القصة التي تدخل الدماغ: ما يحدث في الرأس أثناء التواصل بين الناس

البروفيسور أوري حسون، برينستون: دماغ المستمع الذي يستمع للقصة يصبح مشابهًا جدًا لعقل الراوية أثناء سردها للقصة

ربما يكون العقل البشري هو أروع آلة موجودة على الإطلاق. فهو، مثل دماغ الحيوانات، قادر على ترجمة العديد من المحفزات الفيزيائية والكيميائية بسرعة إلى تجميع صورة مفصلة للعالم. وفوق ذلك فهو قادر على أن يتذكر في غمضة عين ذكريات أحداث وقعت منذ سنوات أو ثواني مضت، كما أنه قادر على وضع خطط طويلة المدى والتنبؤ بالأحداث المستقبلية. لقد فك رموز الأحداث التي حدثت منذ ملايين السنين وقام ببناء سفن فضائية تطير على بعد مليارات الكيلومترات. لقد كتب العقل البشري مقطوعات موسيقية رائعة، وابتكر النظرية النسبية، وفك رموز بنية المادة، ووجد علاجات للعديد من الأمراض. في مجال واحد فقط من مجالات البحث، كان متخلفًا كثيرًا عن الركب - بحثه الخاص. بالمقارنة مع مجالات المعرفة الأخرى، لا يزال العقل البشري أرضًا مجهولة إلى حد كبير. الباحثون على دراية بتشريح الدماغ، والذي يمكن دراسته أيضًا على الجثث، لكنهم ما زالوا يعرفون القليل جدًا عن العمليات التي تحدث في دماغ الشخص الحي. ومن خلال الأدوات المحدودة المتاحة للعلم، من الممكن الحصول على فكرة عامة جدًا عن نشاط الدماغ. على سبيل المثال، نحن نعرف تقريبًا ما هي المناطق المسؤولة عن الوظائف المختلفة، مثل التعلم أو التعرف على الوجوه أو الكلام، لكن فهمنا لا يزال قليلًا جدًا حول آليات عمل وظائف الدماغ مثل الذاكرة أو معالجة المعلومات أو العواطف، وليس أذكر الأخطاء التي تحدث في الدماغ في سلسلة طويلة جدًا من الاضطرابات، من الفصام إلى التوحد.

معقدة وعميقة

الدماغ عبارة عن نسيج متشابك يتكون من عشرات المليارات من الخلايا العصبية. تحتوي الخلايا على جزء يشبه الشجرة، يمكن لكل فرع من فروعه الاتصال بخلية أخرى، بحيث يمكن لكل خلية أن تشكل شبكة معلومات تضم مئات أو حتى آلاف الخلايا الأخرى. ويقدر عدد الروابط بين خلايا الدماغ بأكثر من 100 تريليون (مليون مليون)، ويكاد يكون مستوى تعقيد النظام لا يمكن تصوره. عندما تعمل خلية الدماغ، فإنها تنتج إشارة كهربائية، أو سلسلة معينة من الإشارات، التي تنتقل إلى الخلايا الأخرى، عن طريق الوسائل الكهربائية أو الكيميائية.
إحدى الطرق لمحاولة فهم كيفية عمل الدماغ هي قياس النشاط الكهربائي. بالفعل في القرن التاسع عشر، اكتشف الباحثون أنه من الممكن قياس الموجات خارج الدماغ التي تعكس نشاطه الكهربائي. على مر السنين، تم تحسين القياس وتم تشخيص عدة أنواع من الموجات، ولكن هذه الطريقة، المعروفة باسم EEG (ElectroEncephaloGram) لها بعض القيود الملحوظة. أولا، إنها غير حساسة للغاية، ولا يمكن وصفها إلا بمناطق كبيرة جدا من الدماغ. ثانيًا، من الطبيعي أن يعكس بشكل أساسي ما يحدث في المناطق الخارجية من الدماغ، وليس في الأجزاء الداخلية، أو في المناطق التي لا يسمح اتجاهها بالنسبة للجمجمة بقياس الموجات بشكل فعال. تطوير أكثر تقدمًا للطريقة، بما في ذلك لصق أقطاب كهربائية في الدماغ لقياس النشاط الكهربائي في مناطق معينة. تعتبر هذه الطريقة أكثر دقة وحساسية، لكن الأقطاب الكهربائية رفيعة جدًا، ولا تزال كبيرة بالنسبة لخلايا الدماغ، وهي قادرة في أحسن الأحوال على قياس نشاط آلاف الخلايا، وليس الخلايا المفردة. تنطوي هذه الطريقة أيضًا على صعوبة منهجية معينة: يُظهر دماغ معظم الناس بعض الإحجام عن فكرة إشعال الأقطاب الكهربائية فيه. وحتى إذا تم التغلب على هذا التردد، فهناك خوف من أن يؤدي مجرد لصق القطب إلى إتلاف منطقة معينة، أو التأثير على وظيفتها، وبالتالي فإن القدرة على استخدام هذه الطريقة للبحث محدودة للغاية. وهناك مشكلة أساسية أخرى في دراسة الدماغ: يحاول العلماء فهم كيفية عمله حقًا، لكن الوضع الذي يرتدي فيه الشخص خوذة لقياس الموجات، أو أن الأقطاب الكهربائية عالقة في رأسه، لا يعكس ذلك حقًا واقع معظم الناس: إن الوضع غير الطبيعي تمامًا يضعف بالفعل بشكل كبير قدرة الباحثين على محاولة فهم النشاط الطبيعي للدماغ باستخدام هذه الأساليب.

للمراقبة من الخارج

أحد التطورات التي أعطت دفعة حقيقية لأبحاث الدماغ هو التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. وبما أن جسم الإنسان يتكون في معظمه من الماء، وهو الهيدروجين والأكسجين، فإنه يحتوي على وفرة هائلة من ذرات الهيدروجين. وفي الحالة الطبيعية، تدور هذه الذرات حول نفسها بحرية. ومع ذلك، عندما تضعها بين المغناطيس، فإنها تتحاذى أمام المجال المغناطيسي. إذا تم تطبيق الإشعاع عليها بشكل عمودي على اتجاه المجال، على سبيل المثال موجات الراديو، فإنها تتسبب في تغيير اتجاهها، وفي هذه العملية تنبعث منها الطاقة. يمكن قياس هذا الانبعاث باستخدام أجهزة الكشف، وتقاطع كل قياس مع شدة الإشعاع، وإنشاء خريطة للنواة بمساعدة الكمبيوتر - أي معرفة أين يوجد المزيد من الماء، وأين يوجد ماء أقل. وبما أن كل نوع من الأنسجة (الدم، العضلات، الدهون، إلخ) يحتوي على تركيزات مختلفة من الماء، فمن الممكن إنشاء صورة للأنسجة الرخوة بهذه الطريقة، دون اختراق الجسم، ودون استخدام الإشعاعات الضارة (موجات الراديو هي إشعاع ضعيف نسبيا، وغير خطير). لاحقاً، تم تحسين الجهاز بحيث يدور المغناطيس حول الجسم ويتيح تصوير مقاطع أو طبقات من الجسم، وتجميع (بمساعدة الكمبيوتر بالطبع) صورة مفصلة ثنائية أو ثلاثية الأبعاد صورة. تسمى هذه الأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، وقد أصبحت أداة مركزية في التشخيص الطبي، وخاصة ما يحدث في الدماغ. في العقدين الماضيين، ظهر التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، أو الرنين المغناطيسي الوظيفي باختصار، إلى العالم. وهنا، تم إضافة نظام يقيس تركيز ذرات الأكسجين، وبشكل رئيسي في جزيئات الهيموجلوبين، التي تحمل الأكسجين في خلايا الدم الحمراء، إلى نظام التصوير العادي. وبالتالي فإن هذا الجهاز قادر على قياس الأماكن التي يوجد فيها زيادة في تدفق الدم في الدماغ، مما يشير بشكل غير مباشر إلى زيادة النشاط الكهربائي. كما أن التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بعيد جدًا عن الدقة على المستوى الخلوي، لكن قدرته على قياس النشاط داخل الدماغ، حتى في الطبقات العميقة، دون الحاجة إلى الاختراق وفي حين أن الشخص قادر على العمل دون انقطاع تقريبًا، قد عزز العلماء. القدرة على دراسة تعقيدات الدماغ.

اقتران والتفاهم

وحتى مع التحسن في القدرة على القياس، لا يزال الدماغ نظامًا معقدًا للغاية، حيث يصعب جدًا عزل متغيرات معينة واختبارها فقط. لذلك، يفضل معظم الباحثين حتى الآن التجارب البسيطة نسبيًا، على أمل فك رموز العمليات الأساسية أولاً. على سبيل المثال، يتم قياس الوظيفة عندما يرى الشخص صورة قطة، أو ينطق كلمة قطة، ويتحقق من مناطق الدماغ التي تتفاعل. لذلك، على الرغم من أن الشخص واعي ويعمل بشكل صحيح، إلا أن الاختبار بعيد جدًا عما يحدث في العالم الحقيقي.

ولدراسة موقف أكثر واقعية، قررت مجموعة بحثية في قسم علم النفس وأبحاث الدماغ بجامعة برينستون فحص ما يحدث في الدماغ عندما يروي الشخص قصة. دخلت الطالبة البحثية لورين سيلبرت إلى جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، وسجلت نفسها وهي تتحدث عن أحداث يومها، بينما قام الباحثون، بقيادة البروفيسور أوري هاسون، بفحص وظائف المخ. وكانت النتيجة مفاجئة. وفي السابق، اعتقد الباحثون أنه في مثل هذه الحالة سيتم تنشيط منطقة محدودة فقط من الدماغ الأيسر، وبشكل أساسي المنطقة المسؤولة عن الوظيفة الحركية للأحبال الصوتية. يقول هاسون: "لقد اكتشفنا أنه يتم تنشيط شبكة عصبية أوسع بكثير، على جانبي الدماغ، والتي تشمل مناطق مرتبطة باللغة والعديد من الوظائف الأخرى". في الخطوة التالية، فحص الباحثون ما يحدث في دماغ الشخص الذي يسمع قصة لورين: قاموا بتشغيل التسجيلات على أشخاص آخرين كانوا مستلقين على جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، وقاموا بقياس وظائف أدمغتهم. بعد ذلك، تم طرح أسئلة على المشاركين حول محتوى القصة للتحقق من مدى فهمهم لها. "ولقد اكتشفنا لدهشتنا أن دماغ المستمعة التي تستمع للقصة أصبح يشبه إلى حد كبير عقل الراوية أثناء سردها للقصة. أي أن نفس المناطق تبدأ العمل في نفس الأوقات"، يوضح حسون. "هناك نوع من الاقتران بين العقول، ورأينا أنه كلما كان هذا الاقتران أقوى، كلما كان المستمع يفهم القصة بشكل أفضل."

مجال بحثي واسع

نُشرت الدراسة التي أجراها حسون وزملاؤه هذا الأسبوع في الأكاديمية الأمريكية للعلوم PNAS (رابط المقال البحثي - في أسفل الصفحة). ونظرًا لأنه يتعامل مع محفزات حقيقية، وفي موقف قريب نسبيًا من الواقع، فقد يكون له عواقب بعيدة المدى، على الرغم من أنه في الوقت الحالي مجرد علم أساسي، وليس بحثًا تطبيقيًا. يقول حسون: "من الممكن، على سبيل المثال، قياس مدى نجاح المعلم في إيصال المادة إلى طلابه، أو مدى تأثير الخطاب السياسي على الجمهور المستهدف". "بالإضافة إلى ذلك، يمكننا التحقق من حالات عدم الاتصال، ومحاولة التحقق من أسباب هذا الفشل." تطبيق آخر للنظام التجريبي قد يكون في فهم الاضطرابات السريرية مثل مرض التوحد، والتي تتجلى في ضعف قدرة دماغ المريض على التواصل مع الأدمغة الأخرى.

يقول حسون: "حتى الآن، كنا نحقق بشكل أساسي في موقف مونولوج". "شخص واحد يتحدث والآخر يستمع. في الخطوة التالية، نريد اختبار موقف أكثر واقعية للحوار، أي شخص يتحدث ويستمع في نفس الوقت. لدينا جهازان للتصوير بالرنين المغناطيسي متصلان ببعضهما البعض، ونريد اختبار مثل هذه المواقف وقياس ما يحدث في أدمغة الأشخاص". وفي السنوات المقبلة، يعتزم هاسون تعميق البحث في اتجاهات أخرى. ويخلص إلى القول: "نريد التحقيق في عمليات الديناميكيات بين العقول، وما الذي يسبب الفهم الأفضل أو الأقل، واضطرابات التواصل، والاضطرابات السريرية". "هناك مجال بحثي واسع هنا سيشغلنا ويشغل مجموعات البحث التي ستنضم إلينا لسنوات عديدة قادمة."

إلى المقال الموجود على مدونة إيتاي نيبو "الضوء الصغير" - الضغط على زر مكبر الصوت سيسمح لك بالاستماع إلى المقابلة مع البروفيسور حسون على برنامج "الميكروسكوب"

الورقة البحثية في مجلة PNAS

وفي نفس الموضوع على موقع العلوم
"الهدف هو فهم كيفية عمل الدماغ والاستخلاص من ذلك أيضًا رؤى في مجالات أخرى"
شريحة تحاكي الدماغ