كيف يتعلم الدماغ التعامل مع المفاجآت؟

بالنسبة للأطفال، العالم مليء بالمفاجآت، من ناحية أخرى، من الصعب جدًا مفاجأة البالغين، وهناك عمليات معقدة وراء هذا الوضع الذي يبدو واضحًا ومباشرًا.

استخدم الباحثون في جامعة بازل الفئران لفك تشفير كيفية تطور ردود الفعل تجاه ما هو غير متوقع في الدماغ المتنامي.

يحب الأطفال لعب لعبة «بيكابو»، ويستمرون في التفاعل حتى عند الظهور المفاجئ العاشر لشريكهم في اللعبة.

يعد التعرف على ما هو غير متوقع قدرة معرفية مهمة.

بعد كل شيء، الجديد يمكن أن يعني أيضا خطورة.

طريقة معالجة المفاجآت في الدماغ

ومع ذلك، فإن الطريقة الدقيقة التي تتم بها معالجة المفاجآت في الدماغ تتغير مع نمونا: يتم تصنيف المحفزات غير العادية بسرعة أكبر على أنها مهمة أو غير مثيرة للاهتمام، وتكون أقل إثارة للدهشة بشكل ملحوظ في المرة الثانية والثالثة التي تظهر فيها، وفقا لما تمر نشره في موقع ميديكال إكسبريس.

إن هذه الكفاءة المتزايدة منطقية تمامًا: فقد تجذب المحفزات الجديدة انتباهنا، ولكنها لا تسبب رد فعل قويًا غير ضروري يكلفنا الطاقة.

في حين أن هذا قد يبدو تافهًا في البداية، إلا أنه لم يكن هناك سوى القليل جدًا من الأبحاث حول هذه الحقيقة في سياق نمو الدماغ.

بدأت الآن التجارب التي أجراها فريق بحث البروفيسور تانيا بركات على الفئران الصغيرة في فك رموز كيفية معالجة الدماغ النامي للأصوات المفاجئة وما الذي يتغير مع تقدمنا ​​في السن.

وقد نشر الباحثون نتائجهم في مجلة Science Advances.

أصوات غريبة

استخدم الباحثون في تجاربهم تسلسلات من الأصوات سُمعت فيها نغمة مختلفة على فترات غير منتظمة بين سلسلة من النغمات المتطابقة.

وفي الوقت نفسه، سجلوا موجات دماغ الحيوانات.

تُعرف هذه العملية باسم «النموذج الغريب»، ويستخدمها المتخصصون في مجال الصحة لأغراض مثل تشخيص مرض انفصام الشخصية.

وباستخدام هذه القياسات، تمكن الباحثون من فهم كيفية تطور تفاعل مناطق الدماغ المختلفة مع تغير النغمة مع مرور الوقت لدى الفئران الصغيرة.

كان هذا التفاعل في البداية قويًا جدًا، لكنه انخفض مع نضوج منطقة الدماغ ذات الصلة، إلى مستوى مماثل لمستوى القياسات في الحيوانات البالغة.

ومع ذلك، لا يحدث هذا التطور في وقت واحد في مناطق الدماغ المختلفة التي تعالج الصوت.

كانت المنطقة المعروفة باسم الركام السفلي، والتي تقع في بداية المسار من العصب السمعي إلى القشرة السمعية، ناضجة تمامًا في الحيوانات في عمر 20 يومًا، وهي أقرب نقطة زمنية درسها الفريق.

الموقع الثاني، المهاد السمعي، أظهر فقط رد فعل "بالغ" تجاه النغمة المختلفة عند عمر 30 يومًا.

استغرق التطور في القشرة الدماغية نفسها، «القشرة السمعية الأولية»، وقتًا أطول، حتى اليوم 50.، وهكذا يبدأ تطور رد الفعل المفاجئ في المحيط وينتهي في القشرة الدماغية، كما تقول قائدة الدراسة تانيا بركات، وبالتالي فإن القشرة الدماغية تنضج في وقت متأخر أكثر مما كان متوقعًا، ففي السنوات البشرية، يعادل هذا تقريبًا أوائل العشرينات.

لا تطوير بدون خبرة

ولاحظ الباحثون أيضًا أن التجارب تلعب دورًا رئيسيًا في تطور الاستجابة المفاجئة في القشرة الدماغية.

إذا تمت تربية الفئران في بيئة محايدة للضوضاء، فإن معالجة الأصوات غير المتوقعة في القشرة السمعية تتأخر بشكل كبير.

أحد التفسيرات المحتملة لذلك هو أن الدماغ - والقشرة الدماغية على وجه الخصوص - يشكل صورة داخلية للعالم أثناء النمو، والتي يقارنها بعد ذلك بالمحفزات الخارجية. أي شيء لا يتوافق مع هذه «النظرة العالمية» يعد بمثابة مفاجأة، ولكنه قد يؤدي أيضًا إلى التحديث.

يقول عالم الأعصاب بركات: «بدون خبرة في الأصوات، فإن القشرة الدماغية لدى هذه الفئران غير قادرة على تطوير مثل هذا النموذج للعالم».

ونتيجة لذلك، يصبح الحيوان غير قادر على تصنيف الأصوات بشكل صحيح إلى «مألوف» و«غير متوقع».