كيف تخبرنا أدمغتنا عندما يحدث خطأ ما؟

حدد فريق من علماء الأعصاب في جامعة نيويورك فئة من الخلايا العصبية، يطلق عليها «خلايا عصبية خطأ التنبؤ»، التي لا تستجيب للأصوات بشكل عام، ولكنها تستجيب فقط عندما تنتهك الأصوات التوقعات.

ترسل هذه الخلايا رسالة إلى الدماغ مفادها أن الخطأ قد حدث، وفق ما ذكرته صحيفة ميديكال إكسبريس.

الخلايا المسؤولة عن الخطأ

وقال ديفيد شنايدر، الأستاذ المساعد في مركز العلوم العصبية بجامعة نيويورك والمؤلف الرئيسي للدراسة، إن «الأدمغة رائعة في اكتشاف ما يحدث في العالم، لكنها أفضل في إخبارك ما إذا كان ما حدث متوقعًا أم لا».

وأضاف: «لقد وجدنا أن هناك خلايا عصبية محددة في الدماغ لا تخبرك بما حدث، بل تخبرك بدلًا من ذلك بما حدث من خطأ».

وقال مؤلفو البحث إن النتائج يمكن أن تساعد في إلقاء الضوء بشكل أفضل على عملية التعلم، وتحديد الأسباب الكامنة وراء بعض الآلام، وتحديد القدرات المتعلقة بالصوت.

يقول نيكولاس أوديت، زميل ما بعد الدكتوراه في مركز العلوم العصبية بجامعة نيويورك، والمؤلف الرئيسي للدراسة: «قد تكون مثل هذه الخلايا العصبية حيوية في تعلم كيفية التحدث أو كيفية العزف على آلة موسيقية».

وأضاف شنايدر: «يتضمن كلا السلوكين الكثير من التجربة والخطأ، والكثير من الأخطاء، والكثير من التعلم من الأخطاء».

غالبا ما يكون للسلوكيات عواقب حسية يمكن التنبؤ بها، وعلى سبيل المثال، عند إغلاق باب السيارة، نتوقع سماع «ضربة» متوقعة في مرحلة معينة من حركة ذراعنا.

لا تقتصر على البشر

ولا تقتصر هذه السلوكيات على البشر، إذ يمكن للقرود والفئران والحيوانات الأخرى أن تتعلم التنبؤ بالصوت الذي ستصدره الحركة ومتى سيحدث هذا الصوت.

وقد أظهرت الأبحاث السابقة أنه في أدمغة البشر والحيوانات الأخرى، يكون للخلايا العصبية استجابات مهمة عندما ينتهك الصوت توقعات الحيوان، واستجابات أضعف عندما يتطابق الصوت مع التوقعات، ولكن لم يكن من الواضح ما إذا كانت هناك خلايا عصبية لها وظيفة واحدة فقط، وهي الإشارة عندما يكون الصوت غير متوقع.

للإجابة على هذا السؤال، اعتمد شنايدر وأوديت على عملهما السابق، الذي كشف كيف يميز الدماغ بين الأصوات الصحيحة والخاطئة.

وفي دراسة JNeurosci الجديدة، درسوا الاستجابات لدى الفئران من خلال سلسلة من التجارب ومن خلال عزل نشاط الخلايا العصبية.

وفي التجارب، سمعت الفئران صوتا معينا بعد الضغط على رافعة، وقد تم ذلك بشكل متكرر، حتى ربطوا هذا الصوت عند الضغط، بعد ذلك عدل الباحثون الأصوات التي سمعتها الفئران عند القيام بالضغطات اللاحقة، وهي طريقة مصممة لتقليد الأصوات غير المتوقعة التي يسمعها البشر عند ارتكاب الأخطاء.

وجد العلماء أن العديد من الخلايا العصبية لدى الفئران «الخلايا العصبية لخطأ التنبؤ» كانت صامتة، ما يعني أنها لم تنتج إشارات يمكن استخدامها من قبل أجزاء أخرى من الدماغ، باستثناء عندما قامت الفئران بحركة وسمعت شيئًا غير متوقع.

وبشكل أكثر تحديدًا، وجدوا أن الخلايا العصبية الفردية المسؤولة عن خطأ التنبؤ في القشرة السمعية لدى الفئران لم ترسل الإشارة فقط عندما يحدث خطأ ما، ولكنها أشارت أيضًا إلى الخطأ الذي حدث.

على سبيل المثال، في كل مرة يكون فيها الصوت هادئًا جدا، يتم تنشيط مجموعة واحدة من الخلايا العصبية الخاصة بخطأ التنبؤ.

ومع ذلك، عندما كان الصوت بالحجم المتوقع ولكنه جاء متأخرًا جدا، كانت مجموعة مختلفة تمامًا من الخلايا العصبية ذات خطأ التنبؤ نشطة.

يوضح شنايدر أنه «عندما تصدر حركة ما صوتا غير متوقع، فإنها يمكن أن تنتهك توقعاتنا بعدة طرق مختلفة»، مضيفا أن «خلايا عصبية مختلفة تنشط عندما تصدر الحركة صوتا هادئا للغاية، وتنشط خلايا عصبية أخرى عندما تصدر الحركة صوتًا خاطئًا».