اشتراک
زیست‌شناسی علوم اعصاب

کشف دانشمندان درباره سازگاری مغز با تغییرات ناگهانی قوانین

در یک نگاه چکیدهٔ خودکار موتور هوش مصنوعی افق آبی

پژوهشگران دانشگاه آیووا در مطالعه‌ای جدید، مکانیسم عملکرد «قشر پیش‌آهی-ساقی» مغز را هنگام مواجهه با تغییرات ناگهانی قوانین و شرایط محیطی بررسی کردند. این ناحیه از مغز به عنوان یک مرکز اطلاعاتی، مسئولیت هماهنگ‌سازی پاسخ‌های رفتاری را بر عهده دارد و به فرد کمک می‌کند تا در موقعیت‌های پیچیده، تصمیمات درستی اتخاذ کند. دانشمندان با استفاده از تصویربرداری مغزی (fMRI) و مدل‌سازی محاسباتی، دریافتند که این شبکه عصبی نه تنها در شرایط دشوار فعال می‌شود، بلکه به صورت پویا نحوه ارتباط خود با سایر بخش‌های مغز را بر اساس نیاز به اطلاعات در هر مرحله از تصمیم‌گیری تغییر می‌دهد. در آزمایش انجام‌شده، ۳۸ شرکت‌کننده پس از یادگیری ارتباطات خاص بین محرک‌ها و پاسخ‌ها، با تغییر قوانین بازی مواجه شدند که منجر به ایجاد عدم قطعیت شد. نتایج نشان داد که قشر پیش‌آهی-ساقی با دریافت اطلاعات ناقص و احتمالا نامطمئن از نواحی مختلف مغز، آن‌ها را وزن‌دهی کرده و با ترکیب در یک تصویر منسجم، سایر بخش‌های مغز را برای اتخاذ بهترین پاسخ هدایت می‌کند. این فرآیند «یکپارچه‌سازی اطلاعات»، کلید اصلی در تطبیق رفتار با تغییرات محیطی است. یافته‌های این پژوهش، بینش‌های ارزشمندی درباره اختلالات نورولوژیک و روان‌پزشکی فراهم می‌کند؛ به طوری که دانشمندان معتقدند مشکلاتی نظیر ناتوانی در کنترل تکانه‌ها در اختلال ADHD یا دشواری در تنظیم رفتار اجتماعی، ممکن است ناشی از نقص در همین فرآیند یکپارچه‌سازی اطلاعات در مغز باشد. این دستاورد می‌تواند راهگشای درک بهتر و درمان بیماری‌های مرتبط با ناتوانی در تنظیم رفتار باشد.

ذهن نابغه، هوش، رشد مغز، سازگاری
دانشمندان کشف کرده‌اند که مرکز اطلاعاتی مغز چگونه الگوهای ارتباطی خود را به سرعت تغییر می‌دهد وقتی عدم قطعیت قوانین را دگرگون می‌کند.
شاتر استوک

پژوهش جدید نشان می‌دهد که چگونه قشر پیش‌آهی-ساقی جریان اطلاعات را مدیریت کرده و پاسخ‌ها را هدایت می‌کند.

قشر پیش‌آهی-ساقی، که به عنوان مرکز اطلاعاتی مغز شناخته می‌شود، به هماهنگ‌سازی پاسخ‌ها هنگام تغییر شرایط کمک می‌کند. برای مثال، هنگام رانندگی، مغز باید از مسیر به یادمانده و مهارت‌های لازم برای کنترل خودرو استفاده کند، در حالی که همزمان باید به بسته بودن خیابان یا تغییر ترافیک نیز واکنش نشان دهد.

پژوهشگران دانشگاه آیووا بررسی کردند که این شبکه از نواحی مغزی چگونه تصمیم‌گیری‌هایی را که در آن‌ها اطلاعات قبلاً آموخته شده دیگر پاسخ صحیح را ارائه نمی‌دهد، مدیریت می‌کند. آن‌ها با ترکیب تصویربرداری مغز و مدل‌سازی محاسباتی، ردیابی کردند که ارتباط این شبکه با سایر سیستم‌های مغزی چگونه با تلاش افراد برای یافتن راه حل تغییر می‌کند.

«به جای اینکه صرفاً در تکالیف دشوار فعال‌تر شوند، مشاهده کردیم که این شبکه چگونه به صورت پویا نحوه ارتباط خود را با سایر نواحی مغز بر اساس نیاز به اطلاعات در هر مرحله از تصمیم‌گیری تغییر می‌دهد»، به گفته کی هوانگ، استاد انجمن در بخش علوم روان‌شناختی و مغزی و نویسنده مسئول مطالعه.

ردیابی عدم قطعیت توسط قشر پیش‌آهی-ساقی
پژوهشگران دانشگاه آیووا عملکرد مرکز اطلاعاتی مغز، موسوم به قشر پیش‌آهی-ساقی را تشریح کرده‌اند. مناطق رنگی در این تصویر، نواحی پیش‌آهی-ساقی را نشان می‌دهند که عدم قطعیت را هنگام مواجهه شرکت‌کنندگان با تغییرات در ارتباطات قبلاً آموخته شده ردیابی می‌کنند.
آزمایشگاه کی هوانگ، دانشگاه آیووا

وقتی پاسخ درست، غلط می‌شود

در آزمایش‌ها ۳۸ شرکت‌کننده با سنین ۱۸ تا ۳۵ سال شرکت کردند که یاد گرفتند ترکیباتی از رنگ‌ها، چهره‌ها و صحنه‌ها را با پاسخ‌های خاص مرتبط کنند. هر ترکیب نیازمند فشار دادن دکمه‌ای با انگشت اشاره یا میانی یکی از دست‌ها بود.

پس از اینکه شرکت‌کنندگان این ارتباطات را آموختند، پژوهشگران جفت‌سازی‌ها را تغییر دادند. اکنون پاسخ صحیح مستلزم یادگیری یک ارتباط جدید بین آنچه روی صفحه ظاهر می‌شد و دست و انگشت مورد استفاده بود.

کی هوانگ
کی هوانگ، استاد انجمن در بخش علوم روان‌شناختی و مغزی دانشگاه آیووا.
کی هوانگ، دانشگاه آیووا

«اگر همیشه درست انجام دهند، می‌دانند که ارتباط صحیح را برقرار کرده‌اند، اما به محض شروع اشتباه، مجبور به حدس زدن می‌شوند: "آیا زمینه تغییر کرده است یا من رنگ را واضح ندیدم؟" این امر عدم قطعیت ایجاد می‌کند»، هوانگ اظهار داشت.

این عدم قطعیت به تیم اجازه داد تا بررسی کند که قشر پیش‌آهی-ساقی چگونه با سایر سیستم‌های مغزی متصل می‌شود. پژوهشگران از داده‌های تجربی و اسکن‌های fMRI، که تغییرات مرتبط با فعالیت مغز را اندازه‌گیری می‌کنند، استفاده کردند تا مدلی محاسباتی بسازند که سیگنال‌های متمایز از نواحی مختلف مغز را جدا کند.

«مطالعه ما با جزئیات بیشتر نشان می‌دهد که قشر پیش‌آهی-ساقی چگونه عمل می‌کند؛ چه نوع اطلاعاتی را از سایر سیستم‌ها استخراج می‌کند و چگونه از الگوی اتصال خود برای یکپارچه‌سازی اطلاعاتی که از نواحی مختلف مغز وارد می‌شود، استفاده می‌کند»، هوانگ گفت. «این مشارکت اصلی است.»

استفانی لیچ، نویسنده اول مطالعه و دانشجوی سال ششم تحصیلات تکمیلی در آزمایشگاه هوانگ، در طراحی پروژه کمک کرد، آزمایش‌های حضوری را رهبری نمود و در نگارش نسخه خطی نقش مشترک داشت.

«داشتن فرصت برای انجام این تحقیقات بسیار ارزشمند بوده است زیرا به من امکان داده تا در پاسخ به سوالات درباره جذاب‌ترین، مرموزترین و پیچیده‌ترین سیستمی که می‌شناسیم – یعنی مغز انسان – مشارکت کنم»، لیچ بیان داشت.

ترکیب سیگنال‌های ناقص برای هدایت رفتار

دانشمندان علوم اعصاب مدت‌هاست می‌دانند که قشر پیش‌آهی-ساقی با انتخاب سیگنال‌های مرتبط با تکلیف و کنار گذاشتن سایرین، به هدایت تصمیم‌گیری کمک می‌کند. تیم هوانگ این فرآیند را در مطالعه‌ای که در سال ۲۰۲۵ منتشر شد بررسی کرد و دریافت که این شبکه خلاصه‌ای سطح بالا و به‌طور مداوم به‌روز شده از اطلاعات سایر نواحی مغز تولید می‌کند. این شبکه سیگنال‌هایی که ممکن است ناقص یا نامطمئن باشند را وزن‌دهی کرده، آن‌ها را در یک تصویر منسجم ترکیب می‌کند و سایر نواحی مغز را برای پاسخ‌دهی هدایت می‌نماید.

«این شبیه به جایی است که سایر نواحی مغز تمام اطلاعات را ندارند، بنابراین آنچه دارند را برای راهنمایی به قشر پیش‌آهی-ساقی ارسال می‌کنند»، هوانگ توضیح داد.

آزمایش‌های جدیدتر انعطاف‌پذیری این ترتیب را هنگام مواجهه شرکت‌کنندگان با قوانین متغیر بررسی کردند. یافته‌ها ممکن است به پژوهشگران کمک کند تا نحوه تفاوت تبادل اطلاعات در اختلالات نورولوژیک و روان‌پزشکی، از جمله اختلال نقص توجه/بیش‌فعالی (ADHD) و اسکیزوفرنی را بررسی کنند.

کاربردهای احتمالی شامل درک دلایلی است که چرا مردم گاهی در تطبیق رفتار خود با محیط، مانند صحبت کردن با صدای بلند در کتابخانه، یا کنترل تکانه‌ها، که اغلب در ADHD رخ می‌دهد، دچار مشکل می‌شوند.

«این‌ها موقعیت‌هایی هستند که مردم در تنظیم رفتار خود دچار مشکل می‌شوند. به نظر من، این یک مسئله یکپارچه‌سازی است. اگر عملکرد یکپارچه‌سازی به درستی کار نکند، احتمالاً به این معناست که آن‌ها از زمینه صحیح برای تنظیم رفتار خود استفاده نکرده‌اند»، هوانگ گفت.

مرجع: «اتصالات هاب پیش‌آهی-ساقی اطلاعات را از منابع چندگانه یکپارچه می‌کند» توسط استفانی سی. لیچ، شانون ای. استوکس، جیفنگ جیانگ و کی هوانگ، ۲۸ ژوئیه ۲۰۲۶، ژورنال علوم اعصاب.
DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0594-26.2026

موسسه ملی سلامت روان و موسسه علوم اعصاب آیووا هزینه‌های این تحقیقات را تأمین کردند.

اشتراک:
این گزارش ترجمه و بازنویسی خبری با موتور هوش مصنوعی افق آبی است و برای خوانندهٔ فارسی‌زبان بازتنظیم شده. منبع اصلی: scitechdaily.com