علم اطلاعات و سامانه های اطلاعاتی عصب پایه، رویکردی نو متناسب با پیشرفت بشر در پردازش اطلاعات 

علم اطلاعات، موضوعات و زمینه‌های پژوهشی فراوانی را دربردارد. یکی از این زمینه‌های تعامل انسان و اطلاعات است. تا کنون بیشتر پژوهش‌های رشته علم اطلاعات در حالت کلی و زیرمجموعه‌های موضوعی آن به بررسی اطلاعات به عنوان یک موجودیت بیرونی پرداخته‌اند. اما اگر دقیق‌تر به اطلاعات بنگریم، ملاحظه می‌کنیم که تمامی پردزاش‌های اطلاعاتی ما به عنوان بشر در ذهن و مغز ما صورت می‌گیرد. طبیعتا به دلیل توانایی بالای پردازش اطلاعات در ذهن به صورت خودآگاهانه و ناخودآگاهانه، طیفی از انواع روش‌ها برای بررسی آن ضروری است. تا امروز بیشتر پژوهش‌های رشته ما با تأکید بر روش‌های سنتی و خودآگاه کاربر بوده‌اند؛ بدین صورت که فرد در فضای پرسش و پاسخ و کاملا آگاهانه وضعیت خود را برای پژوهشگر بازگویی یا وانمود می‌کند.

 از اینرو داده‌های بدست آمده کامل نیست و امکان تظاهر کاربر در انجام فعالیت‌ها وجود دارد. جدای از این بحث، پیشرفت‌های فناورانه در بررسی رفتار و عملکردهای انسان به گونه‌ای شده است که می‌توان عملکردهای ذهنی و جسمانی کاربر را در حین تعامل با اطلاعات و رایانه دریافت کرد. بنابراین با توجه به موارد گفته شده تغییر اساسی در رویکردهای پژوهشگران و متخصصان علم اطلاعات صورت گرفته است. این تغییرات در زیرمجموعه‌های پژوهشی این حیطه نیز رخ داده است. برپایه چنین تغییراتی می‌توان رهیافت‌های نوین و ناشناخته‌ای درباره تعامل کاربران با اطلاعات که تا پیش از این از طریق پیمایش، مصاحبه و موارد مشابه قابل دریافت نبود را بررسی کرد.

در این نوشته، قصدمان بر این است که حوزه ای پژوهشی در حوزه سیستم های اطلاعاتی را معرفی کنیم. نام این عرصه، سیستم های اطلاعاتی عصب پایه (Neuro-Information-Systems (NeuroIS)) است. ابتدا در یک توصیف کلی باید اشاره کنیم که نظریه های علوم اعصاب عمده مبانی این حیطه را تشکیل می دهند. در ابتدا اطلاعاتی درباره رشته علوم اعصاب ارائه می شود و پس از آن بحث سیستم های اطلاعاتی عصب پایه طرح می شود.

علوم اعصاب به طور کلی حوزه ای از دانش زیست شناسی است که به مطالعه چگونگی سازماندهی و عملکرد سیستم عصبی می‌پردازد. این علم در شاخه علوم اعصاب شناختی به طور خاص درصدد پاسخگویی به این سوال است که مغز چگونه کار می کند و ساختار و کارکرد آن چگونه بر رفتار اثر می گذارد. تاکید اصلی این علم بر ارتباطات نورونی مغز است که زیربنای پردازش های ذهنی را تشکیل می دهند. مطالعات همزمان دانشمندان علوم اعصاب در مورد مغز و روان شناسان در مورد ذهن سبب پیدایش این ایده شد که مغز چیزی فراتر از ساختارهای مختلف فیزیکی است و می تواند با ذهن در ارتباط باشد. از این رو اصطلاح علوم اعصاب شناختی که در اواخر دهه 1970 پیشنهاد شد، به مطالعه تلفیقی ذهن و مغز اشاره دارد و به دنبال آن است تا دریابد چگونه کارکردهای فیزیکی مغز می تواند به شناخت منجر شود و افکار و ایده های نامرئی ذهن را به بار آورد.

این رشته از علومی چون روان شناسی فیزیولوژیک، علوم اعصاب، علوم شناختی، نوروسایکولوژی استفاده می کند تا مبنای عصبی شناخت را مورد مطالعه قرار دهد و با ترکیب نظریه های علمی روان شناسی شناختی و مدل های محاسباتی با داده های ازمایشی مغز به هدف اصلی خود که درک ماهیت شناخت از بعد عصب شناختی است، دست یابد.

توماس ویلیس[1] (1675-1621) جزء اولین کسانی بود که رفتارهای نابهنجار انسان را به تغییراتی در ساختار مغز نسبت داد و معتقد بود قشر مغز مبدأ وجایگاه آن چیزی است که از ما انسان می سازد. او نظریه ای را در خصوص نحوه انتقال اطلاعات در مغز مطرح ساخت که بعدها انتقال نورونی نامیده شد. مطالعات و نظریات وی مبنای حرکتی بود که سالها بعد به پیدایش حوزه مطالعاتی علوم اعصاب شناختی منجر شد. آزمایش ها و مطالعات دانشمندان دیگری چون بروکا[2]، ورنیکه[3]، کاخال[4]، برادمن[5] و… همگی شواهدی فراهم آورد که رفته رفته بر افزایش آگاهی انسان نسبت به این علم افزود. در نیمه دوم قرن بیستم، با رونق مطالعات بین رشته ای، شکل گیری دیدگاه های جدید و ابداع فناوری های نوین در خصوص روش های غیرتهاجمی مطالعه مغز، پیشرفت های عمده ای در این علم به وقوع پیوست.

مغز انسان که طی حدود 200 میلیون سال بر مبنای مغز پستانداران اولیه تکامل یافته است، حدود 100 بیلیون نورون (سلول عصبی) دارد که فعالیت ها، ارتباطات و مسیرهای پیچیده بین آنها، اساس پردازش اطلاعات است؛ پردازشی که افکار و رفتار انسان را شکل می دهد. نورون ها، از نظر فیزیکی، شیمیایی و الکتریکی، ویژگی های گوناگونی دارند که با استفاده از روش های مطالعاتی گوناگون از جمله ثبت نورون، مطالعات حیوانی و روش های گوناگون تصویربرداری مغز مانند MRI و PET مورد بررسی قرار می گیرند. اینکه سلول‌های عصبی چگونه می‌توانند کارکردهای شناختی نظیر توجه، حافظه، ادراک، یادگیری، حل مسئله و … را انجام دهند، نیازمند توجه به کالبد زیستی مغز و مطالعه دقیق آن است (Gazzaniga, Ivry, and Mangun[6], 2013)

در این قسمت از نوشته، سیستم‌های اطلاعاتی عصب پایه بحث می‌شود. سیستم‌های اطلاعاتی یک رشته علمی است که طراحی، توسعه، استفاده و اثر فناوری اطلاعات را بررسی می‌کند. سامانه‌های اطلاعاتی عصب پایه، رشته‌ای در حیطه سیستم‌های اطلاعاتی است که از ابزارها و نظریه‌های علوم اعصاب و فیزیولوژی عصب برای فهم بهتر توسعه، پذیرش و اثر فناوری‌های اطلاعات و ارتباطات استفاده می کند. این رشته، موضوعاتی که فصل پژوهشی مشترک در سیستم های اطلاعاتی، علوم مغز و فیزیولوژی عصب هست را بررسی می کند. بخصوص، این رشته، مطالعات تجربی و مفهومی را افزون بر پژوهش های نظری و علم طراحی دربر می گیرد. پژوهش های این حوزه بر مبنای تمام انواع روش های علوم اعصاب و فیزیولوژی عصب صورت می‌پذیرد گستره‌ای از تکنیک ها نظیر تصویربرداری تشدید مغناطیسی عملکردی (fMRI)، الکتروانسفالوگرافی (EEG)، تحریک مغناطیسی مغز (TMS)، طیف نگاری مادون قرمز نزدیک (NIRS)، مطالعات اسیب مغزی، ژنتیک کمی و مولکولی، ارزیابی هورمن ها، پاسخ های برقی پوست، ضربان قلب، ردیابی چشم و الکترومیوگرافی(برق‌نگاری) ماهیچه صورت در این حیطه به کار می روند.

این رشته در سال 2007 پیدایش یافت و پیش از این توجه بسیاری را در بین متخصصان و دانشمندان بدست آورده بود. این حیطه دو هدف عمده دارد: توسعه نظریه های جدید برای پیش بینی دقیق رفتارهای مرتبط با فناوری اطلاعات، و طراحی محصولات فناوری اطلاعات جدید (قابل تطبیق عصبی، (neuro-adaptive) IT artifacts).

تحلیل متون موجود این حوزه نشان می دهد که همکاری ها اغلب موضوعات ذیل را پوشش می دهد، کاربست روش ها و ابزارهای علوم اعصاب و فیزیولوژی عصب برای مطالعه پذیرش فناوری، بار کاری ذهنی، طراحی وب، جهان مجازی، استرس فناوری، احساسات در تعامل انسان رایانه، تجارت الکترونیک، شبکه های اجتماعی، رفتار اطلاعاتی، اعتماد، امنیت فناوری اطلاعات، استفاده پذیری، نمادها(آواتار)، رابط های کاربر و موزیک، چند وظیفگی، حافظه، توجه، علم طراحی سیستم اطلاعاتی، خطر، فرایندهای دانشی، مدل سازی فرایند تجاری و سیستم های اقتصادی و تجاری. افزون بر آن، نمونه های نرم افزاری کاربرد سامانه های اطلاعاتی عصب پایه، که پیام های زیستی (مانند ای ای جی، رسانایی پوست، گشادی مردمک چشم) را به عنوان درونداد سیستم استفاده می کنند نیز یک موضوع هسته در این حوزه است و پژوهش های بسیاری در این حیطه معتقدند که موضوع سیستم های اطلاعاتی انطباقی عصبی(neuroadaptive information systems)، موردی است که پتانسیل قابل توجهی را از لحاظ نظری و عملی به همراه دارد.

بینش‌های پژوهشی این حیطه در آینده در مورد اثر متقابل بین بیولوژی عصبی و رشد، پذیرش و تأثیر فناوری‌های اطلاعات و ارتباطات به ما اطلاعاتی ارائه می‌کند. تمرکز عمده پژوهش‌های این حیطه از چشم‌انداز روش‌شناسی عبارت است از روش‌ها و طراحی پژوهش، گردآوری داده‌ها و تحلیل داده‌ها.

برای گردآوری داده‌های عصبی در حین استفاده از سیستم های اطلاعاتی، باید چارچوب مشخصی را در نظر گرفت. چارچوب انتخاب ابزار مناسب در این حیطه عبارت است از:

1. 1.آرایش تیم پژوهش
2. 2.تعریف هدف پژوهش
3. 3.توصیف جزئی تنظیمات مطالعه
4. 4.تعریف مشخصه های ابزار
5. 5.سیاهه تکوین داوطلب های بالقوه
6. 6.ارزیابی ابزار با استفاده از روش فرایند تحلیل سلسله مراتبی(AHP)

برای اینکه بتوان ارزیابی مناسبی از ابزار مورد استفاده در پژوهش‌های عصب پایه داشت استفاده از روش AHPتوصیه می‌شود. در این شیوه باید به پنج موضوع عمده در ارزیابی ابزار توجه کرد. این پنج مورد عبارتند از:

1. 1.دانش استفاده از ابزار (پیچیدگی استفاده از ابزار، پیچیدگی تحلیل داده ها)
2. 2.سوال پژوهش (سنجه های ممکن برای گردآوری، دقت زمانی)
3. 3.تنظیم آزمایش (عوامل مزاحم، شرایط استفاده)
4. 4.هزینه ها (کل هزینه خرید ابزارها، هزینه بسته تحلیل داده، هزینه مواد اضافی، هزینه های نگهداری)
5. 5.پشتیبانی فنی (امکان محک قبل از خرید، سطح پشتیبانی) (Davis et al[7] ., 2015)

آگاهی از موضوعات پژوهشی پرکاربرد در این حیطه در طرح‌ریزی پژوهش‌های آتی بسیار مفید خواهد بود. به همین دلیل چهار سازه عمده که در متون این حوزه شناسایی شده عبارتند از:

فرایندهای شناختی: پردازش اطلاعات، تلاش شناختی، حافظه کاری، چندوظیفگی، خودکارگی، عادت، زبدگی، شناخت فضایی و جریان.

فرایندهای هیجانی (احساسی): لذت/خوشی، رنجش، خوشحالی، غمگینی، هیجان، نفرت، ترس، عصبانیت، و پردازش احساسی.

پردازش های اجتماعی: شناخت اجتماعی، اعتماد، بدگمانی، همکاری، رقابت، نظریه ذهن، و قضاوت های اخلاقی.

فرایندهای تصمیم گیری: محسابه، عدم اطمینان، خطر، ابهام، فقدان، جوایز و منفعت، نیت ها، تمایل به تکلیف و تمایل به حرکت.

پژوهشگران در این رابطه، موضوعات و حوزه‌های پژوهشی را پیشنهاد کرده اند که در جدول ذیل به آن ها اشاره شده است:

حوزه های پژوهشی و موضوعات نمادین در حوزه سیستم های اطلاعاتی عصب پایه

حوزه پژوهشی	موضوعات نمادین
توسعه و استفاده از سیستم ها	تشویق پذیرش و استفاده از فناوری های انفرادی ارزیابی اضافه بار اطلاعات و شناختی تشویق دادوستند با مصرف کنندگان پیوسته
راهبرد سیستم اطلاعاتی و بروندادهای تجاری	توسعه راهبرد سیستم های اطلاعاتی ارتقاء طراحی سیستم های سازمانی ترویج بیطرفی فناورانه در سازمان ها
کار گروهی و پشتیبانی از تصمیم	ارتقاء همکاری گروهی پیوسته و پشتیبانی از تصمیم طراحی کمک های پیوسته آنلاین فهم و ساخت اعتماد پیوسته

پژوهش‌های این حوزه مانند تمام پژوهش‌های رشته های علمی آزمایشی به دنبال توصیف، توضیح، پیش بینی و طراحی هستند. به دلیل تأثیر رشته های مختلف در این حیطه، چهار سطح از تحلیل برای نتایج پژوهش‌ها قابل تصور است. سطح فردی، گروهی، سازمانی، و اجتماعی چهار سطح تحلیل این حیطه هستند. باید تأکید کرد که این چهار سطح تحلیل با هم مرتبط هستند به صورتی که هم سطوح پایین تر یعنی از سطح فردی تا اجتماعی و هم از سطوح بالا یعنی از جامعه به سوی افراد اثرات متقابل وجود دارد.

(Riedl and Léger[8] , 2016)

در نهایت باید اشاره کرد که در این رشته به طور کلی دو هدف عمده وجود دارد:

1. توسعه نظریه های جدید که پیش بینی دقیق از رفتارهای مرتبط با فناوری اطلاعات را امکان پذیر سازند

2. طراحی محصولات فناوری اطلاعاتی که متغیرهای اقتصادی و غیراقتصادی (مانند بهره وری، رضایت، پذیرش، رفاه) را تحت تأثیر قرار می دهند[9] .