در پست پیشین نوشتم که اگر بیماری مبتلا به الزایمر در خانه دارید حتما با او بازی کنید؛ نه فقط بازیهای ذهنی و فکری بلکه بازیهایی فیزیکی مثل توپ بازی که نیاز به هماهنگی چشم و دست و یا پا دارد. در این مقاله برآنم که کمی رابطه بازی با حافظه را توضیح دهم و باز تاکید اینکه چقدر این بازیها برای کند کردن روند بیماری در بیماریهای مغزی مثل الزایمر و پارکینسون موثر است.
برای اینکه نقش حافظه را در یک بازی فیزیکی بهتر دریابید تصور کنید که شما میخواهید یک ربات بسازید که بتواند توپی را که به سمتش پرت میشود بگیرد. اگر مهندس برق و یا مکانیک باشید بلافاصله خواهید گفت که این کار اگر غیر ممکن نباشد بسیار مشکل است؛ آنهم فقط برای محدوده کوچکی از حرکات عملی است اگر از سوپر کامپیوترهای بسیار سریع استفاده کنید.
برای ردیابی توپ توسط ربات میتوان تصور کرد که یک سنسور ردیاب روی توپ کار میگذاریم که در اینصورت کمی و البته فقط کمی حل مسئله را آسانتر میکند. ولی مغز ما که به هنگام توپ بازی احتیاجی به داشتن یک توپ مجهز به ردیاب ندارد. پس این حالت را فراموش کنید و فکر کنید که چگونه باید ربات توپ را ردیابی کند. ممکن است بگویید که از دو تا دوربین بجای دو چشم استفاده میکنیم. بسیار خوب؛ توسط آن دو تا دوربین موقعیت توپ در فضا در هر لحظه توسط برنامههای پردازش تصویر میتواند محاسبه شود. با حل یکسری از معادلات دیفرانسیل هم میتوان نقطه بعدی مکان توپ در فضا را تخمین زد. وقتی که این نقطه به موقعیت مکانی ربات نزدیک میشود باید یکسری معادلات دیفرانسیل دیگر حل شود تا فرمان لازم به دست و پای ربات داده شود که در نتیجه به موقع دست ربات در نقطه بعدی فرود توپ قرار بگیرد تا توپ توسط ربات گرفته شود. این مرحله از کار یعنی گرفتن توپ توسط ربات احتمالا به اندازه دو-سه تز دکتری کار دارد! ولی بهر حال غیر ممکن نیست و میتوان انجام داد. ولی نکته در اینجاست که برای هر بار که یک توپ پرتاب میشود، چون مسیر توپ با دفعه قبلش کمی متفاوت است، هر بار کامپیوتر کنترل کننده ربات میبایست که میلیونها عمل محاسباتی انجام دهد تا بتواند خود را با وضعیت جدید تطبیق دهد که البته زمان بر است و در حال حاضر همچه رباتی وجود ندارد که بتواند با سرعت یک آدم توپ بازی کند. این میان اگر اندازه توپ هم عوض شود تمام محاسبات ربات به هم میریزد و همه چیز از نو باید طراحی شود در حالیکه ما به راحتی و سرعت خود را با توپهایی با اندازههای مختلف تطبیق میدهیم.
ولی آیا بنظر شما مغز ما هم هر لحظه این همه محاسبه میکند؟ توجه کنید که پاسخ نرونها به یک محرک نسبتاً کند است؛ حدود 5 میلی ثانیه - اینرا مقایسه کنید با سرعت کامپیوترهای جدید که در حدٌ پیکو ثانیه یعنی چیزی در حدود 10 به توان 9 مرتبه سریعتر از پاسخ نرونها است! پس چگونه است که ما بسیار سریع میتوانیم یک توپ را در هوا بگیریم و یک ربات که با کامپیوترهای بسیار سریع اگر هم ساخته شود غیر ممکن است که بتواند با مغز آدمی در این مسئله رقابت کند؟ (شاید در آینده که چندان هم نزدیک بنظر نمیآید کامپیوتر ها بتوانند با مغز رقابت کنند ولی فعلا که غیر ممکن است.)
بنابراین مغز ما میبایست که روش دیگری برای گرفتن توپ داشته باشد که به میلیونها محاسبه نیاز نداشته باشد. آن روش استفاده از حافظه است. یعنی اینکه ما یک زمانی پرتاب توپ و گرفتن آنرا یاد گرفتهایم و چگونگی فعال کردن عضلات دست و پای ما برای انجام چنین عملی یکجایی در مغز ما ثبت شده است و به هنگام توپ بازی آن اطلاعات دوباره صدا زده میشوند.
حال ممکن است که با کمی ناباوری بگویید که مگر نه این است که هر پرتاب توپ با دیگری کمی فرق دارد و آن یکمی تفاوت یعنی کلی تفاوت در میزان فعالیتهای عضلاتی که برای گرفتن توپ لازمند. پس آیا در مغز ما یک جدول عظیم از همه حالات ممکن عضلات وجود دارد که مغز ما در صورت لزوم در آن جدول جستجو میکند و یکی را انتخاب میکند؟ اگر اینطور باشد پس چگونه است که ما گاه میتوانیم حرکاتی را که هرگز قبلا هم برایشان تمرین نکردهایم به سرعت انجام دهیم؟
تمام اصل قضیه یادگیری و استفاده از حافظه در پاسخ به همین دو سئوال بالاست! بطور خلاصه همینقدر بگویم که مغزِ ما از هر چیزی که یاد میگیریم یک مدل کلی میسازد که این مدل در حافظه ثبت میشود و به هنگام رویارویی با کارهای مشابه آن مدل صدا زده میشود و مغز هر بار فقط کمی شرایط اولیه مدل را عوض میکند و در نتیجه آن کار بخصوص مثلا گرفتن یک توپ را انجام میدهد. این خاصیت به نام “تعمیم بخشی” مغز شناخته شده است و تحقیقات مفصلی هم انجام شده که شرایط تعمیم بخشیدن یک کار برای مغز چیست ولی توضیح آنها از حوصله خواننده وبلاگ احتمالا خارج است.
همه اینها را گفتم تا بگویم که پس برای هر کار کوچک فیزیکی هم ما از حافظه خود استفاده میکنیم. مغز هر انسان ولو سالم با گذشت زمان تغییر میکند و تعدادی از خطوط ارتباطیاش و یا حتی نرونهایش را از دست میدهد. این مسئله در بیماران مبتلا به بیماریهای مغزی مثل الزایمر و پارکینسون بسیار مشهود است. اما مغز آدمی از خاصیت انعطاف پذیری فوقالعادهای برخوردار است. پس یک راه مبارزه با این بیماریها اینست که تلاش شود که مغز بیمار خطوط ارتباطی جدید بسازد و یا از آنهایی که از قبل داشته بیشتر استفاده کند تا مانع از بین رفتنشان شود. بازیهای مهارتی مثل گرفتن توپ، و یا هر کاری که به مهارتی نیاز داشته باشد دائماً از حافظه استفاده میکنند و در نتیجه بخش بزرگی از نرونهای مغز را فعال میکنند.
درست است که در بیماری پارکینسون بیمار حافظه خود را از دست نمیدهد ولی همچنان بازیهایی که جنبه یادگیری مهارتی داشته باشد در توان بخشی بیمار موثر است. اگر بیماری در مراحل اولیه ابتلاء به پارکینسون دارید از او بخواهید که که با انگشتانش بازیهایی که معمولاً کودکان میکنند - مثل حرکات زنجیرهوار دو انگشت شست و سبابه و یا چرخاندن یک خودکار بین سه انگشت وسط (کاری که غالب محصلین وقتی جواب سئوال امتحان را بلد نیستند، میکنند!) بطور مرتب انجام دهد. خواهید دید که به هنگام انجام این کارها لرزش دستشان متوقف میشود و اثر مثبتِ آن تا مدتی هم باقی میماند. من مدعی نیستم که به این طریق میتوان بیماری را درمان کرد ولی مدعی هستم که بدین وسیله میتوان پیشرفت بیماری را کند نمود.
بازیهای ساده مهارتی برای بیماران مبتلا به الزایمر اثر شگرفی در تغییر مود و روحیه آنها نیز دارد. چرا که با فعال شدن نرونهای لازم برای انجام بازی یکسری نرونهای مربوط دیگر هم فعال میشوند که خاطراتی در ارتباط با آن بازی را فعال میکنند. از آنجاییکه معمولا بازی با خاطراتی خوش همراه است، این کار باعث تغییر مود بیمار میشود. نکته دیگری که در مورد مغز هست اینست که مغز ما عمدتاً با ایجاد ارتباط (association) است که کار میکند و حافظه را میسازد و یا صدا میکند. توضیح بیشتر این نکته را میگذارم برای فرصتی دیگر. ولی بیاد داشته باشید که در مورد بیمار مبتلا به الزایمر ما بیش از هر چیز نیازمند فعال کردن نرونهایی از مغز او هستیم که بدلیل از بین رفتن بعضی از خطوط ارتباطی بسیار کمتر فعال میشوند. اما خطوط ارتباطی مغز بسیار عظیم است (ببینید) و امید آن هست که هنوز توسط یکسری کارها به آن نرونهای غیرفعال هم دسترسی پیدا کرد.
یک مثال خاص بزنم. نوشته بودم که مادرم 7 سال است که الزایمر دارد و اخیراً پیشرفت بیماریاش خیلی بیشتر شده. یکی از مشکلات نگهداری بیماران الزایمری خشم ناگهانی آنها و بیقراری زیادشان است که البته این خشم بیشتر متوجه نزدیکانشان است تا پرستارها. چون احتمالا از نزدیکان است که بیمار توقع دارد منتها اصلا نمیتوانند علت خشم و یا درخواست خود را بیان کنند. به همین دلیل نباید با آنها جدل کرد و تنها باید تاییدشان نمود حتی اگر بگویند که روز شب است. در یکی از این حالات که مادرم بطور ناگهانی سخت عصبانی و خشمگین شد و میخواست که برود بیرون (سر ظهر بود و گرما در اوج) توپ پلاستیکی را به سمت مادرم پرت کردم و گفتم که بگیر. دو سه بار با عصبانیت توپ را زد و دعوایم هم کرد! ولی بار سوم که باز من آنرا برایش انداختم و از سر عمد گفتم “مامان جرزنی نکن!” به یکباره مودش عوض شد؛ خندید و کودکانه مشغول توپ بازی شد. همانطور که در بالا گفتم مغز ما با ایجاد ارتباط بین چیزهای مختلف است که کار میکند. کلمه “جر زدن” به همراه پرتاب توپ خاطراتی شاد از گذشته را در ذهن او به یکباره فعال نمود که در نتیجه به خنده افتاد و خشم لحظه قبلش را فراموش نمود. توجه داشته باشید که رفتارهایی از این دست برای هر بیمار الزایمری باید بر اساس شخصیت گذشتهشان طراحی و اعمال شوند. منظورم پیدا کردن عباراتی مثل “جرزدن” است که باید برای هر بیمار به تناسب پیدا شوند.
همه بیماران مبتلا به الزایمر در دوره ای از بیماری گاه بسیار خشمگین و حتی ممکن است که متهاجم شوند. در مراکز نگهداری این بیماران معمولا به آنها در این حالات دارویی خواب آور و آرام کننده تزریق میکنند که در عین حال که قابل فهم است ولی تاسف آور نیز هست. اگر بیمار مبتلا به الزایمر را کودک تصور کنید حالات او را بهتر خواهید فهمید. مثلا یک بیمار الزایمری که ملافه را با قیچی میبرد آشکارا به دنبال خیاطی کردن است؛ نه خرابکاری. پس بجای محروم کردن او از همه اینها بطور کنترل شده برای او پارچه و نخ و سوزن فراهم کنید تا مشغول شود. اما نگهداری بیمار الزایمری از توان یک یا دو نفر خارج است. آنها مثل یک کودک به مراقبتی 24 ساعته نیازمندند به علاوه اینکه باید آنها را با کارهایی که جنبه یادگیری دارد مشغول نمود. به عبارتی اگر میشد که یک بیمار مبتلا به الزایمر روزی چند ساعت به مرکزی مثل یک مدرسه مخصوص برود بسیار مفید میبود. امیدوارم که روزی در ایران هم شاهد ایجاد یک مرکز خوب برای نگهداری چند ساعته و یا دائم اینگونه بیماران باشیم که مراکز موجود فعلی وضع اسف باری دارند.
July 26th, 2008 at 8:10 am
می آیی
و انتظار از لغتنامه ها پاک میشود.
شاد و پاینده باشید[گل]
July 26th, 2008 at 8:13 am
I gotta say the information you provide in this post seems to be rather inaccurate, if not incorrect. I suppose you have heard of the so-called internal models theory. According to this theory the motory signals are issued based on the direct dynamics models of the voluntary movements. The models are composed of some modules which are kinda movement alphabets. The important point here is that it is the direct nature of the models that causes such a huge difference between physiological movement planning and its manmade counterpart. It is not memory that makes the difference. See works of Reza Shadmehr, Bizzi, Mussa-Ivaldi and others for more details
_______________________________________
Sara: The discussion about what you bring up here is beyond the space of here but I have to say that I’ve worked with Shadmehr at JHU as well on generalization of the internal model. They don’t call it memory but call it consolidation of a model once one learns a task. That consolidation is in essence storing in memory. What I have written here is not inaccurate or incorrect and neither in contradiction with Reza and Mussa’s work.
July 26th, 2008 at 8:58 am
merci az baraye matlabe jalebi bood. va mofid.
__________________________________________
سارا: لطف دارید. ممنون.
_
July 26th, 2008 at 2:22 pm
Sorry to disturb but didn’t quite get it. Do you agree that it is not the memory that causes the difference between the physiological and man-made motor control or not. If you do agree then your argument is incorrect. If you do not agree then you might take the terms “motor memory” and “memory” as identical which I am afraid are not. I would be delighted if you could clarify me on this issue.
By the way, I could not trace back any of your publications with Shadmehr’s group
_______________________________________________________
Sara: I don’t believe there is any difference between motor memory and memory as you’re saying. What ever we learn, either motor tasks or cognitive issues, they are stored as some chemicals in the cells. Shadmehr’s approach is a computational approach to model brain’s work which itself, specially the latest model that they have proposed in their review paper, I believe is too simplistic in one sense and narrow in another sense. I personally favor the theory of Jeff Hawkins more.
July 27th, 2008 at 12:08 am
سارا جان
من به این کاراش کار ندارم ولی داشتم فکر می کردم رفتار صحیح در مقابل گفته ها و شنیده ها چیست. چرا خیلی از ما به محض آن که چیزی می شنویم بدون آن که از میزان دانش گوینده و مبنای سخنان او آگاه باشیم ابراز وجود نموده و معلومات خودمان را به میان می کشیم. گاه فکر می کنم خوب بحث و گفتگو سبب می شود نکات مبهم مشخص شود اما به شخصه این رفتار برایم ناخوشایند است که فوری بگم تو غیر دقیق حرف می زنی یا غلط می گی. به جاش ترجیح می دم بگم میشه مبنای گفته هاتون را بر اساس تئوری های جدید بیشتر توضیح بدید یا رفرنسی بدین که من ابهامی رو که در ذهنم بوجود آمده برطرف شود. گاه درست حرف زدن خیلی مهمتر از چهار کلمه علمی است که ما آموخته ایم.
قربانت دشت سبز
______________________________________________
سارا: اشکالی نداره دشت سبز جان. زیاد سخت نگیر.
قربانت
July 27th, 2008 at 12:31 am
In fact, it’s an interesting point.It somehow reminds of “use it or lose it”, which is popular these days. Hopefully, you guys attend ICAD and we may catch up sometime!Cheers
Hamid
October 15th, 2008 at 4:24 am
Salam
ba tashakor az maghale jalebe shoma, ma rooye yek prozhe ba onvane “space time judgement” kar mikonim ke fek konam be kare shoma kheyli nazdik bashe, age emkanesh hast source va maghalati ke be noi be in bahs mortabete ra baraye man send konid.
mamnoon
سارا رها Reply:
October 15th, 2008 at 5:24 am
شما اگر مقاله خاصی را می خواهید رفرنس کامل مقاله رو برام می تونید ایمیل بزنین و اونوقت من میتونم اون مقاله یا مقالات خاص رو براتون بفرستم. ولی اینجوری که من مقالات مربوط به کار شما رو پیدا کنم و بفرستم, شرمنده فرصت نمی کنم.
November 9th, 2008 at 12:15 am
[…] را از روی تجربه گذشته و استفاده از حافظه میکند. در اینجا و پست بعدیاش توضیح دادم که چون عکس العمل نورونها […]