Global structure of new relational knowledge networks is represented in retrosplenial complex, and node-distance in hippocampus

تخيل دماغك كأمين مكتبة فائق الذكاء، لا يكتفي فقط بتخزين الكتب على الرفوف، بل يعرف بدقة كيف ترتبط كل قصة بالقصص الأخرى. لطالما اشتبه العلماء في أن الجزء المسؤول في دماغك عن التنقل في الأماكن المادية — مثل إيجاد طريقك عبر مدينة أو غابة — قد يكون هو نفسه الجزء الذي يساعدك على التنقل في "المساحات المفاهيمية". فكر في المساحة المفاهيمية كشبكة عملاقة غير مرئية من الأفكار، حيث ترتبط "القطط" بـ "الكلاب"، والتي ترتبط بدورها بـ "الفراء"، وهكذا. تماماً كما تحتاج إلى خريطة لتعرف المسافة بين منزلك والمنتزه، يحتاج دماغك إلى طريقة لقياس مدى بعد فكرتين عن بعضهما البعض في هذه الشبكة الذهنية. تغوص هذه الدراسة في الآليات العميقة والقديمة للدماغ لترى ما إذا كان يستخدم نفس الأدوات الشبيهة بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتنظيم المعرفة المجردة كما يفعل للعثور على مقهى.

كان الباحثون مهتمين تحديداً بنوعين من "المسافة" في هذه الشبكة الذهنية. الأول هو المسافة المحلية: عدد الخطوات المباشرة للوصول من فكرة إلى أخرى (مثل المشي من غرفة المعيشة إلى المطبخ). والثاني هو الأهمية العالمية: مدى مركزية فكرة معينة في الشبكة بأكملة. هل هذه الفكرة تشبه تقاطع طرق مزدحم في مدينة حيث تتقاطع العديد من المسارات (أهمية عالمية عالية)، أم أنها تشبه زقاقاً هادئاً في نهاية الطريق (أهمية عالمية منخفضة)؟ إن فهم كيفية رسم الدماغ لهذه الروابط يساعدنا في معرفة كيف نتعلم، ونتذكر، ونفهم العالم دون أن نتوه في بحر من المعلومات.

لعبة الكوكب الفضائي

لاختبار ذلك، صمم العلماء تجربة تشبه ألعاب الفيديو شارك فيها 25 شاباً. لم يستخدموا مدناً حقيقية أو معالم شهيرة؛ بل اخترعوا كوناً يتكون من 27 "كوكباً فضائياً"، يمثله كل منها صورة فريدة لمنظر طبيعي غريب. كان على المشاركين تعلم مسارات السفر بين هذه الكواكب. لم يحصلوا على خريطة! بدلاً من ذلك، لعبوا لعبة حيث يشاهدون كوكباً حالياً ويجب عليهم تخمين أي ثلاثة كواكب أخرى يمكنهم "الانتقال الآني" إليها بعد ذلك. ومن خلال تكرار ذلك، تعلموا هذه الروابط، وقاموا تدريجياً بتجميع الهيكل الخفي للكون الفضائي في عقولهم.

في اليوم التالي، وبعد قضاء ليلة نوم جيدة، دخل هؤلاء المشاركون إلى جهاز الرنين المغناطيسي (MRI). وبينما كانوا مستلقين بهدوء، نظروا إلى صور الكواكب وكان عليهم رصد خلل بسيط في الصورة. كانت هذه "مهمة غطاء" لإبقاء أدمغتهم نشطة دون أن يدركوا أنهم يتم مسح ذاكرتهم. استخدم العلماء تقنية خاصة تسمى "تحليل التشابه التمثيلي" (RSA) للنظر في أنماط نشاط الدماغ. وسألوا: "عندما يرى الدماغ الكوكب (أ)، هل يشبه نمط نشاطه الكوكب (ب) (القريب منه) أم الكوكب (ز) (البعيد عنه)؟" قارنوا أنماط الدماغ هذه بالنماذج الرياضية للشبكة الفضائية لمعرفة أي مناطق الدماغ كانت تتبع الخريطة.

نظام تحديد المواقل في الدماغ: وظيفتان مختلفتان

وجدت الدراسة أن الدماغ لا يمتلك مجرد "مركز خرائط" واحد، بل يقسم مهمة التنقل في هذه الشبكة المجردة بين منطقتين محددتين، ليعمل كفريق متخصص.

1. متتبع المسافة (الحصين الخلفي والمجمع القشري المجاوز للصدغي الأيمن)
اكتشف الباحثون أن الحصين الخلفي (وهو هيكل يشبه شكل فرس البحر يقع في عمق الدماغ) والمجمع القشري المجاوز للصدغي الأيمن (منطقة بالقرب من الجزء الخلفي من الدماغ) كانا مشغولين بتتبع المسافة. عندما كان المشاركون يفكرون في الكواكب، كانت هذه المناطق تضيء بطريقة تتوافق مع عدد "القفزات" أو الخطوات بين كوكبين. إذا كان الكوكبان جارين قريبين في الشبكة، كانت أنماط نشاط الدماغ متشابهة جداً. وإذا كانا بعيدين، كانت الأنماط مختلفة تماماً. يبدو الأمر كما لو أن هذه المناطق الدماغية كانت تعد الخطوات على سلم ذهني، لتخبر الدماغ: "أنت على بُعد ثلاث قفزات من تلك الفكرة".

2. المركز العالمي (المجمع القشري المجاوز للصدغي الأيسر)
هنا يصبح الأمر مثيراً للاهتمام حقاً. بينما كان الجانب الأيمن من الدماغ يعد الخطوات، كان المجمع القشري المجاوز للصدغي الأيسر يقوم بشيء مختلف. لم يكن يكتفي بعد الخطوات فحسب؛ بل كان يتتبع الاتصال العالمي. بدا أن هذه المنطقة تعرف أي الكواكب هي "المراكز" في الشبكة — تلك التي تكون قريبة طوبولوجياً من كل شيء آخر في النظام. إنه يشبه امتلاك برج مراقبة يعرف أي مطار هو المركز الرئيسي لشركة الطيران بأكملها، بغض النظر عن مدى بعدك عنه في اللحظة الحالية. يشير هذا إلى أن الجانب الأيسر من هذه المنطقة يساعد في بناء خريطة "الصورة الكبيرة"، وفهم الشكل العام وأهمية الشبكة.

ما لم يفعله الدماغ

كما استبعدت الدراسة بعض الأمور. فقد فوجئ العلماء بأن القشرة الشمية الداخلية (منطقة أخرى ترتبط غالباً بالخرائط الشبكية في الدماغ) لم تظهر علامات تتبع هذه المسافات في هذه المهمة المحددة. كما وجدوا أن الدماغ لم يبدُ وكأنه يتتبع الاتصال المحلي (عدد الجيران المباشرين لكوكب ما) بالطريقة التي توقعوها. يشير هذا إلى أنه بينما يتفوق الدماغ في قياس مدى بعد الأشياء عن بعضها ومدى مركزيتها في النظام ككل، فإنه قد يعالج "عدد الأصدقاء المباشرين" الذي يمتلكه العقد بطريقة مختلفة، أو ربما فقط عندما نخطط لمسار ما بنشاط بدلاً من مجرد تذكر الخريطة.

الخلاصة

ببساال بسيط، تشير هذه الورقة البحثية إلى أنه عندما نتعلم نظاماً جديداً ومجرداً — مثل مجموعة جديدة من القواعد، أو شبكة اجتماعية، أو موضوع معقد في المدرسة — فإن دماغنا يبني خريطة له باستخدام نفس الأدوات التي يستخدمها للتنقل في مدينة. يعمل الحصين الخلفي والمجمع القشري المجاوز للصدغي الأيمن كعدادات للخطوات، حيث يقيسان المسافة بين الأفكار. وفي الوقت نفسه، يعمل المجمع القشري المجاوز للصدغي الأيسر كمهندس معماري رئيسي، حيث يتتبع أي الأفكار هي المراكز الأكثر أهمية في الشبكة بأكملها. يبدو أن أدمغتنا هي خرائطيون بالفطرة، تحول حتى المعرفة الأكثر تجريداً إلى مشهد قابل للتنقل، مما يضمن ألا نتوه في بحر المعلومات.