تقوم الفئران بتحريك شعيراتها بسرعة حوالي ثماني مرات في الثانية، وبالتالي تشعر بما يحيط بها.
إن الحاسة الرئيسية التي تستخدمها الفئران ليست مألوفة على الإطلاق لدى البشر: فهي تحرك شعيرات شواربها بسرعة - حوالي ثماني مرات في الثانية، وبالتالي تستشعر ما يحيط بها. هل يمكن للبشر أيضًا أن يتعلموا الإحساس بهذه الطريقة؟ وما الذي يمكن تعلمه من هذا عن عملية الاستشعار الطبيعية للإنسان؟ وفي دراسة أجراها علماء في معهد وايزمان للعلوم، تم ربط "شعيرات الشارب" المصنوعة من البلاستيك بأصابع الأشخاص، الذين طلب منهم أداء مهمة توجيهية بسيطة. وتقدم نتائج الدراسة، التي نشرت مؤخرا في المجلة العلمية Journal of Neuroscience، رؤى جديدة حول كيفية تعلم الدماغ لاستخدام حاسة جديدة وغير مألوفة، ومبادئ "الاستشعار النشط"، الذي يتم من خلال الحركة. وبالإضافة إلى ذلك، فإنها قد تساعد في تطوير وسائل وتقنيات فعالة للمكفوفين.
في التجربة التي خطط لها فريق العلماء، والذي ضم الدكتور آفي صايغ، والدكتور غورين غوردون وإلداد آسا من مجموعة البروفيسور إيهود أحيشر والدكتور عاموس أريئيلي، وجميعهم من قسم البيولوجيا العصبية، طُلب من الأشخاص الجلوس على كرسي وأعينهم مغطاة. تم ربط "شعيرات" رفيعة ومرنة بطول 30 سم بإصبعي السبابة - في اليد اليمنى واليد اليسرى - وتم في قاعدتها تركيب مقياس موضع ومقياس قوة. أمام الأشخاص، على جانبي الكرسي، تم وضع عمودين، تم وضع أحدهما خلف الآخر قليلاً، وطُلب من الأشخاص استخدام "شعيرات" لتحديد أي من العمودين هو الظهر. إذا تمكن الموضوع من الإجابة بشكل صحيح، قام العلماء بتقليص الفجوة، وكرر الموضوع المهمة.
بالفعل في التجربة الأولى، أظهر الأشخاص نجاحًا مثيرًا للإعجاب: فقد تمكنوا من تحديد العمود الخلفي بشكل صحيح بفارق يصل إلى ثمانية سم فقط. وكشف فحص البيانات أن الإستراتيجية التي استخدموها لأداء المهمة كانت تتمثل في تحويل المعلومات المكانية إلى معلومات مرتبطة بالزمن: فقد تحركوا إلى الأمام بأيديهم الملتصقة بـ "الشعيرات" بشكل طبيعي، والفرق بين الوقت "الشعيرات" الواحدة. واجه الصفحة ووقت "الشعر الخشن" " اصطدم به الثاني، وهو الذي سمح لهم بتحديد العمود الذي كان في الخلف.
في اليوم التالي، كرر العلماء التجربة، ووجدوا أن الأشخاص قد تحسنوا بشكل كبير: انخفض الفارق في تحديد الهوية الصحيحة من ثمانية سم إلى ثلاثة فقط، وتمكن بعض الأشخاص من الإجابة بشكل صحيح حتى عندما كان الفارق واحدًا فقط سم. كان العامل الرئيسي في التحسن هو التغيرات في الوظيفة الحركية (الحركة): في اليوم الثاني، تحسن التنسيق في حركة يدي الأشخاص، وبالإضافة إلى ذلك، تغيرت سرعتهم. وكانت النتيجة المثيرة للاهتمام هي أن قدرة الأشخاص على التعرف على الفجوات الزمنية ظلت ثابتة في يومي التجربة. إن إبطاء سرعة حركة العقارب يعني أن فارق التوقيت يشير إلى اختلافات موضعية أصغر. بمعنى آخر، وجد المشاركون طريقة لتحسين الدقة الإدراكية دون تغيير الدقة الحسية.
الدكتور صايغ: "معظم الحواس تتعلق بنشاط العضلات: مقلة العين، أطراف الأصابع. وأكثر من ذلك، فإن عملية الاستشعار هي عملية نشطة، على سبيل المثال، لتشعر بملمس القماش عليك أن تحرك إصبعك فوقه، وللرؤية فإن العين في حركة مستمرة. تظهر هذه الدراسة أن التغيرات في حركة العضلات وحدها يمكن أن تزيد من حدة الإدراك الحسي، دون تغييرات في معالجة المعلومات الحسية في الدماغ.
وقام العلماء بإنشاء نموذج إحصائي يصف كيفية قيام الأشخاص بتحديث "صورتهم عن العالم" طوال التجربة متتبعين المعلومات الحسية التي تصل إليهم، حتى يصلوا إلى درجة كافية من الثقة فيما يتعلق بموضع الأعمدة. تمكن النموذج من شرح عدد التكرارات المطلوبة للموضوع حتى أعطى إجابة. بالإضافة إلى ذلك، حدد العلماء مبادئ الحركة التي أدت إلى الإجابة بالطريقة الأكثر دقة: في كل محاولة لوضع الصفحات التي تم اختبارها، تحول الأشخاص تدريجيًا من الحركات الطويلة والممتدة إلى الحركات القصيرة، بحيث يتدفق تدفق المعلومات الواردة ( أي أن كمية المعلومات لكل وحدة زمنية) ظلت ثابتة. يقول الدكتور جوردون: "تم إجراء التجربة بطريقة محكمة للغاية، مع إمكانية الوصول الكامل إلى جميع المتغيرات: باستخدام أجهزة قياس الموقع والقوة، ومراقبة الأشخاص، وتقاريرهم". "كل هذا جعل من الممكن مطابقة النظرية بشكل جيد مع البيانات التجريبية، والحصول على بيانات دقيقة حول كيفية إجراء الاستشعار النشط."
وتقدم نتائج البحث رؤى جديدة حول الطريقة التي يدرك بها الدماغ العالم من حوله، والطريقة التي يتعلم بها تنشيط حاسة جديدة. بالإضافة إلى ذلك، يشيرون إلى احتمال أن يكون التحسن الفوري في الإدراك عند تعلم حاسة جديدة هو تحسن حركي، مما يؤدي إلى استراتيجيات حركة أكثر كفاءة. مثل هذه الاستراتيجيات الحركية قد تساعد المكفوفين، الذين يتعين عليهم أن يتعلموا استخدام حاسة اللمس - بالإضافة إلى الوسائل المساعدة المختلفة المرتبطة بها - كبديل لحاسة البصر.
يقول البروفيسور أهيشر: "تعتمد الرؤية واللمس على صفائف من المستقبلات التي تفحص العالم الخارجي بشكل فعال. ويكشف البحث الحالي عن عدة مبادئ أساسية للاستشعار النشط، ويظهر أن تنشيط حاسة اصطناعية جديدة بطريقة "طبيعية" تمكن من مستوى جيد من الاستشعار." ويضيف الدكتور أريلي: "رؤيتنا هي السماح للمكفوفين "بالرؤية" من خلال أطراف أصابعهم بطريقة طبيعية وفعالة، وذلك باستخدام كاميرات صغيرة تقوم بتحويل الصورة عن طريق التحفيز الميكانيكي".
