یاسر رودی: فیزیکدانی که مغز را با زبان ریاضیات میخواند
22 اردیبهشت · · خواندن 7 دقیقه
یاسر رودی، متولد ۱۳۶۰ در تهران، از همان کودکی شیفته ریاضیات و فیزیک بود و این علاقه را تا تحصیل در دبیرستان نمونه البرز و دانشگاه صنعتی شریف ادامه داد. مسیر زندگی او با آشنایی با پژوهشهای مغز در دورهٔ کارشناسی تغییر کرد و او را به سوی علوم اعصاب کشاند. پس از دریافت دکتری از SISSA ایتالیا، در مراکز علمی معتبر اروپا به پژوهش پرداخت تا آنکه در سال ۲۰۱۵ جایزه معتبر اریک کندل را دریافت کرد. پژوهشهای بینرشتهای او، بهویژه همکاری با برندگان نوبل، نقشی کلیدی در کشف ساختارهای شبکهای مغز و عملکردهای حافظه داشته است. امروزه، او با ترکیب فیزیک سیستمهای بینظم و تحلیل توپولوژیک، مرزهای درک ما از مغز و هوش مصنوعی را گسترش میدهد و نشان میدهد که چگونه پرسشهای مرزی، مسیر علم را به سوی افقهای تازه میگشایند.
وقتی یاسر رودی از مغز حرف میزند، از معادلات حرف میزند. از سیستمهای بینظم. از توپولوژی. از چیزهایی که برای بسیاری از ما، حتی تصورش هم دشوار است. اما برای او، مغز یک معمای فیزیکی است؛ معمایی که حلّش، کلید فهمیدن هوش، حافظه، و شاید حتّی آگاهی است.
او در سیوچهارسالگی، در فهرست ده دانشمند برتر آیندهٔ جهان قرار گرفت. در سیوسهسالگی، جایزهٔ اریک کندل را گرفت. و امروز، استاد دانشگاه کینگز لندن است؛ جایی که دارد مرزهای شناخت ما از مغز را جابهجا میکند.
تهران، شریف، و جرقهای که مسیر را تغییر داد
یاسر رودی در آخرین ماه تابستان ۱۳۶۰، در تهران به دنیا آمد. کودکی پرشور و پرجنبوجوش در محلههای پایتخت. از همان سالهای نخست مدرسه، عشق او به ریاضیات و فیزیک آشکار بود. دورۀ دبیرستان را در مدرسۀ نمونۀ دولتی البرز گذراند؛ همان دبیرستان افسانهای که بسیاری از نخبگان ایران از آن برخاستهاند.
دانشگاه صنعتی شریف، ایستگاه بعدی بود. در دانشکدۀ فیزیک شریف، قرار بود همه چیز طبق برنامه پیش برود: کارشناسی، کارشناسی ارشد، و بعد دکتری فیزیک. امّا یک استاد، مسیر زندگی او را برای همیشه تغییر داد. استادی که او را با مغز و شبکههای عصبی آشنا کرد. یاسر که تا آن روز فیزیک را در قالب ذرّات و میدانها میشناخت، ناگهان با جهان تازهای روبهرو شد: میلیاردها نورون که با هم در تعاملاند، اطّلاعات را پردازش میکنند، نقشه میسازند، و تصمیم میگیرند.
همان جرقه کافی بود. او که تا دبیرستان عاشق ریاضیات بود و در کنکور سراسری جزو برترینها، تصمیم گرفت فیزیک را به خدمت فهم مغز درآورد. مدرک کارشناسیاش را در سال ۱۳۷۹ با نمرات عالی گرفت و به جمع نخبگان ملّی کشور پیوست. کارشناسی ارشد را نیز در دانشگاه شریف، در دو سال به پایان رساند.
از تریسته تا تروندهایم: سفر به قلب علوم اعصاب
پس از شریف، نوبت به اروپا رسید. او برای دکتری به SISSA (مدرسۀ بینالمللی مطالعات پیشرفته) در شهر تریستهٔ ایتالیا رفت و در سال ۲۰۰۵، دکترای خود را گرفت. سپس مسیرش از لندن و کالج دانشگاهی لندن گذشت، از استکهلم و مؤسّسۀ نوردیتا (مؤسّسۀ نوردیک برای فیزیک نظری)، و حتّی از مؤسّسۀ مطالعات پیشرفته در پرینستون.
در سال ۲۰۱۰، به مؤسّسۀ کاولی برای علوم اعصاب سیستمها در دانشگاه علم و فناوری نروژ (NTNU) در تروندهایم پیوست. همان جایی که دو غول علوم اعصاب جهان، ادوارد موزر و میبریت موزر - برندگان نوبل پزشکی ۲۰۱۴ - در آن کار میکردند. و این همکاری، به یکی از پرثمرترین فصلهای زندگی علمی او تبدیل شد.
سلّولهای شبکهای و نوبلیستها
در سال ۲۰۱۳، تیم تحقیقاتی یاسر رودی دو مقاله در مجلّۀ Nature Neuroscience منتشر کرد که جزئیات پیچیدهای از نحوۀ عملکرد «سلّولهای شبکهای» (Grid Cells) را آشکار میساخت. این سلّولها، نورونهای تخصّصیافتهای در قشر انتورینال مغز پستانداران هستند که همچون یک سیستم GPS داخلی عمل میکنند و به موجودات زنده امکان میدهند موقعیت خود را در فضا درک کنند و محیط پیرامون را ناوبری نمایند.
رودی و همکارانش نشان دادند که این سلّولها چگونه نقشههای ذهنی خود را میسازند، چگونه سیگنالهای هیپوکمپ آنها را تحت تأثیر قرار میدهد، و چگونه جفتسلّولهای شبکهای، رفتار یکدیگر را مهار میکنند. این یافتهها، درک ما را از اساس نورونی ناوبری فضایی و حافظه، متحوّل کرد.
پروفسور ادوارد موزر، برندهٔ نوبل، دربارۀ او گفت: «یاسر رودی یکی از معدود محققان جوان در سطح بینالمللی است که هم در زمینۀ علم اعصاب و هم در زمینۀ فیزیک نظری فعّالیت میکند. او با ایجاد فعّالیتهای مشترک، نقش بهسزایی در تأثیرپذیری این دو رشته از یکدیگر بر عهده دارد.»
و پروفسور میبریت موزر افزود: «نکتۀ جالب در مورد یاسر، توانایی او در توضیح محاسبات ذهنی با استفاده از قوانین پایهای فیزیک است؛ خصیصهای که ممکن است حتّی در مورد مواد غیر جاندار نیز صادق باشد.»
جایزهٔ اریک کندل و فهرست ده نفر برتر جهان
در سال ۲۰۱۵، یاسر رودی در سیوسهسالگی، جایزهٔ اریک کندل را دریافت کرد؛ معتبرترین جایزهٔ علوم اعصاب برای محققان جوان در اروپا. اریک کندل، خود برندهٔ نوبل فیزیولوژی ۲۰۰۰ و یکی از بزرگترین دانشمندان علوم اعصاب تاریخ است. جایزهای که به نام او اعطا میشود، تنها به دانشمندانی تعلّق میگیرد که آیندهٔ این رشته را میسازند.
همان سال، نشریّۀ علمی معتبر Science News، نام یاسر رودی را در فهرست ده دانشمند برتر آیندهٔ جهان قرار داد؛ فهرستی که نوابغ جوانی را معرّفی میکند که دارند جهان را تغییر میدهند.
او همچنین جایزهٔ محقق برتر جوان آکادمی علوم نروژ را دریافت کرده و عضو انجمن سلطنتی علوم و ادبیّات نروژ است.
از بینظمی معنا بساز: فیزیک سیستمهای پیچیده
امّا کار اصلی رودی چیست؟ پاسخ را میشود در یک جمله خلاصه کرد: او از دل بینظمی، معنا استخراج میکند.
مغز ما در هر لحظه، با سیلی از اطّلاعات بمباران میشود: صداها، رنگها، شکلها، حرکتها. امّا ما فقط به بخش کوچکی از این اطّلاعات توجّه میکنیم. مغز بلد است چطور اطّلاعات مرتبط را انتخاب کند و نویز را نادیده بگیرد. این فرایند، یک مسئلۀ فیزیکی است. یک مسئلۀ پردازش اطّلاعات در محیطی آشفته و پر از سیگنال.
رودی از نظریّۀ اطّلاعات، مکانیک آماری، و فیزیک سیستمهای بینظم استفاده میکند تا بفهمد مغز چطور این کار را انجام میدهد. او مدلهای ریاضی میسازد که نشان میدهند نورونها چگونه با هم همکاری میکنند، چگونه اطّلاعات را کدگذاری مینمایند، و چگونه از دل نویز، الگوهای معنادار بیرون میکشند.
یکی از پژوهشهای اخیر او، بررسی «توپولوژی حلقوی سلّولهای شبکهای» است. تیم او نشان داد که فعّالیت جمعیّت سلّولهای شبکهای، روی یک مَنیفلد چنبرهای (حلقوی) زندگی میکند. این یعنی مغز، برای ناوبری فضایی، از ساختارهای ریاضی بسیار پیشرفتهای استفاده میکند که پیش از این تصوّرش هم نمیشد. و جالبتر اینجاست که نوسانات عصبی - همان ریتمهای مغزی - نقشی حیاتی در ظهور این توپولوژی چنبرهای دارند.
کاوش در مغز و ماشین
رودی فقط به مغز زیستی فکر نمیکند. او به ماشینها هم میاندیشد. پژوهشهای او روی ماشینهای بولتزمن محدود (Restricted Boltzmann Machines) و مدلهای یادگیری ماشین، پلی است میان علوم اعصاب و هوش مصنوعی. او میخواهد بفهمد مغز چطور یاد میگیرد، تا شاید روزی بتواند ماشینهایی بسازد که به همان شیوه یاد بگیرند.
در سال ۲۰۲۴، تیم او مقالۀ مهمّی دربارۀ «کیفیّت و پیچیدگی مدلهای حداکثر آنتروپی جفتی برای جمعیّتهای بزرگ قشری» منتشر کرد. این پژوهش، ابزارهای آماری جدیدی برای تحلیل فعّالیت همزمان هزاران نورون فراهم میکند.
در سال ۲۰۲۵ نیز، مقالۀ «نقش نوسانات در توپولوژی چنبرهای سلّولهای شبکهای» در ژورنال PLoS Computational Biology منتشر شد که یکی از پیشرفتهترین تحلیلهای توپولوژیک از دادههای عصبی تا به امروز است.
استاد کینگز لندن: فصل تازه
در سالهای اخیر، یاسر رودی به دانشکدۀ ریاضی کینگز لندن پیوسته است؛ بهعنوان استاد سیستمهای بینظم. او اکنون در یکی از معتبرترین دانشگاههای جهان، گروهی را رهبری میکند که در خطِّ مقدم پژوهش در مکانیک آماری سیستمهای بینظم و پیچیده قرار دارد.
او در مصاحبهای، مسیر شغلیاش را «سفری اریب به درون ریاضیات و فیزیک نظری» توصیف کرد. و چه سفر پرباری بوده است: از تهران تا تریسته، از استکهلم تا پرینستون، از تروندهایم تا لندن. هر ایستگاه، یک فصل تازه. هر فصل، یک کشف.
چرا یاسر رودی مهم است؟
زیرا او یکی از نادر کسانی است که میتواند میان دو جهان - فیزیک نظری و علوم اعصاب - پل بزند. در عصری که تخصّصها روزبهروز باریکتر میشوند، او ایستاده تا نشان دهد که بزرگترین کشفها، در مرز میان رشتهها رخ میدهند. در مرز میان معادلۀ شرودینگر و شبکۀ نورونهای هیپوکمپ. در مرز میان آنتروپی و آگاهی.
پروفسور ادوارد موزر، نوبلیست، شاید بهترین جمعبندی را از کار او ارائه داده باشد: «یاسر یکی از معدود افرادی است که هم در جامعۀ علوم اعصاب و هم در جامعۀ فیزیک نظری، به یک اندازه در خانه است.»
و این دقیقاً همان جایی است که آیندهٔ علم رقم میخورد: در خانهٔ کسانی که مرزها را به رسمیّت نمیشناسند.