Neural correlates of location-response compatibility in an immersive virtual-reality Attention Network Test: a multiverse electroencephalography analysis

يُعد الدماغ البشري سيداً في التركيز، حيث يقوم باستمرار بتصفية فيض من المعلومات الحسية للتركيز على ما هو أكثر أهمية. هذه القدرة، المعروفة باسم الانتباه، ليست مجرد مفتاح واحد بل هي مجموعة من الأنظمة التي تعمل معاً لإدارة المشتتات، والتوجّه نحو الإشارات الجديدة، وحل النزاعات عندما ترسل حواسنا رسائل متضاربة. لقد درس العلماء هذه الأنظمة لفترة طويلة باستخدام مهام مختبرية محكومة، حيث يضغط المشاركون على أزرار استجابةً لإشارات بصرية تظهر على الشاشة. وبينما تكشف هذه التجارب عن كيفية عمل الانتباه من الناحية النظرية، إلا أنها غالباً ما تجرد العملية من السياق الغني ثلاثي الأبعاد للحياة الواقعية. ويبقى السؤال قائماً: هل يتعامل الدماغ مع الانتباه بشكل مختلف عندما يكون منغمساً بالكامل في عالم افتراضي، حيث يشعر بأن المساحة المحيطة به حقيقية وأن حركاته جزء من التجربة؟ إن فهم هذا التمييز أمر بالغ الأهمية لأنه يساعدنا في تحديد ما إذا كانت قواعد الانتباه التي تعلمناها في مختبر هادئ تنطبق على البيئات المعقدة والغامرة التي نسكنها بشكل متزايد.

ولاستكشاف ذلك، لجأ الباحثون إلى الواقع الافتراضي الغامر، وهي تقنية تضع الشخص داخل عالم مولد حاسوبياً، وقاموا بتكييف اختبار كلاسيكي للانتباه لهذا الإعداد الجديد. فقد طلبوا من أربعة وأربعين شاباً أداء مهمة تتطلب منهم تحديد هدف معين يظهر في مساحة افتراضية. وتكمن الصعوبة في العلاقة بين مكان ظهور الهدف واليد التي يستخدمها المشارك للضغط على الزر. فأحياناً، يتطابق موقع الهدف مع اليد المستخدمة للاستجابة، وهو وضع يبدو طبيعياً وسهلاً. وفي أحيان أخرى، يظهر الهدف في الجانب المقابل لليد المطلوبة، مما يخلق تعارضاً يجبر الدماغ على العمل بجهد أكبر لتنسيق الحركة. ومن خلال وضع هذا الاختبار داخل بيئة الواقع الافتراضي، استطاع الفريق مراقبة كيفية إدارة الدماغ لهذا الصراع المكاني بينما يشعر المشارك بأنه محاط بالمهمة، بدلاً من مجرد النظر إليها من مسافة بعيدة.

استخدم الباحثون طريقة عالية الحساسية لمراقبة الدماغ أثناء العمل، حيث سجلوا إشارات كهربائية من فروة الرأس تكشف عن توقيت النشاط العصبي. ولأن هناك طرقاً عديدة لتنظيف وتحضير هذه الإشارات الخام للتحليل، لم يعتمد الفريق على طريقة واحدة. بدلاً من ذلك، أجرت دراستهم عبر ما يقرب من مائتي نوع مختلف من عمليات معالجة البيانات، وهي تقنية تضمن أن النتائج ليست مجرد صدفة ناتجة عن اختيار محدد. لقد بحثوا عن أنماط معينة في موجات الدماغ التي تظهر عندما يختار الدماغ هدفاً ويجهز استجابة. وكان اهتمامهم منصباً بشكل خاص على إشارة تظهر في الجزء الخلفي من الرأس، وهي معروفة بأنها تعكس قدرة الدماغ على التركيز على موقع محدد في الفضاء.

وكشفت النتائج عن قصة واضحة ومتسقة حول كيفية تعامل الدماغ مع صراعات الموقع والاستجابة في الواقع الافتراضي. فعندما لم يتطابق موقع الهدف مع حركة اليد المطلوبة، أظهر الدماغ زيادة متميزة وموثوقة في النشاط المرتبط بالاختيار المكاني. هذه الإشارة، التي تشير إلى أن الدماغ يعمل على ترميز موقع الهدف، ظهرت في كل مسار من مسارات التحليل المائتين تقريباً التي اختبرها الباحثون. وكان التأثير أقوى عندما تم قياس نشاط الدماغ بالنسبة للموقع الفعلي للهدف في الفضاء الافتراضي، بدلاً من قياسه بالنسبة لليد المستخدمة للاستجابة. وهذا يشير إلى أن الدماغ يركز في المقام الأول على معرفة مكان الكائن في العالم، بدلاً من مجرد التخطيط للحركة الفيزيائية لليد.

ومن المثير للاهتمام، وجدت الدراسة أن هذا الصراع العصبي لم يترجم إلى سلوك أبطأ أو أقل دقة. فقد أدى المشاركون المهمة بنفس السهولة سواء تطابق الموقع والاستجابة أو تعارضا، مما يعني أن أداءهم الخارما ظل ثابتاً رغم الجهد العصبي الداخلي. كما بحث الباحثون عن أنواع أخرى من نشاط الدماغ التي قد تفسر الصعوبة، مثل الإشارات المتعلقة بالمعالجة الحسية العامة، أو حل النزاعات، أو القرار النهائي للعمل. ولم تظهر أي من هذه الإشارات الأخرى نفس النمط المتسق. وتشير الأدلة تحديداً إلى أن آلية الدماغ لاختيار موقع في الفضاء وترميز ذلك الموقع هي العامل الأساسي المتأثر بالتعارض.

يشير هذا العمل إلى أنه عندما نتفاعل مع البيئات الافتراضية الغامرة، فإن أنظمة الانتباه في الدماغ يتم تعديلها من خلال العلاقة بين أين نرى شيئاً ما وكيف نتصرف تجاهه. يستجيب الدماغ للصراع المكاني عبر تعزيز النشاط العصبي المخصص لتحديد موقع الهدف، وهي عملية تحدث حتى عندما يظل سلوكنا الخارجي مثالياً. وتشير النتائج إلى أن هذه الآلية العصبية المحددة هي أكثر قوة واتساقاً من الإشارات الحسية الأوسع أو إشارات اتخاذ القرار. ومن خلال استخدام نهج صارم اختبر مئات الاحتمالات التحليلية، تقدم الدراسة رؤية واثقة حول كيفية تكيف الدماغ مع تركيز الانتباه عندما يكون العالم من حولنا افتراضياً، مما يسلط الضد على أن الخريطة الداخلية للمكان في الدماغ هي لاعب رئيسي في كيفية تنقلنا في هذه العوالم الرقمية.