Mentally transformed representations in memory are linked to their originals

إن عقولنا ليست مجرد خزائن تخزين ثابتة؛ بل هي مساحات عمل نشطة حيث نحتفظ بالمعلومات، والأهم من ذلك، حيث نقوم بمعالجتها. تخيل أنك تحاول قيادة سيارة بينما تتحقق باستمرار من المرآة الخلفية. لكي تعرف أين ستكون السيارة التي خلفك بعد بضع ثوانٍ، يجب أن تأخذ الصورة التي تراها في المرآة وتدفعها ذهنياً للأمام في الزمان والمكان. هذه القدرة على أخذ قطعة من المعلومات المحفوظة في العقل وتحويرها أو تدويرها أو تحديثها هي جزء أساسي من كيفية تنقلنا في عالم متغير. يطلق العلماء على هذه المساحة النشطة اسم "الذاكرة العاملة". ولعقود من الزمن، كان السؤال المركزي هو كيف يتعامل هذا النظام مع المعلومات الأصلية بمجرد تغييرها. إذا قمت بتدوير جسم ذهنياً، فهل يتخلص الدماغ من الصورة الأصلية لإفساح المجال للصورة الجديدة، أم يحتفظ بالنسخة الأصلية بأمان في الخلفية، ربما كنسخة احتياطية؟

لقد سعى فريق من الباحثين للإجابة على ذلك من خلال مراقبة الدماغ أثناء العمل بينما كان الأشخاص يؤدون مهمة التدوير الذهني. طلبوا من المتطوعين حفظ زاوية نمط مخطط، ثم تدويره ذهنياً بمقدار محدد، وأخيراً حفظ نمط ثانٍ ومختلف. لاحقاً، أعطت إشارة للمشاركين لتحديد أي من هذين العنصرين — النسخة المدورة أو النمط الثاني — سيتم اختباره. وباستخدام تقنية تقرأ الإشارات الكهربائية من فروة الرأس، استطاع الباحثون رؤية أي الأنماط المحددة لا تزال محفوظة في الذاكرة العاملة للدماغ في أي لحظة معينة. وقد وجدوا شيئاً مفاجئاً: على الرغم من أن النمط الأصلي لم يعد مطلوباً للمهمة، إلا أن الدماغ لم يتخلص منه. بدلاً من ذلك، ظل النمط الأصلي مرئياً في إشارات الدماغ، ولكن فقط عندما كانت النسخة المدورة لا تزال محفوظة. لقد كانا مرتبطين؛ فإذا تخلص الدماغ من الصورة المدورة، تخلص أيضاً من الأصلية. وإذا احتفظ بالصورة المدورة، احتفظ بالأصلية أيضاً.

بدأت الدراسة بفرضية بسيطة. فعندما نقوم بتحويل ذهني، مثل تدوير شكل في عقولنا، فإننا ننشئ صورة ذهنية جديدة بناءً على صورة قديمة. تشير الأبحاث السابقة إلى أن الصورة القديمة غالباً ما تظل عالقة في الدماغ حتى بعد أن تصبح غير ذات صلة بالمهمة الحالية. كان هذا أمراً محيراً لأن الذاكرة العاملة معروفة بكفاءتها؛ فهي عادة ما تتخلص من المعلومات بمجرد أن تصبح غير مفيدة لتوفير مساحة لما هو مهم. أراد الباحثون معرفة سبب احتفاظ الدماغ بهذه الصورة الأصلية "غير المفيدة". وقد نظروا في ثلاثة احتمالات: أولاً، ربما لم ينتهِ الدماغ من معالجة الصورة الأصلية بعد، وما هي إلا صدى باقٍ للإدراك. ثانياً، ربما تطلب تدوير الصورة انتباهاً عميقاً لدرجة أن الأصل تم تثبيته في الذاكرة ولم يكن من الممكن إزالته. ثالثاً، ربما كان الأصل والصورة المدورة مرتبطان في حزمة واحدة، بحيث يعني الاحتفاظ بأحدهما الاحتفاظ بالآخر.

لاختبار هذه الأفكار، صمم الباحثون تجربة دقيقة شارك فيها أربعون متطوعاً. جلس كل شخص في غرفة هادئة ونظر إلى شاشة. أولاً، رأوا رقعة دائرية بنمط مخطط بزاوية معينة. كان عليهم تذكر هذه الزاوية. ثم ظهرت تعليمات تطلب منهم تدوير ذلك النمط ذهنياً بمقدار معين، مثل ثلاثين أو تسعين درجة. وكانت نتيجة هذا التدوير الذهني هي "نتاج التدوير". قيل للمشاركين أن هذه الزاوية الجديدة المدورة هي الشيء الوحيد المهم الآن؛ فالزاوية الأصلية لم تعد مطلوبة. مباشرة بعد ذلك، ظهر نمط مخطط ثانٍ، وكان عليهم حفظ هذا النمط الجديد أيضاً. أخيراً، ظهر رقم على الشاشة. إذا كان الرقم واحداً، فهذا يعني أن النمط المدور هو الذي سيتم اختباره. وإذا كان اثنان، فهذا يعني أن النمط الثاني غير المدور هو الذي سيتم اختباره. بعد ذلك، كان على المشاركين الحكم على ما إذا كان النمط المختبر مدوراً باتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة بالنسبة للعنصر المحدد.

خلال فترات الانتظار بين هذه الخطوات، أطلق الباحثون نبضة بصرية محايدة وجيزة على الشاشة. عملت هذه النبضة كـ "مسبار"، مما سمح للباحثين بأخذ لقطة لما هو نشط حالياً في الذاكرة العاملة للدماغ. ومن خلال تحليل النشاط الكهربائي الذي أعقب هذه الومضة، استطاعوا فك تشفير ما إذا كان الدماغ يحتفظ بالنمط الأصلي، أو النمط المدور، أو النمط الثاني.

كانت النتائج واضحة. عندما كان المشاركون يحتفظون بالنمط المدور في عقولهم، أظهرت إشارات الدماغ أن النمط الأصلي لا يزال موجوداً، رغم أنه لم يعد مطلوباً للمهمة. حدث هذا حتى بعد حفظهم لنمط ثانٍ مختلف تماماً. وقد استبعد هذا الاكتشاف فكرة أن الصورة الأصلية كانت مجرد صدى باقٍ للإدراك أو أنها كانت عالقة بسبب التشفير العميق. فلو كانت مجرد صدى للإدراك، لكانت قد تلاشت بمجرد إضافة النمط الثاني. ولو كانت عالقة بسبب التشفونة العميق، لظلت مرئية حتى عند التخلص من النمط المدور.

جاء مفتاح اللغز عندما نظر الباحثون فيما حدث عندما طُلب من المشاركين التركيز على النمط الثاني بدلاً من المدور. في هذه اللحظات، اختفت إشارات النمط المدور من الدماغ. والأهم من ذلك، اختفت إشارات النمط الأصلي في الوقت نفسه تماماً. لم يكونا مستقلين؛ بل كانا مرتبطين. لم يحتفظ الدماغ بالصورة الأصلية كنسخة احتياطية منفصلة، بل احتفظ بالصورة الأصلية فقط لأنه كان يحتفظ بالصورة المدورة. وعندما لم تعد الصورة المدورة مطلوبة، تم التخلي عن الصورة الأصلية معها.

نظر الباحثون أيضاً في مدى جودة أداء المشاركين. ووجدوا أنه في التجارب التي أظهر فيها الدماغ إشارة قوية للنمط المدور، كان المشاركون أكثر دقة. ومع ذلك، في التجارب التي أظهر فيها الدماغ إشارة قوية للنمط الأصلي، كانوا في الواقع أقل دقة. يشير هذا إلى أن وجود الصورة الأصلية لم يكن يساعد في المهمة؛ بل بدا في الواقع أنه يسبب تشتتاً طفيفاً. لم يكن الدماغ يحتفظ بالصورة الأصلية لأنها مفيدة للهدف الحالي، بل بسبب الطريقة التي بُني بها التحويل الذهني. لقد تم بناء الصورة المدورة على الأصل، وحافظ الدماغ عليهما كزوج متصل.

يغير هذا الاكتشاف طريقة تفكيرنا في العالم الداخلي للعقل. فهو يشير إلى أننا عندما ننشئ صورة ذهنية جديدة عبر تحويل صورة قديمة، فإننا لا نستبدل القديمة بالجديدة ببساطة. بدلاً من ذلك، تظل الصورة الجديدة مرتبطة بمصدرها. يبدو أن الدماغ يفضل إبقاء هذه التمثيلات مرتبطة، ربما للسما_ح بالمرونة. في موقف من واقع الحياة، إذا اختفت سيارة عن الأنظار، فقد نتوقع مسارها المستقبلي بناءً على موقعها الأخير المعروف. إذا تغير الموقف فجأة، فإن توفر المعلومات الأصلية لا يزال متاحاً قد يسمح لنا بإعادة حساب التوقع بسرعة دون البدء من الصفر. وبينما أظهرت هذه الدراسة أن الاحتفاظ بالصورة الأصلية لم يقدم أي ميزة في مهمة بسيطة ومعزولة، إلا أنها تلمح إلى أن هذا الهيكل المرتبط قد يكون سمة من سمات كيفية تعامل أدمغتنا مع البيئات الديناميكية والمتغيرة. العقل لا يخزن الحقائق فحسب؛ بل يبني شبكة من الروابط حيث تُثبت الأفكار الجديدة في مكانها بواسطة الأفكار القديمة التي نبتت منها.