چرا به‌عنوان یک عصب‌‌شناس، نقشه‌برداری از مغز انسان در ابعاد نانومتر برای شما مهم است؟
تصور ما این است جواب این سوال که مغز انسان چگونه رشد می‌کند و چه اتفاقی می‌افتد که یک کودک انیشتین می‌شود و دیگری گاندی، احتمالا باید در نقشه‌ اتصال‌های نورون‌های آنها باشد. درواقع تفاوت بین الگوهای سیناپس‌های نورون‌هاست که انسان‌ها را از یکدیگر و از دیگر جانداران متمایز می‌کند. مغز هر انسان شبیه دانه‌های برف که هرکدام‌شان شکل منحصربه‌فردی دارند نسبت با مغز دیگری متفاوت است. این تفاوت‌ها به‌دلیل تجربیات مختلفی است که افراد گوناگون پشت‌سر گذاشته‌اند اما اگر به مثال دانه‌های برف برگردم باید بگویم در میان همین دانه‌های برفی که ظاهرا با هم متفاوتند، یک شباهت‌ ساختاری اساسی وجود دارد و آن این است که همه‌ آنها از شش بازوی اصلی ساخته شده‌اند و ساختارهای متفاوت بعدی روی آن شش بازو شکل می‌گیرد. در مورد مغز هم همین‌طور است؛ ما می‌خواهیم با مقایسه‌ مغزهای مختلف در ابعاد نانومتر به این اشتراکات یا تفاوت‌های اصلی پی ببریم.
 تصویربرداری از مغز در آزمایشگاه شما به چه روشی انجام می‌شود؟
ما ابتدا از کل مغز موش با روش میکروسیتی تصاویری با دقت میکرومتر تهیه می‌کنیم، سپس قسمت‌هایی که به نظرمان از نظر ارتباطی مهم‌تر هستند را مشخص کرده و دوباره از همان قسمت‌ها  نمونه مغزی با میکروسکوپ الکترونی و در ابعاد نانومتر تصویربرداری می‌کنیم؛ یعنی از یک بافت واحد به دو روش مختلف و با دو بزرگنمایی متفاوت عکسبرداری می‌کنیم. در روش میکروسیتی، اشعه ایکس‌ پرانرژی به عمق بافت نفوذ می‌کند. به همین دلیل در این روش نیاز به برش‌زدن نمونه و تخریب آن نیست؛ پس ما می‌توانیم از کل مغز بدون ایجاد برش در مدت زمان بسیار کوتاهی عکس بگیریم و در قدم بعدی با برش‌زدن همان مغز آن را برای مطالعه با میکروسکوپ الکترونی آماده کنیم. 
 با این‌که توانسته‌اید با روش میکروسیتی برای اولین‌بار از مغز موش تصویربرداری کنید چه موانعی باعث شده است تصویربرداری از کل مغز انسان با این روش تا به امروز انجام نشده باشد؟ 
در مورد مغز انسان چند مانع مهم بر سر راه ما وجود دارد. اول این‌که ما به یک مغز دست‌نخورده و تازه برای عکسبرداری نیاز داریم ولی ما اغلب باید چند ساعت پس از مرگ فرد برای دریافت مغز منتظر بمانیم که این وقفه کیفیت نمونه را کاهش می‌دهد. علت دیگر این است که ما برای لکه‌گذاری کل مغز انسان که حجم بزرگی دارد به یک روش جدید نیاز داریم. درواقع می‌توانیم از آن عکس بگیریم اما لکه‌گذاری نمونه‌ای بزرگ‌تر از 3 سانتی‌متر مکعب با فلزات سنگین بدون تخریب و برش‌زدن بافت، کار آسانی نیست و این چالش بزرگی است که با آن روبه‌رو هستیم.
 تصویربرداری با میکروسکوپ الکترونی چگونه انجام می‌شود؟
 برای این که بتوانیم تصویر دقیقی از سیناپس‌ سلول‌های عصبی به‌دست آوریم مقیاس برای بهترین بزرگنمایی عکسبرداری حدود 10 نانومتر است و میکروسکوپ الکترونی تصاویری با این دقت را تهیه می‌کند ولی چون توان کمی برای نفوذ در بافت دارد باید از نمونه مغزی به کمک تیغه الماس برش‌هایی به ضخامت چند نانومتر تهیه کنیم. نمونه‌ بعد از برش‌خوردن مسقیما روی یک کمربند متحرک می‌نشیند و با حرکت خودکار کمربند نمونه‌های برش‌خورده لایه‌لایه به‌ترتیب وارد میکروسکوپ الکترونی می‌شوند و از آنها عکسبرداری می‌گردد. این تصاویر با رایانه به هم الصاق می‌شوند و نهایتا یک تصویر سه‌بعدی از مغز را شکل می‌دهند. تصاویری با وضوح بسیار بالا در ابعاد نانومتر که سیناپس‌هایی که هر نورون می‌سازد را می‌توان در آن شناسایی کرد.
 با فرض دستیابی به کانکتوم کامل مغز انسان در آینده این نقشه چه سودی می‌‌تواند داشته باشد؟
هوش مصنوعی بسیار پیشرفت کرده و هر روز خبرهایی را می‌شنویم که مثلا هوش مصنوعی قهرمان شطرنج را شکست داده ‌است اما واقعیت این است که هوش مصنوعی در بسیاری از زمینه‌ها هنوز از توانایی‌های مغز انسان بسیار عقب است. امیدوارم با فهمیدن این‌که مغز انسان چگونه سیم‌کشی شده است بتوانیم از برخی توانایی‌های مغز انسان مثل خلاقیت، همدردی، شوخ‌طبعی و ... رمزگشایی و نمود فیزیکی آنها را در سطح نورون‌ها کشف کنیم. به این شکل می‌توانیم با مهندسی معکوس این ویژگی‌ها را به الگوریتم‌های رایانه‌ای تبدیل کنیم و از آنها بهره‌مند شویم. 
 قدم بعدی در آزمایشگاه شما چه خواهد بود؟
پروژه بزرگ بعدی ما بررسی این مساله است که مغز چگونه توسعه پیدا می‌کند؟ تمرکز ما روی قشر مغز خواهد بود. ما قصد داریم قشر مغزی را در جانداران مختلف ازجمله نخستیان(piramite)  غیرانسان و موش را با هم مقایسه کنیم چراکه این ناحیه در طول سیر تکامل افزایش چشمگیری در میان گونه‌های مختلف ازجمله موش تا انسان داشته است.

امکان درمان مبتلایان به اسکیزوفرنی با نقشه پرجزئیات مغز انسان
​​​​​​​از دکتر کستری پرسیدم فکر می‌کنید دستیابی به نقشه‌ای از سیم‌کشی نورونی مغز انسان در آینده بتواند در حوزه سلامت روان به کمک روانپزشکان بیاید؟ وی در پاسخ گفت: «بله، البته که ممکن است! در مورد بسیاری از بیماری‌های روحی ما نمی‌دانیم دلیل و منشأ این بیماری‌ها دقیقا چیست. این در حالی است که امروزه حدس می‌ز‌نیم بعضی از بیماری‌ها مثل اوتیسم یا اسکیزوفرنی در اثر سیم‌کشی غلط نورون‌های مغزی ایجاد می‌شود اما حتی در این موارد هم نمی‌دانیم دقیقا این اتفاق در کجای مغز رخ می‌دهد. پس اگر ما یک نقشه با دقت نانومتر از یک مغز بدون اسکیزوفرنی داشته باشیم و آن را با مغز یک فرد دارای اسکیزوفرنی مقایسه کنیم می‌توانیم بفهمیم این بیماری در سطح سلولی به چه شکل ایجاد می‌شود و در نتیجه می‌توانیم روش‌های کارآمدتری را برای درمان چنین بیماری‌هایی ارائه کنیم.»

سمیرا کیان‌پور - گروه دانش و سلامت