حوزه های کاربردی علوم شناختی

بی‌تردید از آنجا که حیات انسان و جامعه وابسته به کارکردهای مغزی اوست، شناخت ما از مغز و ذهن و مدل ذهنی می‌تواند تأثیر بسزایی بر همه ابعاد حیات انسان داشته باشد. در این میان هوش مصنوعی و ساخت رایانه‌هایی که بتواند وظایف انسان را انجام دهند، پزشکی و جبران آسیب‌های مغزی و شناختی، آموزش و پرورش، سلامت روانی و اجتماعی، سیاست و افکار عمومی، امنیت و دفاع، اقتصاد و بهزیستی، مهندسی و رابطه انسان و فناوری از اهمیت بیشتری برخوردارند. همه این حوزه‌ها با علوم شناختی رابطه‌ای تنگاتنگ دارند و به همین دلیل رشته‌هایی مثل هوش مصنوعی، آموزش و پرورش شناختی، روان درمانی شناختی، شناخت اجتماعی و روان شناسی سیاسی، روان‌شناسی تحلیل اطلاعات و رسانه‌های گروهی، علوم دفاعی شناختی، اقتصاد شناختی، مهندسی شناختی و غیره پدید آمده اند تا با استفاده از یافته‌های علوم شناختی درباره مغز و ذهن و مدل ذهنی هر انسان، زمینه استفاده بهینه از این ودیعه الهی را فراهم ساخته، کاستی‌های آنرا جبران و از بروز خطاهای ذهنی انسان جلوگیری نمایند. 

در زیر به برخی از این حوزه های کاربردی مختصراً اشاره می‌شود:

مداخله تشخیصی و درمانی

با استفاده از یافته‌های علوم شناختی می‌توان زمینه‌های بالقوه اختلالاتی مانند خوانش پریشی و درخودماندگی را در كودكان از طریق تصویر برداری عصبی پیش بینی كرد و با انجام مداخله به موقع عصب شناختی و تصویربرداری مجدد از آن، از ترمیم آن مطمئن گشت. اینگونه مداخلات عصب شناختی راه را برای معالجه بسیاری از كاستی‌های عصبی باز می كند و فصل جدیدی را در علم اعصاب پدید خواهد آورد.

از جمله این مداخلات دستكاری ژنتیك و كاشت سلولی است. اینك به منظور تقویت عصبی و رفع كاستی‌ها و فساد عصبی، دانشمندان در حال تجربه دستكاری ژنتیك سلول‌های عصبی، كاشت آن و سلول درمانی یا پیوند عصبی هستند. یكی از دانشمندان علم اعصاب به نام مارتا فرح می‌گوید: "بیست سال پیش معقول به نظر نمی‌رسید كه دانشمندان علم اعصاب درباره نمایه‌های مغزی مربوط به راستی در برابر دروغ، حافظه قابل ارزیابی در برابر حافظه كاذب، احتمال ارتكاب جنایات خشونت بار در آینده، سبك‌های استدلال اخلاقی، نیت همكاری و حتی محتوای خاص آگاهی، حتی پیشنهادهایی داشته باشند. امروز نیز معلوم نیست برای بیست یا پنجاه سال بعد چه خواهیم داشت."

آنچه قطعی است شروع مداخله عصبی در مورد حیوانات است كه تا به حال نتایج چشمگیری داشته است. برای مثال، محققان موسسه مطالعات زیست شناختی سالك و دانشگاه كالیفرنیا در سندیگو موفق شده اند از دست‌دادن حافظه را در موش‌ها با جلوگیری از تولید نوعی پروتئین كه در ایجاد پلاك‌های مغزی موثر است، كنترل كنند. در كشور خودمان همپای برخی از كشورهای پیشرفته تحقیق درباره كشت و كاشت سلول‌های عصبی و ترمیم سلول‌های فاسد شده از طریق سلول درمانی در سطح آزمایشگاهی آغاز شده است. (فرح، 2003).

بیشتر بخوانید: مدل ذهنی چیست؟ منتال مدل چیست؟

هوش مصنوعی

هوش مصنوعی دانش ساخت رایانه‌هایی است كه بتواند كارهایی را انجام ‌دهد كه انجام آن توسط انسان نیاز به هوشمندی و شعور دارد. تحقیقات انجام شده در هوش مصنوعی عمدتاً متمرکز بر یادگیری، حل مسئله، ادراك، پردازش زبان بوده است.

با پیشرفت‌هایی كه در زمینة هوش مصنوعی و تولید سامانه‌های هوشمند به دست آمده است می‌توان بین شناخت طبیعی و شناخت مصنوعی پیوند برقرار کرد. وسایل ارتباطی و واسطه‌هایی كه امروز برای جبران كاستی‌های شناختی تجربه می‌شود این امید را زنده ساخته است كه بتوان در آینده بخشی از این كاستی‌ها را ترمیم كرد. از جمله استفاده از رایانه‌هایی است كه معلولین می‌توانند با امواج مغزی خود آن را اداره كنند و مثلاً مطالب خود را بدون استفاده از انگشتان خویش بر روی آن تایپ کنند، یا رایانه هایی كه امواج مغزی فرد معلول را به كلام تبدیل می‌نماید. تولید دست و پای مصنوعی نیز دست آورد دیگر دانشمندان علوم شناختی است كه با اتصال به سلسله اعصاب فرد می‌تواند فقدان عضو او را جبران کند.

برخی از دانشمندان علوم شناختی پیش بینی می‌كنند كه با كمك دانشمندان هوش مصنوعی بتوانند رایانه‌هایی بسازند كه ایده‌ها را درك كند و به پردازش معنایی بپردازد، رایانه‌هایی كه هوش‌های چندگانه را تشخیص دهند و به رفع ضعف فرد در یك هوش خاص كمك كنند، رایانه هایی كه بتوانند به معنای واقعی كلمه با انسان مكالمه كنند و درك متقابل داشته باشند. هوارد گاردنر مجموعه این مداخلات را مداخلات نرم افزاری و سخت افزاری می‌نامد.

با این گونه مداخلات نرم افزاری و سخت افزاری می‌توان آینده جالبی را تصور كرد. تصور كنید دنیای آینده چگونه خواهد بود اگر انسان بتواند با دخالت در مغز از طریق كشت و پیوند سلول های عصبی، از طریق دستكاری‌های ژنتیك و از طریق جلوگیری از تولید پروتئین‌هایی كه كار مغز را مختل می‌كند، مغز انسان را كارآمدتر سازد. بتواند با روش‌های درمانی و ترمیمی عصب شناختی كاستی‌های مغز را جبران كند، بتواند با روش‌های شناختی یا نرم افزاری استفاده بهتر از مغز را تضمین نماید و بالاخره بتواند با استفاده از سامانه‌های مصنوعی كاركردهای مغز را تقویت كند.

برخی از كاربردهای هوش مصنوعی عبارت اند از :

شناخت الگو یا ادراك حسی مانند بازشناسی بصری حروف الفبا، بازشناسی گفتار، بازشناسی صدا، بازشناسی چهره.

ارتباط مغز و رایانه (BCI)که ممکن است از طریق آن به صورت یک سویه و یا دو سویه بین رایانه و مغز اطلاعات مبادله گردد.

مطالعات BCI بیشتر بر روی ابزارهای کاشته شده در مغز حیواناتی انجام شده است که دچار نقص حرکتی، بینایی و یا شنوایی بوده اند، ولی در سال‌های اخیر در مورد انسان‌هایی که دچار نقص بینایی، شنوایی و یا حرکتی شده اند نیز کاشت ابزار صورت گرفته است. طراحی این ابزارها بر اساس مطالعات علم اعصاب شناختی صورت می‌گیرد. بر این اساس، مغز با ابزاری که بتواند از نظر دریافت و ارسال سیگنال‌ها به آن کمک کند سازگار می‌شود و بدین ترتیب، اندام‌های مصنوعی از طریق ابزارهای رایانه‌ای به نحوی کنترل می‌شوند که گویی توسط مغز کنترل شده باشند. هدف نهایی BCI آن است که مغز به رایانه وصل شود، به طوری که بتوان قابلیت‌های بیشتری را از آن انتظار داشت (خرازی، 1385).

بیشتر بخوانید: مدل ذهنی کارآفرینان بزرگ چیست؟

تقویت شناختی

تقویت شناختی به معنای ارتقاء توانمندی‌های مغز در زمینه کارکردهای شناختی از جمله ادراک، توجه، هشیاری، حافظه، تصمیم‌گیری، تجزیه و تحلیل، استدلال، تعادل خلقی و غیره می‌باشد. تلاش‌ محققین علوم شناختی و علم اعصاب شناختی اصالتاً متمرکز بر شناخت هرچه بیشتر کارکردهای مغزی است، ولی در عین حال یافته‌های آنها در دسترس شاخه‌های دیگر علوم از جمله داروسازی، برای تولید داروهای تقویت کننده توانمندی‌های فوق الذکر قرار می‌گیرد. رشته‌های دیگر از جمله علوم رایانه، مهندسی پزشکی، سلولهای بنیادی، الکترونیک، بیومکانیک، فناوری نانو و عصب شناختی رایانه ای همگی در صدد تولید مواد دارویی، وسایل و روشهایی هستند که بتواند، توانمندی‌های شناختی انسان را افزایش دهد.

تشخیص

عملكرد حوزه تشخیص در هوش مصنوعی ایجاد الگوریتمها و تكنیكهایی است كه بتواند تشخیص ‌دهد آیا رفتار یك سیستم خاص بهنجار است یا خیر. اگر سیستم به درستی كار نكند الگوریتم مذكور باید قادر به تشخیص محل دقیق اختلال و نوع اختلال باشد.

در این حوزه می‌ توان از سیستمهای خبره نام برد. این سیستمها برنامه‌هایی است كه از دانش و مهارتهای تحلیلی یك یا چند انسان صاحب تخصص در یك حوزه خاص برخوردار می‌باشد و از اطلاعات فوق برای حل مشكلات به وجود آمده استفاده می‌كند. به‌عنوان مثال می‌توان از سیستمهای خبره كه در تشخیص و درمان پزشكی به‌كار می‌رود، یاد كرد.

بازی‌های رایانه‌ای

در بازی‌های رایانه‌ای، بازیگرها طوری طراحی می‌شوند كه هوشمند به نظر می‌‌آیند. نمونه برجسته استفاده از این فن‌آوری را می‌توان در شطرنج باز Deep Blue ، ساخته IBM مشاهده كرد که توانست گاری كاسپاروف قهرمان شطرنج جهان را در سال 1996 شکست دهد(آشمن و کانووی، 1997).

آموزش و پرورش شناختی

یافته‌های علوم شناختی تأثیرات عمیقی را در سالهای اخیر بر آموزش و پرورش بر جای گذاشته است به طوری که امید آن می‌رود که اثر بخشی این نهاد کهن روز به روز ارتقا یابد. اینک کشورهای پیشرفته پروژه های سنگینی را در زمینه کاربرد علوم شناختی در آموزش و پرورش در دست اجرا دارند و با تأسیس مدارس شناختی در حال تجربه این رویکرد در آموزش و پرورش هستند. برای مثال سازمان همكاری اقتصادی و توسعه (OECD) در سال 1999 پروژه ای مطالعاتی را آغاز كرد كه "علوم یادگیری و تحقیقات مغز" نام گرفت. این سازمان طی نشست‌هایی در آمریكا، كانادا و ژاپن با همفكری جمعی از دانشمندان برجسته از سایر كشورها به بررسی این موضوع پرداخت و سرانجام در سال 2002 گزارشی را تحت عنوان "شناخت مغز: به سوی علم جدید یادگیری"منتشر ساخت.

همچنین كشورهای اروپایی در صدد برآمده اند نظام آموزشی خود را بر اساس یافته‌های جدید علمی بازسازی كنند و گزینه‌های مختلفی را به عنوان گزینه‌های جایگزین مطرح سازند كه موجب دگرگونی بنیانی نظام آموزش و پرورش خواهد گردید. یكی از این گزینه‌ها تكیه بیشتر بر آموزش انفرادی به جای آموزش جمعی با استفاده از محیط‌های مجازی است.

بدین منظور سازمان همكاری اقتصادی و توسعه از سال 1997 پروژه‌ای را در دست مطالعه دارد تا آینده مدارس را طی 25-15 سال بعد طراحی نماید. آنها شش گزینه را مورد توجه قرار داده اند كه در تحلیل سیاست آموزشی سال 2001 مجمع OECD ، تحت عنوان "مدارس ما چه آینده ای خواهند داشت؟" منتشر شده است. در سال 2003 نیز مجمع OECD تحت عنوان "مدرسه داری برای فردا" به بررسی این شش گزینه پرداخته است.

بی تردید در جمهوری اسلامی نیز با توجه به دستاوردهای جدید روان شناسی، بازنگری جدی در نظام آموزش و پرورش ضروری است. ما نمی توانیم نسبت به دستاوردهای علمی دنیا در زمینه آموزش و پرورش بی تفاوت باشیم. از سوی دیگر امواج جهانی شدن به عنوان یك واقعیت دیر یا زود ما را نیز در بر خواهد گرفت. راه مقابله با این امواج، طراحی نظام جدید آموزشی با توجه به یافته‌های جدید علمی و مبتنی بر ارزش‌های دینی و فرهنگی جامعه خودمان است. این تنها سدی است كه می تواند در برابر سیل جهانی شدن مقاومت كند.

روان درمانی شناختی

رشته روان درمانی شناختی به عنوان رویکردی جدید در روان شناسی بالینی و روان پزشکی توانسته است توفیقات قابل توجهی را در درمان اختلالات رفتاری و روانی به ارمغان آورد. از جمله توفیقات روان درمانی شناختی، معالجه معتادین به مواد مخدر است، به طوری که موثر بودن این رویکرد به خوبی به اثبات رسیده است. در سایر زمینه های اختلالات روانی نیز امروزه رویکرد شناختی چه به تنهایی و چه در تلفیق با فنون رفتار درمانی یکی از شیوه های موثر روان درمانی تلقی می شود به طوری که نشان داده شده است اثر این نوع معالجات ماندگارتر بوده، احتمال بازگشت مجدد بیماری کاهش می‌یابد.

بیشتر بخوانید: چگونه مهارت‌های توسعه فردی زندگیمان را تغییر دهیم؟

شناخت اجتماعی و روان‌شناسی سیاسی

علوم شناختی به تحلیل و درک رویدادهای اجتماعی و رفتارهای سیاسی نیز کمک شایان توجهی می کند. نحوه شکل گیری گروههای اجتماعی و نقش شناخت در آن، درگیری های قومی، نژادی و مذهبی، نقش رهبران اجتماعی- سیاسی و شخصیت آنها در رفتارهای سیاسی- اجتماعی، نقش شناخت، هویت اجتماعی، هیجان و نگرش در رفتارهای اجتماعی و سیاسی، افراط گرایی و مناقشات بین المللی همگی از موضوعات مورد علاقه روان‌شناسی سیاسی و جامعه شناسی شناختی است.

روان‌شناسی تحلیل اطلاعات و رسانه‌های گروهی

یکی از حوزه‌های کاربردی متأثر از یافته‌های علوم شناختی، روان‌شناسی تحلیل اطلاعات و رسانه‌های گروهی است. روان شناسی شناختی در درک خطاهای شناختی که منجر به تصمیمات نادرست می‌گردد و نیز طراحی بهترین شیوه تأثیرگذاری بر افکار عمومی به این حوزه کمکهای مهمی می‌رساند. دستگاههای اطلاعاتی یکی از کاربران یافته‌های علوم شناختی برای تحلیل اطلاعات هستند. رسانه‌های گروهی نیز برای جذب افکار عمومی و تأثیرگذاری بر آن از اصول روان‌شناسی شناختی بهره می‌برند. زبان‌شناسی شناختی نیز در استفاده از استعاره‌های مناسب به این حوزه کمک ارزشمندی انجام می‌دهد.

روان‌شناسی تغییر ذهن

یکی از زمینه‌های جذاب در روابط فردی و جمعی مقوله تغییر ذهن است. چگونه ما می‌توانیم در روابط شخصی و اجتماعی خود بر دیگران تأثیر بگذاریم و اساساً تحول ذهنی و فکری چگونه پدید می‌آید. این موضوعی است که نظر دانشمندان علوم شناختی را به خود جلب کرده، به طراحی راهکارهایی برای تغییر ذهن خود و دیگران انجامیده است. روان شناسی شناختی و زبان شناسی شناختی به این حوزه نیز کمک شایان توجهی می‌کنند (خرازی، 1385).

بیشتر بخوانید: مدیریت زمان چطور روی ما اثر می‌گذارد؟

علوم دفاع شناختی

یافته‌های علوم شناختی در قلمروی دفاعی و امور امنیتی نیز میدان فعالیت وسیعی کسب کرده است، به طوری که نیروهای مسلح کشورهای پیشرفته در کنار توسل به قدرت سخت از کاربرد قدرت نرم غافل نمانده با استفاده از یافته‌های علوم شناختی در جستجوی راهکارهای عملی برای تأثیرگذاری بر فکر و ذهن فرماندهان و نیروهای مسلح رقیب و انحراف افکار ایشان هستند. همچنین کاربرد دقیق سلاح، پرهیز از خطاهای شناختی و نیز استفاده از دستورالعملهای شناختی به منظور بالابردن ضریب دقت و صحت تصمیمات نظامی، به ویژه در هنگام فوریتها از زمینه هایی است که علوم شناختی می تواند کمک قابل توجهی به علوم دفاعی انجام دهد.

اقتصاد شناختی

یکی از مسایل مهم در اقتصاد و بازرگانی مقوله تصمیم‌گیری و داوری است. تصمیم‌گیری و عوامل موثر در آن موضوع مورد علاقه علوم شناختی به ویژه روان‌شناسی شناختی و زبان‌شناسی شناختی نیز می‌باشد. اقتصاد شناختی در کنار نظریه‌های دیگر تصمیم‌گیری همچون انتخاب عقلانی موسع یا محدود ، نظریه بازی‌ها، نظریه پویایی سیستم‌ها می‌تواند به درک فرایند تصمیم‌گیری در اقتصاد و بازرگانی کمک کند.

مهندسی شناختی

رابطه انسان و فناوری، به ویژه ماشین، موضوعی است که در مهندسی شناختی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. در این زمینه راه‌های بهبود فناوری‌ها و ماشین آلات به نحوی که کاربرد آنها برای انسان مطلوب‌تر باشد و نیز بررسی خطاها و اشتباهاتی که در هنگام استفاده از آن، به ویژه در مراکز حساسی چون نیروگاه‌ها، برج‌های فرودگاه وتاسیسات هسته‌ای ممکن است رخ دهد، از موضوعاتی است که مورد علاقه مهندسی شناختی است.

رشد انفجاری این علم در ۲۰ سال اخیر حتی از رشد سریع علم فیزیک هم چشمگیرتر بوده است، به طوری که نرخ رشد تولیدات علمی در این رشته از نرخ رشد تولیدات در رشته فیزیک در یک قرن قبل بیشتر بوده و سریع‌ترین رشد را به خود اختصاص داده است؛ البته این مساله دلیل واضحی دارد که به پیشرفت‌های فناوری و به خصوص استفاده از انواع روش های غیرتهاجمی برای بررسی مغز انسان و روش های تهاجمی برای مغز نخستیان غیر انسان مثل میمون رسوس برمی گردد.

برای این که بتوان یافته‌های علمی از مغز را به زبان ریاضی ترجمه کرد به رشته دیگری نیاز است که در کنار علوم اعصاب شناختی زاده شده و نام آن علوم اعصاب محاسباتی است.

کار چنین علمی این است که مکانیزم‌های عصبی نورونی را که به وسیله دانشمندان علوم اعصاب شناسایی شده‌اند به زبان ریاضی درآورد. وقتی این فرآیندها به زبان ریاضی ترجمه شدند، این قابلیت را دارند که در محیط‌های غیرزیستی و موجود غیربیولوژیک مثل ربات یا ماشین پیاده سازی و اجرا شوند؛ بنابراین در علوم شناختی ما درباره زنجیره ای از علوم صحبت می‌کنیم که یک طرف آن مغز و علوم مربوط به آن است و یک طرف دیگر آن هم ریاضیدان‌ها، مهندسان کامپیوتر و مهندسان الکترونیک هستند و درواقع با همدیگر کار می‌کنند.

امروزه در مراکز تحقیقاتی عمده دنیا مجموعه‌ای از دانشمندان برای انتقال دانش از علوم پایه و اعصاب شناختی به صنعت و دیگر زمینه‌های زندگی بشر در حال تحقیق هستند و به دلیل تاثیر اقتصادی و نظامی و نیز تاثیر بر وضعیت بهداشت و سلامت جامعه، هزینه‌های هنگفتی صرف آن می‌شود و نشان می‌دهد که جامعه صنعتی دریافته است که قرن آینده، قرن علوم اعصاب و رشته‌های وابسته به آن است. ما معتقدیم رشد علوم اعصاب و دانش ما از مغز و قابلیت‌هایش که سریعتر از علم فیزیک بوده است می‌تواند در دهه‌های آینده در زندگی بشر در زمینه‌های مختلف نقش مهمی ایفا کند (گاردنر، 2004).

برای آشنایی با دوره مدل‌های ذهنی موسسه بهار، اینجا را کلیک کنید.

 گردآوری: امیرحسین ابری نیا