قطع ارتباط مغز با جهان؛ آیا ایده مغز درون خمره به واقعیت می‌پیوندد؟

آیا مغز می‌تواند به‌طور مستقل و جدا از بدن وجود داشته باشد؟ برای مدت طولانی، فیلسوفان درباره چنین سناریوهای «مغز درون خمره» اندیشیده‌اند و این سؤال را مطرح کرده‌اند که آیا مغز وقتی از بدن و حواس خود جدا می‌شود، همچنان می‌تواند آگاهی را حفظ کند؟

به‌طور معمول، تجارب یک فرد توسط شبکه‌ای از تعاملات میان مغز، بدن و محیط مشخص می‌شود. اما پیشرفت‌های اخیر در علوم اعصاب به این معنا است که این گفت‌وگو از قلمرو حدس و گمان و داستان‌های علمی‌تخیلی به نمونه‌های جداشده‌ای منتقل شده که در آن آگاهی ممکن است وجود داشته باشد.

تیم باین، فیلسوفی از دانشگاه مانش استرالیا، آنیل ست، دانشمند عصب‌شناس دانشگاه ساسکس انگلستان و مارچلو ماسیمینی از دانشگاه میلان در ایتالیا، در مجله‌ی Trends in Neuroscience شرایطی را توصیف می‌کنند که در آن چنین «جزایر آگاهی» می‌تواند وجود داشته باشد.

در یک موقعیت ممکن، مغزی که از میزبان خود جدا شده است، می‌تواند به کمک اکسیژن و مواد مغذی موردنیاز برای عملکرد خود که توسط نوعی دستگاه به آن رسانده می‌شود، هشیاری خود را حفظ کند.

در مطالعه‌ای که شبیه بخشی از فلیمی ترسناک به‌نظر می‌رسد، پژوهشگران موفق شدند جریان خون سلول‌های مغز، عملکردهای سلولی نورون‌ها و فعالیت سیناپسی خود‌به‌خودی را در مغز خوک‌هایی که پس از مرگ از بدن جدا شده بود و به سیستمی به نام BrainEx متصل بود، بازیابی کنند. این سیستم که برای کند کردن روند تخریب بافت‌های مغز پس از مرگ طراحی شده است، می‌تواند به پایه مغز پس از مرگ متصل شود و خون مصنوعی اکسیژن‌دار گرم را به مغز برساند.

در داستان‌های علمی‌تخیلی بارها از مفهوم مغز درون خمره استفاده شده است. آینده‌نما (Futurama) مجموعه‌ی پویانمایی کمدی و علمی‌تخیلی‌ است که در آینده دور اتفاق می‌افتد و در آن افراد مشهور به شکل «سر درون شیشه» ظاهر می‌شوند.

در افرادی که دچار صرع مقاوم به درمان شدید هستند، درمانی به نام نیمکره‌برداری یا همیسفرکتومی وجود دارد که شامل قطع ارتباط کامل نیمه آسیب‌دیده مغز با نیمه دیگر، ساقه مغز و تالاموس است. در این موارد، نیمه آسیب‌دیده درون جمجمه باقی می‌ماند و اتصال آن با سیستم عروقی حفظ می‌شود. درحالی‌که نیمکره جداشده همچنان مواد مغذی و اکسیژن موردنیاز برای عملکرد خود را دریافت می‌کند، برخی کنجکاو بوده‌اند که آیا نیمکره جداشده نیز از نوعی هشیاری برخوردار است؟

دانشمندان مینی‌مغزهایی را در آزمایشگاه ساخته‌اند. این ارگانوئیدهای مغزی ساختارهای سه‌بعدی هستند که از سلول‌های بنیادی حاصل شده‌اند و ویژگی‌های مختلف مغز درحال رشد انسان را نشان می‌دهند. برخی از این مغزهای درون ظرف آزمایشگاه دارای امواج مغزی شبیه امواج مغزی نوزادان نارس هستند. اما آیا این مغزها دارای آگاهی هستند؟

دانشمندان بخشی از مغز را به صورت الکتریکی تحریک می‌کنند و سپس الگوهای فعالیت عصبی را که ایجاد می‌شود، اندازه‌گیری می‌کنند تا میزان پیچیدگی تعاملات مغز و سلول را مشخص کنند. اگر اندازه‌گیری حاصل از این تعاملات حاوی اطلاعات زیادی باشد، می‌توان گفت آن سیستم آگاه‌تر است. این کار به نوعی مانند پرت کردن سنگ درون برکه و اندازه‌گیری موج‌های حاصل است. اگر امواج با دیگر اشیای درون برکه تعامل داشته باشد و امواج بیشتری ایجاد کند، آنگاه سیستم آگاه‌تر است.

در وضعیت‌هایی که در آن افراد به‌طور کامل هشیار نبوده‌اند، شاخص مذکور شاخص قابل‌اعتمادی از سطح هشیاری بوده است. برای مثال، سطح هشیاری یا آگاهی حین خواب یا کُما، پایین‌تر درنظر گرفته می‌شود. باین به لایوساینس گفت: «شاخص PCI در تشخیص قطع هشیاری حین دیدن خواب و بی‌هوشی ناشی از مصرف کتامین مؤثر بوده است و همچنین استفاده از آن در بیمارانی که در پی آسیب مغزی شدید کنش‌پذیر نیستند، کارآمد بوده است.»

این احتمال وجود دارد که آگاهی با پویایی‌هایی از مغز در ارتباط باشد که اندازه‌گیری آن‌ها نسبتاً ساده است. اما حتی اگر هشیاری را نتوان با سیگنال‌های عصبی مغز مشخص کرد، باین معتقد است که وظیفه ایجاد معیاری عینی از آگاهی هنوز سر جای خود قرار دارد.

درحالی‌که این تکنیک‌ها ممکن است نتوانند به‌طور قطعی به این سؤال پاسخ دهند که آیا در این موارد آگاهی وجود دارد یا نه، به برخی از سؤالات اساسی مانند این سؤال پاسخ می‌دهند که آیا جزایر آگاهی همان سطوح از پیچیدگی عصبی را دارند که در مغز افراد هشیار وجود دارد. یا اینکه آیا این مغزها وقتی ارتباطشان با دنیای بیرون قطع می‌شود، به آرامی خاموش می‌شوند.