دانش نقشه‌­برداری مغز و حمایت از فعالیت­‌های دانشجویی شروع به کار کرده و پذیرای دانشجویان ساعی و علاقه‌مند می‌باشد.
به کوشش: ندا امیدیان
دانشجو دکتری علوم اعصاب، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی