آیا تا به حال پیش آمده که ببینید انگشت پای کسی به جایی میخورد و شما ناخودآگاه صورت خود را در هم بکشید، گویی درد او را حس کردهاید؟ این پدیده شگفتانگیز فقط در تخیل شما نیست؛ بلکه فرآیندی عمیق است که در مغز شما رخ میدهد. سیستمهای حسی ما به شکلی پیچیده در هم تنیدهاند تا تجربهای یکپارچه از جهان پیرامون ما خلق کنند. یک مطالعه پیشگامانه به بررسی این موضوع میپردازد که چگونه دیدن لمس شدن دیگران میتواند دقیقاً همان نواحی از مغز ما را که مسئول حس لامسه خودمان هستند، فعال کند. گویی سیستم بینایی ما پیامدهای جسمی آنچه را که میبیند، شبیهسازی میکند.
اما مغز چگونه این پل شگفتانگیز را بین بینایی و لامسه میسازد؟ برای کشف این راز، دانشمندان مدلی پیچیده طراحی کردند که قادر است به طور همزمان دو چیز حیاتی را نقشهبرداری کند: تنظیم مغز نسبت به بخشهای مختلف بدن (تنظیم سوماتوسنسوری) و تنظیم آن نسبت به نواحی مختلف میدان دید ما. با به کارگیری این مدل، آنها به بینشهای جذابی دست یافتند.
ابتدا، با تحلیل فعالیت مغز در حالت استراحت، زمانی که فرد صرفاً دراز کشیده است، مدل «نقشههای بدنی» دقیقی را در شبکه سوماتوتوپیک ذاتی مغز آشکار کرد. این نشان میدهد که مغز ما یک بازنمایی دائمی و زمینهای از بدنمان را حفظ میکند. سپس، هنگامی که شرکتکنندگان ویدیوهایی را تماشا میکردند، محققان دریافتند که این تنظیم مبتنی بر اعضای بدن، پاسخهای مغز را در سراسر سیستم بینایی پشتی-جانبی توضیح میدهد. این کشف، مجموعهای شگفتانگیز از نقشههای بدنی سوماتوتوپیک را آشکار کرد که سطح قشر مغز را مانند کاشیهایی میپوشانند.
شگفتانگیزتر اینکه، تنظیم این نقشههای مغزی هماهنگی زیبایی را نشان میدهد. ترجیحات نقشهها برای اعضای خاص بدن، مستقیماً با موقعیتهای بصری که آن اعضا معمولاً در آنجا ظاهر میشوند (مانند پاها در میدان دید پایینی) و همچنین با ترجیح دستهبندی مغز برای دیدن آن اعضا، مطابقت دارد. این یافتهها به یک اصل بنیادی در سازماندهی مغز اشاره میکنند: نقشههای توپوگرافیک بینایی و سوماتوسنسوری هماهنگ که به طور یکپارچه چارچوبهای مرجع بصری و بدنی ما را به هم متصل میکنند. این رابط بین حسی در موقعیتی ایدهآل قرار دارد تا اطلاعات حسی خام را به مفاهیم انتزاعیتری تبدیل کند که برای هدایت اعمال ما، درک دیگران از طریق شناخت اجتماعی و حتی برای پردازش معنایی ضروری است.
علم پشت «حس کردن» آنچه میبینیم
در انسانها، ورودی از یک حس میتواند به شدت بر حس دیگر تأثیر بگذارد و درک ما را غنیتر کند. ارتباط بین بینایی و حس لامسه (سوماتوسنسوری) نمونهای قدرتمند از این موضوع است. تصویربرداری عصبی به طور مداوم فعالسازیهای خاصی را در قشر حرکتی و سوماتوسنسوری ما هنگام تماشای لمس شدن یا انجام اعمال توسط دیگران نشان داده است. این فعالسازیهای «منبع خارجی» به شدت با ظرفیت ما برای همدلی و تجربیات نیابتی مرتبط است. با این حال، با وجود دانستن این موضوع، مکانیک محاسباتی زیربنایی نحوه اتصال بینایی و لامسه به صورت یک معما باقی مانده بود.
ویلیام جیمز، فیلسوف، زمانی پیشنهاد کرد که بدن یک شرکتکننده دائمی در شناخت ماست. این ایده نشان میدهد که سیستم سوماتوسنسوری ما نه تنها توسط لمس خارجی فعال میشود، بلکه به صورت درونی (اندوژن) از طریق افکار خود-ارجاعی، احساسات و آگاهی از وضعیت درونی بدن (اینتروسپشن و پروپریوسپشن) نیز درگیر میشود. این پیشبینی میکند که نواحی سوماتوسنسوری مغز باید حتی بدون هیچگونه تحریک حسی فعال باشند. برعکس، زمانی که مغز ما از اطلاعات بصری برای شبیهسازی لمس استفاده میکند، باید سیگنالهای بصری را به زبان لامسه بازنویسی کند. این امر به وجود جایگاههای عصبی چندحسی اشاره دارد که هم به چارچوبهای مرجع بصری و هم بدنی تنظیم شدهاند، مفهومی که در نظریههای درک «بدنمند» (embodied) محوری است.
سپس یک سوال کلیدی مطرح میشود: چه قوانینی بر این رابطه حاکم است؟ یک فرضیه این است که این رابطه بر اساس آمار محیطی است – نقشه سیستم بینایی ما بر روی سیستم لامسه ما تحمیل میشود تا با نحوه دیدن بدنمان مطابقت داشته باشد. به عنوان مثال، نواحی مغزی مربوط به حس پا ممکن است با نواحی پردازشکننده میدان دید پایینی هماهنگ شوند. ایده دیگر، یک هماهنگی مبتنی بر دستهبندی را پیشنهاد میکند، جایی که «ناحیه پا» در مغز هنگام دیدن یک پا، صرفنظر از موقعیت آن در میدان دید، فعال میشود.
این مطالعه تأیید میکند که با مدلسازی فعالیت طبیعی مغز، میتوانیم الگوهای محاسباتی را که بینایی و لامسه را به هم پیوند میدهند، کشف کنیم. آنها دریافتند که حتی در حالت استراحت، اتصال از قشر اولیه سوماتوسنسوری (S1) میتواند فعالیت را در بخشهای وسیعی از مغز پیشبینی کند. هنگام تماشای ویدیو، این شبکه به عمق قشر بینایی گسترش یافت و چندین نقشه سوماتوتوپیک ناشی از تحریک بصری را آشکار کرد. این نقشهها حواس ما را به هم پیوند میزنند و زبانی مشترک ایجاد میکنند که از درک منسجم جهان پشتیبانی میکند.
نقشهبرداری از بازنمایی بدنی ذاتی مغز
برای دستیابی به این هدف، محققان از یک اصل مشترک در سیستمهای حسی ما بهره بردند: سازماندهی توپوگرافیک. قشر بینایی اولیه (V1) دارای یک نقشه رتینوتوپیک است که در آن نورونهای همسایه به مکانهای همجوار در میدان دید ما پاسخ میدهند. به طور مشابه، قشر سوماتوسنسوری اولیه (S1) دارای یک نقشه سوماتوتوپیک است که در آن نواحی مجاور به بخشهای همسایه بدن ما تنظیم شدهاند. با استفاده از یک مدل نوین به نام «میدان اتصالی»، آنها تخمین زدند که چگونه فعالیت در هر ناحیه هدف مغز را میتوان با الگوهای فعالیت از هر دو V1 و S1 توضیح داد. این تکنیک قدرتمند اساساً نقشههای دقیق نواحی حسی اولیه ما را بر روی بقیه مغز «فرامیافکند» و ساختارهای پنهان رتینوتوپیک و سوماتوتوپیک را در همه جا آشکار میکند.
منبع: Nature