Object dimensions underlying food representations in visual cortex

يعد الدماغ البشري بارعاً في التصنيف، حيث يقوم باستمرار بفرز التدفق اللامتناهي من المعلومات البصرية التي يتلقاها إلى مجموعات مفيدة. فعندما ننظر إلى العالم، لا تكتفي عيوننا برؤية الأشكال والألوان فحسب؛ بل تتعرف فوراً على أشياء مثل الكراسي، والأدوات، والطعام. وقد عرف العلماء منذ زمن طويل أن مناطق محددة في الجزء الخلفي من الدماغ، والمستقرة داخل طيات القشرة البصرية، مخصصة للتعرف على هذه الفئات. وقد حددت الاكتشافات الحديثة منطقتين متميزتين داخل منطقة المعالجة البصرية هذه، تضيئان خصيصاً عندما يرى الشخص طعاماً. هاتان المنطقتان، الواقعتان على جانب وجانب سفلي من منطقة المعالجة البصرية، متخصصتان لدرجة أنهما تستجيبان لصور الوجبات بقوة أكبر من أي شيء آخر تقريباً. ومع ذلك، ظل هناك لغز قائم: ما الذي تبحث عنه هاتان المنطقتان في الدماغ بالضبط؟ هل تتعرفان على الطعام بسبب شكله المحدد، أو ملمسه، أو ربما الطريقة التي يبدو بها ضمن مجموعة؟ أم أنهما تستجيبان لشيء أعمق، مثل الطريقة التي قد نلتقط بها قطعة فاكهة أو الألوان المحددة التي تشير إلى النضج؟ إن فهم هذا التمييز أمر بالغ الأهمية لأنه يكشف كيف يقرر الدماغ ما هو صالح للأكل وكيف يهيئ الجسم للتفاعل معه.

ولحل هذا اللغز، أجرى الباحثون تجربتين مفصلتين باستخدام آلة ترسم خرائط لنشاط الدماغ، حيث طلبوا من مجموعة من المتطوعين النظر إلى صور متنوعة بينما يتم مسح أدمغتهم ضوئياً. أراد الفريق معرفة ما إذا كانت مناطق اكتشاف الطعام في الدماغ مدفوعة بالخصائص الفيزيائية للأشياء نفسها، مثل لونها أو كيفية ترتيبها في كومة، أو بالأفعال التي نقوم بها معها، مثل الإمساك أو الحمل. وقد اختبروا ذلك من خلال عرض صور للطعام إلى جانب أشياء أخرى يمكن حملها، ومن خلال التلاعب بالصور لمعرفة ما إذا كان الدماغ يهتم أكثر بالشيء بمفرده أو بالشيء كجزء من مجموعة ملونة. وكشفت النتائج عن انقسام واضح في كيفية عمل المنطقتين الحساستين للطعام. فقد بدت المنطقة الموجودة على جانب القشرة البصرية مركزة على الفعل؛ إذ استجابت بقوة للطعام الذي يمكن الإمساك به، معتبرةً أن قطعة الفاكهة تشترك في الخصائص مع الأشياء الأخرى القابلة للإمساك. ولم تهتم هذه المنطقة كثيراً بما إذا كانت الصورة ملونة أو بالأبيض والأسود، كما لم يتشتت انتباهها بالخلفية؛ بل اكتفت بالتعرف على الشيء كشيء يمكن لليد الوصول إليه.

في المقابل، حكت المنطقة الموجودة في الجزء السفلي من القشرة البصرية قصة مختلفة. فقد كانت هذه المنطقة حساسة للغاية لتفاصيل سطح الطعام، وخاصة لونه وكيفية ترتيب العناصر معاً. وعندما عرض الباحثون صوراً للطعام بدون خلفية واضحة أو قدموها كمجموعات بلا خلفية مميزة، أصبحت هذه المنطقة السفلية أكثر نشاطاً. كما أظهرت تفضيلاً قوياً للصور الملونة على الصور ذات التدرج الرمادي، مما يشير إلى أنها تعتمد على الإشارات البصرية للنضج والتنوع لتحديد ما هو صالح للأكل. وللتأكد من أن هذا الانقسام في الوظيفة ليس مجرد سمة غريبة في البيولوجيا البشرية بل نتيجة لكيفية تنظيم المعلومات البصرية، بنى الباحثون نموذجاً حاسوبياً مصمماً لمحاكاة تخطيط المناطق البصرية في الدماغ. وعندما تم تدريب هذه الشبكة الاصطناعية على معالجة الصور، طورت بشكل طبيعي مجموعتين منفصلتين من الوحدات التي تتصرف تماماً مثل منطقتي الدماغ: إحدى المجموعتين تركز على القدرة على الإمساك بالأشياء، والأخرى تركز على الإحصاءات البصرية للون والترتيب.

تشير هذه النتائج إلى أن الدماغ ليس لديه طريقة واحدة موحدة للتعرف على الطعام. بدلاً من ذلك، فإنه يستخدم استراتيجيتين مختلفتين اعتماداً على أي جزء من النظام البصري يتم تشغيله. إحدى الاستراتيجيات عملية وموجهة نحو الفعل، حيث تحدد الطعام بناءً على كيفية التعامل معه باليد. والأخرى بصرية ووصفية، حيث تحدد الطعام بناءً على مظهره وكيفية ملاءمته لمشهد أكبر. ومن خلال فصل هذه الوظائف، يمكن للدماغ التعامل بكفاءة مع كل من الحاجة الملحة لالتقاط وجبة خفيفة والمهمة الأوسعثل لتحديد ما هو آمن ومغذٍ للأكل. وتوضح الدراسة أنه بينما يساعد جانب الدماغ في فهم ما يمكننا حمله، فإن الجزء السفلي يساعدنا في فهم ما نراه، وكلاهما ضروري لعملية التعرف المعقدة على الوجبة.