علم چه می‌گوید؛ آیا مغز انسان «قدرت پیش‌بینی» دارد؟

پایگاه خبری تحلیلی افق میهن (ofoghmihan.ir):

پژوهشی که اخیراً در دانشکده حرکت شناسی و علوم بهداشتی دانشگاه یورک در کانادا انجام شده است، به کشف شگفت انگیزی در مورد «قابلیت پیش بینی مغز» دست یافته است.

این تحقیق که توسط پروفسور جاناتان مایکلز انجام شد، نشان داد که مغز انسان را می توان یک ماشین پیش بینی در نظر گرفت که دائماً مدل هایی از پیشرفت های آینده می سازد تا عملکرد بدن را بهینه کند و بدن را برای مقابله با رویدادها آماده کند.

یعنی مغز ما بخشی از زمان خود را صرف پیش بینی “آنچه ممکن است رخ دهد” می کند و این باعث می شود واکنش انسان به رویدادها سریعتر و موثرتر شود.

در واقع، تیم تحقیقاتی دریافتند که مغز انسان نه تنها به محرک های حرکتی واکنش نشان می دهد، بلکه می تواند به طور فعال اتفاقاتی را که قرار است در آینده رخ دهد، پیش بینی کند.

برای مثال، بخش‌هایی از مغز که سیستم حرکتی بدن را کنترل می‌کنند، منتظر نمی‌مانند تا کسی شما را هل دهد تا وارد عمل شود. بلکه قبل از اینکه اتفاق بیفتد، خود را در حالت «آماده باش» قرار می دهند تا واکنش نشان دهند.

مثال دیگر: تصور کنید سر کار هستید و یکی از همکارانتان ناگهان دستش را روی شانه شما می گذارد. واقعیت این است که حتی قبل از اینکه دست او به شانه شما برسد، عضلات گردن شما در حال بیدار شدن هستند و حتی قلب شما برای حرکت او آماده می شود. این کار “پیش بینی و آماده سازی” مغز است.

تحقیقات همچنین نشان داده است که در زندگی روزمره ما، زمانی که انتظار داریم اتفاقی بیفتد یا احتمال وقوع آن وجود داشته باشد، مغز ما از قبل بدون هیچ تلاش خاصی از سوی ما “آماده شده است”.

نتایج نشان داد که میلیون‌ها نورون و مدارهای حرکتی که در سراسر مغز پخش شده‌اند، منفعلانه منتظر سیگنال‌های حسی نیستند. در عوض، آنها به طور فعال چالش‌های بالقوه را پیش‌بینی می‌کنند و خود را برای پاسخگویی مؤثر به اختلالات پیکربندی می‌کنند.

در نهایت، به گفته پروفسور جاناتان مایکلز، “وقتی در جهان حرکت می کنیم، مغز ما نه تنها اعمالمان را برنامه ریزی می کند، بلکه برای شگفتی ها نیز آماده می شود”.

این کشف چگونه ممکن بود؟

برای درک این عملکرد مغز، تیم تحقیقاتی آزمایش هایی را با استفاده از یک ربات اسکلت بیرونی (Kinarm) انجام دادند. این ربات به بازوهای فرد متصل است و به محققان اجازه می دهد حرکات دست و بازو و همچنین نحوه هماهنگی و کنترل حرکات و عملکردهای شناختی مربوط به حرکت را در شرایط مختلف بررسی کنند.

در این آزمایش شرکت کنندگان بر روی یک صندلی ثابت می نشستند و بازوی آنها به این ربات متصل می شد. این دستگاه به گونه ای طراحی شده بود که می توانست به طور غیرمنتظره ای بازوی فرد را در جهات مختلف حرکت دهد.

در برخی آزمایش‌ها، شرکت‌کنندگان از قبل می‌دانستند که حرکت بعدی احتمالاً کدام جهت خواهد بود (مثلاً حرکت به سمت راست)، و در برخی آزمایش‌ها نمی‌دانستند و حرکت کاملاً تصادفی بود.

نتایج نشان داد زمانی که شرکت کنندگان از جهت احتمالی حرکت آگاه بودند، فعالیت عصبی در قشر حرکتی مغز و سیگنال های عضلانی قبل از شروع حرکت افزایش یافت. به عبارت دیگر، حتی قبل از اینکه نیروی خارجی بازو را به حرکت درآورد، مغز و بدن از قبل خود را آماده می‌کنند تا در همان جهت پاسخ دهند.

این تحقیق همچنین از فناوری پیشرفته نوروپیکسل استفاده کرد که امکان ثبت همزمان فعالیت هزاران نورون را فراهم کرد و بینشی بی‌سابقه از مدارهای حرکتی مغز ارائه کرد.

این تحقیق بار دیگر این فرضیه را ثابت کرد که مغز سیستم حرکتی بدن را بر اساس مدل های پیش بینی شده محیط تنظیم می کند. به عبارت دیگر، سیستم حرکتی ما «منتظر محرک» نمی ماند، بلکه بر اساس تجربیات و احتمالات قبلی، اتفاقاتی را که در آینده خواهد افتاد نتیجه می گیرد و بدن را برای آن آماده می کند.

این کشف کاربردهای زیادی دارد. از جمله، می تواند درک دانشمندان را از اختلالاتی مانند پارکینسون و اسکیزوفرنی، که در آن عملکرد پیش بینی مغز مختل می شود، بهبود بخشد.

این کشف همچنین به دانشمندان کمک می‌کند تا رویکردهای نوآورانه‌ای برای توانبخشی پس از سکته مغزی و آسیب‌های عصبی حرکتی طراحی کنند و به بیماران کمک کند تا عملکرد حرکتی را به طور مؤثرتری بازیابی کنند. به عبارت دیگر، آنها می توانند راهی برای کمک به مغز در “پیش بینی” و واکنش بهتر طراحی کنند.

این یافته ها همچنین می تواند به توسعه رابط های مغز و کامپیوتر کمک کند.

منبع: یورونیوز