كيف يختزل الدماغ عالمنا الصاخب

احصل على آخر الأخبار في بريدك الوارد.

منشور مستقل تحريريًا بدعم من مؤسسة سيمونز (Simons Foundation).

اكتب مصطلح(مصطلحات) البحث واضغط إدخال

• حفظ المقال اقرأ لاحقًا اقرأ لاحقًا

في كل لحظة من حياتنا، تغمر أجسادنا إشارات حسية. تصطدم الفوتونات بشبكية أعيننا. وتتصادم موجات الهواء المضغوط مع طبلة آذاننا. وترتبط الجزيئات المتطايرة بالمستقبلات في فتحتي أنفنا، وتغمر المواد الكيميائية براعم التذوق لدينا. وينشّط الضغط والحرارة النهايات العصبية في جلدنا. ونحن قادرون على التنقل في هذا السيل بفضل قيام الدماغ بكمية هائلة من ضغط البيانات. ومن خلال عملية تُعرف بالتصنيف، يحوّل الدماغ العالم الفوضوي والصاخب والغني بالمعلومات إلى أشياء وأشخاص ومفاهيم وعواطف يمكننا فهمها والتصرف بناءً عليها على مستوى التجربة.

في الرؤية التقليدية لعلوم الأعصاب، يحدث التصنيف في نهاية المعالجة الحسية. يستقبل الدماغ التفاصيل الحسية بشكل سلبي، ثم يفك تشفير ميزاتها ويطابقها مع القوالب المخزنة في الذاكرة، تمامًا كالموظف الذي يتصفح خزانة ملفات عصبية. لكن هذا النهج في التصنيف يواجه صعوبة في تفسير المرونة الهائلة في طريقة تخصيصنا للملصقات لخصائص العالم. ففي يوم صافٍ في شارع مفتوح، يكون صوت النقر الإيقاعي المفاجئ هو صوت حمامة تقلع، ولكن عندما نسير في زقاق خافت الإضاءة ليلًا، يكون نفس الصوت هو صوت خطوات غريب. كيف يمكن للدماغ تصنيف مجموعات متشابهة من الإشارات الحسية بطرق مختلفة جذريًا لمواقف مختلفة؟

قدم اثنان من أبرز علماء الأعصاب في العالم فهمًا محدثًا لوظيفة الدماغ وبنيته لهذه المسألة. ففي صفحات مجلة "Nature Reviews Neuroscience"، تعاونت ليزا فيلدمن باريت (Lisa Feldman Barrett)، التي تدرس علم نفس وعلم أعصاب العاطفة في جامعة نورث إيسترن (Northeastern University)، وإيرل ميلر (Earl Miller)، الذي يدرس كيفية قيام الدماغ بالسلوك الموجه نحو الأهداف في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (Massachusetts Institute of Technology)، على رؤية جديدة للتصنيف. ويصفان كيف يعيد الدماغ بناء فئاته باستمرار لحظة بلحظة، ليس فقط بناءً على الحواس والذاكرة، بل أيضًا بناءً على الاحتياجات الفسيولوجية الفورية للجسم.

في صميم إطارهما يكمن فهم غير بديهي. فبينما قد يكون لدينا انطباع بأن فئاتنا تعكس واقعًا موضوعيًا، يجادل الباحثان بأن الدماغ يسقط الفئات على العالم استجابةً لاحتياجات بقاء الجسم. وحتى قبل أن ندرك انطباعاتنا الحسية، يكون الدماغ قد أعد الجسم بالفعل للتصرف بطرق تحافظ على الموارد الطاقوية التي تغذي أنظمتنا الفسيولوجية. وبهذه الطريقة، فإن تنبؤات الدماغ - بدلًا من التأثيرات التراكمية للمعلومات الحسية - هي التي تشكل وتحد في النهاية كيفية تصنيفنا للأشياء وميزات العالم.

قال لويز بيسوا (Luiz Pessoa)، عالم الأعصاب من جامعة ميريلاند (University of Maryland)، إن إطار الثنائي يمثل "منظورًا جديدًا للتصنيف". وأضاف أن فكرتهما عن "الحفاظ على القيود الطاقوية للحياة كأساس لكيفية بناء فئاتنا" هي "مهمة جدًا للمتابعة".

الجديد أيضًا في إطار باريت وميلر هو الفرضية القائلة بأن التصنيف لا يحدث في منطقة معينة من الدماغ، بل عبر العضو بأكمله وما بعده. وقد جادلا بأنه لفهم كيفية تكوين الكائنات الحية للفئات، يجب على علماء الأعصاب النظر في جميع أنحاء الجهاز العصبي، من الرأس إلى أخمص القدمين.

لسنوات عديدة، كان عالما الأعصاب المؤثران هذان في نفس الفلك، لكنهما لم يتعاونا بشكل مباشر قط.

يقيس ميلر (Miller) الأنماط الكهربائية عالية المستوى في الدماغ لفهم أفضل للآليات التي تدفع نموذجًا للحوسبة العصبية يُعرف بـ "الترميز التنبؤي" (predictive coding). وينظر الترميز التنبؤي إلى إدراكاتنا على أنها نتاج لتنبؤات الدماغ، بدلًا من مشهد مبني من إشارات حسية يستقبلها بشكل سلبي.

عادةً، إذا كنا نختبر مشهدًا حسيًا عاديًا (كالاسترخاء في المنزل، على سبيل المثال) دون أي معلومات جديدة، يولد الدماغ إشارات تنبؤية حول البيئة (تُعرف بإشارات التغذية الراجعة) التي ستهيمن على الإشارات الحسية الواردة (أو "التغذية الأمامية"). ولكن إذا حدث شيء غير متوقع - حدث ينحرف عن النموذج التنبؤي - فإن الإشارات الحسية الأمامية، كتلك التي تصل إلى القشرة البصرية، تتعارض مع إشارات التغذية الراجعة التنبؤية. ويخلق هذا الاختلاف أخطاء التنبؤ. وعندما تنتهك الإشارات الحسية نموذجك التنبؤي، قد تدخل الوعي كتجربة شعورية مفاجئة.

قال ميلر: "يتعين على دماغك أن يصدر تنبؤات باستمرار حول ما سيحدث في الثواني القليلة التالية لأنه يجب عليه تصفية معظم المعلومات الحسية الواردة. لا يمكنه معالجة كل شيء، لذلك فهو يبحث أساسًا عن الأشياء التي لا تتطابق مع التنبؤات لأنها أكثر إفادة".

في عملها، طبقت باريت هذه الأفكار حول التنبؤ والاستباق على فهمنا النظري للعواطف. ويعتبر مفهوم التوازن الشامل (allostasis) أساسيًا في عملها: كيف ينظم الكائن الحي استخدامه للطاقة بشكل تنبؤي. وفي رأيها، تشبه فئات العواطف - كالخوف والسعادة والغضب - "خطط عمل" تنبؤية يولدها الجهاز العصبي لتنشيط سلوكيات خدمتْنَا جيدًا من قبل. على سبيل المثال، قد تشير حالة جسدية متوترة، مع ارتفاع معدل ضربات القلب، وسرعة التنفس، وتوتر العضلات، في سياق مطاردة كلب، إلى فئة العاطفة "الخوف" لتفعيل سلوكيات معينة واستخدام مواردنا الطاقوية للقتال أو الهروب. تقليديًا، كان يُعتقد أن العواطف مبرمجة سلفًا في دوائر محددة موجودة منذ الولادة. وقد ساعدت باريت في إظهار أننا نبني الفئات العاطفية فيما يتعلق بالإشارات القادمة من داخل الجسم ومن السياق الخارجي على حد سواء.

في عام 2025، تواصلت باريت مع ميلر لترى ما إذا كان مهتمًا بجمع أفكارهما معًا لإنشاء إطار عمل جديد للتصنيف - إطار يتجاوز نموذج خزانة الملفات ليشمل أفكارهما حول التنبؤ والتوازن الشامل. وقالت: "حتى العلماء اللامعون حقًا يمكن أن يتأثروا أحيانًا بالتفكير التقليدي، والذي قد يكون من الصعب تجاوزه. لقد فهم ما كنت أقوله على الفور". لذا سألته عما إذا كان يرغب في كتابة ورقة بحثية معًا. فأجاب ميلر بالإيجاب.

قال ميلر: "في مناقشاتنا، أصبح من الواضح أننا من نفس الطينة. ما أحبه في ليزا هو أنها تفكر دائمًا من منظور الصورة الكبيرة... كلانا لا يخشى قول أشياء تتعارض مع الطريقة القياسية للنظر إلى الأمور."

كحيوانات، مهمتنا هي البقاء على قيد الحياة عبر التغيير - في البيئات التي نعيش فيها، وفي أجسادنا أيضًا. ولأن لدينا طاقة ووقتًا وموارد حاسوبية محدودة، فإن فهم كل تفصيل من كل موقف أمر مستحيل. وهذا يعني أنه يجب علينا اتخاذ طرق مختصرة للبقاء على قيد الحياة.

هنا يأتي دور الفئات. قالت باريت: "الفئة هي حدث تُعامَل فيه أشياء مختلفة على أنها متشابهة أو متكافئة في موقف معين". قد تكون الفئات أساسية مثل "طعام" أو "تهديد" أو "شريك". يمتلك البشر قدرة ملحوظة على تكوين فئات أكثر تفصيلاً، بما في ذلك الفئات المجردة للغاية: قم بزيارة قسم الفلسفة لتسمع عن فئات مثل "العدالة" و"الحقيقة" و"الجمال".

قالت باريت إن وظيفة التصنيف هي استخدام التجارب السابقة التي تشبه موقفًا جديدًا لتنفيذ سلوكيات تحافظ على عمل أنظمتنا الجسدية. قد تُعرَّف فئة "التفاح" من خلال السمات الفيزيائية - ناعمة، مستديرة، حمراء، بحجم الكف - ولكنها تتضمن أيضًا مجموعة من السياسات السلوكية لكيفية تفاعلنا معها: "جيدة للأكل" أو "تُرمى عندما تكون فاسدة".

قال تيموثي بوشمان (Timothy Buschman)، عالم الأعصاب من جامعة برينستون (Princeton University): "النقطة المهمة في التصنيف هي أنك تفعل كل ذلك لغرض ما. سبب التصنيف هو دعم المهمة الحالية. فمهما كان ما تريده أو أيًا كان الموقف الذي أنت فيه، فإنك تصنف شيئًا ما وفقًا للمعنى الذي يحمله لك."

ولكن كيف تتكون الفئات؟ وفقًا للرؤية التقليدية، تبني تجاربنا مع مرور الوقت قائمة عامة من السمات لتشكيل فئة مثل "قطة" يمكننا استخدامها للتمييز بين المخلوقات الفروية. وبهذا النموذج، نأخذ المعلومات الحسية ونقلصها لتتناسب مع الميزات التصنيفية في ذاكرتنا: "أوه، هناك هذا الشيء الذي يشبه الذيل؛ وله آذان، وله فرو - الآن لقد اكتشفت كل هذه الميزات،" اقترح ميلر. "الآن أستفسر من بنوك ذاكرتي: أوه، إنها قطة."

ومع ذلك، في رؤية باريت وميلر، يستخدم الدماغ ذكريات المواقف الماضية المشابهة للتنبؤ بمجموعة من السلوكيات المناسبة للموقف الجديد قبل أن تحدد الحواس فئة تقليدية.

تخيل أنك تسير وتشعر بحكة في ساقك. إذا كنت في مكان آمن وهادئ، فستستمر دون التفكير في هذا الإحساس مرة أخرى. ولكن لنفترض أنك تسير عبر عشب طويل في مكان غير مألوف؛ فدقات قلبك وتنفسك أسرع من المعتاد. تشعر بالتوتر لأن دماغك قد خصص مواردًا لجسمك بشكل تنبؤي للهروب من أي تهديدات محتملة. وبشعورك بالتوتر، تكون قد أُعدِدت لافتراض أن الحكة هي تهديد محتمل - لدغة حشرة أو، ما هو أسوأ، ثعبان.

في كلتا الحالتين، الإحساس بالحكة هو نفسه، لكن الدماغ يصنفه بطرق مختلفة تمامًا. إن حقيقة أن مجموعة أوسع بكثير من الإشارات - البيئية والجسدية - تؤثر على كيفية تشكيلنا للفئات يمهد الطريق لإطار عمل باريت وميلر الجديد.

ويستند اقتراحهما إلى سنوات من الأبحاث التشريحية والكهروفسيولوجية وتصوير الدماغ من مختبراتهما وغيرها. لقد بنوا حجة مفادها أن التصنيف هو أداة تنبؤية مستمرة توجه بها الأجهزة العصبية السلوك للحفاظ على حياة الكائن الحي.

بعض أدلتهم على المستوى العصبي. ويستشهدون بأبحاث تظهر كيف أن ترابط الدماغ مُهيكل لتفضيل الإشارات التنبؤية على الإشارات الحسية. على سبيل المثال، هناك عدد أكبر بكثير من الوصلات بين الخلايا العصبية التي تسهل تدفق التغذية الراجعة للإشارات المتولدة داخليًا مقارنةً بتلك التي تتعامل مع إشارات التغذية الأمامية التي تنشأ من حواسنا. حتى داخل القشرة البصرية، 90% من الوصلات المشبكية تسهل إشارات التغذية الراجعة. وهذا يشير إلى أن الدماغ مُهيكل للتنبؤ بالفئات والإدراكات والسلوكيات، وليس للتصنيف كرد فعل للمثيرات.

من جانب التغذية الأمامية، يصف المؤلفون كيف تخضع الدوائر التي تحمل المعلومات الحسية لضغط مكثف وهي تتجه أعمق في الدماغ. وتصادف العديد من الخلايا العصبية الصغيرة المكتظة بكثافة ولكنها قليلة الاتصال، وتتقلص إشاراتها عبر عدد أقل من الخلايا العصبية الأكبر والأفضل اتصالًا. وبالتحرك على طول هذا التدرج، تصبح الإشارات الحسية مجردة للغاية - وتصل في النهاية إلى مناطق تكاملية، تنسق المعلومات من الحواس والذاكرة والجسم لتوجيه السلوك.

ثم يستفيد المؤلفون من العمل الكهربائي الفسيولوجي من مختبر ميلر لإظهار كيفية تفاعل إشارات التغذية الراجعة والأمامية. في نظرة مكبرة للدماغ، تحمل الموجات المتنقلة، التي تمثل نشاط العديد من الخلايا العصبية، معلومات حول الأهداف والخطط والحالة الطاقوية للجسم. ثم تصادف هذه الموجات وتتحد مع غيرها التي تحمل معلومات من الحواس.

وفقًا لباريت وميلر، يمكن أن يبدأ التفاعل بين موجات المعلومات المتتالية عبر الدماغ في تفسير كيف يمكن تصنيف نفس المجموعة من الإشارات الحسية الخارجية بشكل مختلف في مواقف مختلفة. إذا كنت منهكًا وجائعًا، فإن التفاحة المتكدمة والمفرطة النضج تُصنف على أنها طعام شديد الحاجة إليه. وإذا كنت مرتاحًا وشبعانًا طاقويًا، فهي قطعة فاكهة دون المستوى تُتجاهل.

قالت ساندرا رينرت (Sandra Reinert) من كلية لندن الجامعية (University College London)، التي درست التصنيف لدى القوارض: "حالتنا الداخلية لا تقل أهمية، إن لم تكن أكثر، عن المدخلات الحسية بالنسبة لنا. من البديهي تمامًا أن نرى كيف يعيد السياق الداخلي رسم قواعدنا [لكيفية تشكيلنا للفئة]."

يعد المكون المركزي لإطار عمل باريت وميلر هو منشأ الإشارات التنبؤية في الدماغ. في معظم الأدبيات العصبية حول التصنيف البصري، تُعتبر المناطق التكاملية من القشرة (الواقعة على السطح الخارجي للدماغ) مصدر التوقعات التنبؤية. وقال بيسوا: "هما [باريت وميلر] يقومان بخطوة مختلفة. إنهما يعتبران اللب الحوفي (limbic core) مصدر هذه الإشارات التنبؤية."

يشمل اللب الحوفي تراكيب عميقة في الدماغ تجمع الإشارات التي تحمل معلومات من الجسم والحواس والذاكرة والوظائف المعرفية عالية المستوى. وهذه الشبكة التكاملية قريبة ومتصلة بشدة بمنطقة ما تحت المهاد (hypothalamus)، وهي جزء قديم من الدماغ يراقب الوظائف الجسدية الأساسية، مثل درجة حرارة الجسم ومعدل ضربات القلب والجوع.

ولأن منطقة ما تحت المهاد (hypothalamus) تساعد في إبلاغ القشرة الدماغية - الطبقة المطوية الخارجية للدماغ، والتي تشارك في الإدراك عالي المستوى مثل التحكم التنفيذي - حول الحالة الطاقوية للجسم، افترض المؤلفون أن اللب الحوفي (limbic core) يسهل قدرة الدماغ على توقع احتياجات الجسم من الطاقة.

اللب الحوفي هو حيث تتقاطع الملخصات الأكثر ضغطًا للإشارات الداخلية والخارجية. يمكنك تخيل الجهاز العصبي مُهيكلًا كقمعين، على شكل ربطة عنق، يلتقيان عند أضيق نقطة لهما - اللب الحوفي، نقطة الضغط الأعلى. فتمامًا كما تُضغط المعلومات البصرية وهي تنتقل عبر القشرة البصرية وأعمق في الدماغ، تُضغط الإشارات الفسيولوجية وهي تنتقل من الجسم صعودًا عبر العصب المبهم وإلى الدماغ. ثم تصل إلى اللب الحوفي، حيث يتم دمجها مع المعلومات الحسية المضغوطة. معًا، تولد هذه الإشارات فئة مناسبة والسلوك المرتبط بها.

اعتمادًا على الفئة - فئة بصرية مثل "التفاح"، أو فئة مجردة مثل "العدالة"، أو فئة عاطفية مثل "الرهبة" - فإن تفاعل إشارات التغذية الراجعة التنبؤية مع الإشارات المضغوطة الـ