Hierarchical Uncertainty Transformation During Multimodal Comprehension

نادرًا ما يكون التواصل البشري مجرد تدفق بسيط للكلمات. ففي المحادثة وجهاً لوجه، يصل المعنى عبر شبكة متشابكة من اللغة المنطوقة وإيماءات اليد، حيث يتحرك كل منهما بسرعته الخاصة ويحمل وزنه الخاص. أحياناً توضح الإيماءة كلمة غامضة؛ وفي أحيان أخرى، تجعل عبارة منطوقة حركة مربكة مفهومة. يجب على الدماغ نسج هذه الخيوط المنفصلة في فهم واحد متماسك، حتى عندما تكون المعلومات الواردة من كل مصدر غير كاملة أو غامضة. لعقود من الزمن، فهم العلماء أن الدماغ يعامل هذه العملية كمسألة احتمالية: فهو يحتفظ بمعانٍ متعددة محتملة في ذهنه في آن واحد، ويزن مدى احتمالية كل منها، ثم يستقر على التفسير الأنسب مع وصول المزيد من الأدلة. وقد كان الرأي السائد هو أنه مع تلقينا لمزيد من المعلومات، يقوم الدماغ ببساطة بتقليل مقدار عدم اليقين، مما يؤدي إلى تضييق الاحتمالات حتى يصبح الجواب واضحاً.

تتحدى دراسة جديدة هذه الفكرة البسيطة المتمثلة في التناقص المستمر. إذ يقترح باحثون في معهد علم النفس التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، أن الدماغ لا يكتفي فقط بخفض مستوى عدم اليقين؛ بل إنه يغير الطبيعة الجوهرية لعدم اليقين هذا أثناء انتقاله من مستوى حوسبي إلى آخر. ومن خلال مراقبة كيفية تفسير الناس للإيماءات وشذرات الكلام، اكتشف الفريق أن عدم اليقين يتغير عبر ثلاثة مستويات حوسبية متميزة ومترابطة. يبدأ كحالة من الارتباك داخل حاسة واحدة، ثم ينتقل كتحول عندما تتواصل الحواس مع بعضها البعض، وأخيراً يستقر في شكل جديد عندما يدمج الدماغ بينهما في معنى واحد. هذا النظام ليس مجرد تسلسل ثابت من الخطوات، بل هو نظام مرن يعيد تنظيم نفسه بناءً على مقدار المعلومات المتاحة من كل مصدر.

وللكشف عن هذه البنية الخفية، صمم الباحثون سلسلة من التجارب حيث تمكنوا من التحكم بدقة في مقدار المعنى المتاح في إيماءة مقابل شذرة كلامية. سجلوا مقاطع فيديو لأشخاص يقومون بإيماءات باليد وتسجيلات صوتية لهم وهم ينطقون أفعالاً. وفي الاختبارات الأولية، حددوا اللحظة الزمنية الدقيقة التي تصبح فيها الإيماءة أو الكلمة واضحة بما يكفي لكي يتمكن الشخص من تحديد معناها. ثم قاموا بقطع مقاطع الفيديو والصوت إلى ثلاثة أنواع من الشذرات: قطع كانت قصيرة جداً بحيث لا يمكن فهمها، وقطع كانت طويلة بما يكفي فقط لتحديد معناها، وقطع كانت أطول وواضحة تماماً. ومن خلال المزج والتبديل بين هذه الشذرات، خلقوا سيناريوهات كانت فيها الإشارات غير واضحة معاً، أو حيث كانت إشارة واحدة واضحة والأخرى لا، وحيث كانت كلتا الإشارتين واضحتين.

في تجربة سلوكية مخصصة، طُلب من المشاركين تسمية ما رأوه وسمعوه. ولم يكتفِ الباحثون بمراقبة ما إذا كان المشاركون قد أصابوا الإجابة أم لا؛ بل حللوا النطاق الكامل للتخمينات التي قدمها الناس. ففي كل محاولة تسمية، قدم المشارك فعلاً واحداً فقط. ومن خلال تجميع استجابات التسمية عبر المشاركين لكل حالة من حالات المحفزات، تم تقدير توزيع احتمالي بناءً على التكرارات النسبية للأفعال التي تم الإبلاغ عنها، ثم تم حساب "إنتروبيا شانون" (Shannon entropy) من ذلك التوزيع لتمثيل عدم اليقين. وباستخدام نهج رياضي قائم على نظرية المعلومات، قاس الفريق عدم اليقين هذا ليس كرقم واحد، بل كمشهد متغير من الاحتمالات. ووجدوا أن عدم اليقين يسلك سلوكاً مختلفاً اعتماداً على المستوى الحوسبي الذي يمر به في معالجة الدماغ.

يتضمن المستوى الحوسبي الأول عدم اليقين داخل كل حاسة على حدة. ووجد الباحثون أنه كلما أصبحت الإيماءة أو الشذرة الكلامية أطول وأكثر وضوحاً، انخفض عدد المعاني المحتملة، وانخفض عدم اليقين لدى الدماغ. ومع ذلك، تغيرت القصة عندما قُدمت الحستان معاً. فعندما اقترنت إشارة كلامية واضحة بإيماءة غامضة، لم يكتفِ الدماغ بتجاهل الإيماءة الغامضة؛ بل أعاد تشكيل عدم اليقين الخاص بتلك الإيماءة بناءً على الكلام. وعلى العكس من ذلك، يمكن لإيماءة واضحة أن تعيد تشكيل عدم اليقين لكلمة غامضة. ومن الأهمية بمكان أن تأثير كل حاسة على تفسير الأخرى كان غير متماثل واعتمد على المعلومات الدلالية المتاحة في كل حاسة. وهذا أظهر أن التفاعل بين الحواس ليس مجرد متوسط بسيط للمعلومات، بل هو تحول معقد وتوجيهي.

أما المستوى الحوسبي النهائي، فيحدث عندما يدمج الدماغ الإشارتين في معنى واحد موحد. وهنا، وجد الباحثون أن عدم اليقين في النتيجة النهائية لا يمكن تفسيره ببساطة عن طريق جمع التغييرات من المستويات السابقة. بدلاً من ذلك، خلق الدماغ نوعاً جديداً من عدم اليقين ينتمي إلى النظام المدمج. ولمعرفة كيفية تعامل الدماغ مع هذه المستويات، سجل الفريق النشاط الكهربائي لأدمغة المشاركين باستخدام مستشعرات على فروة الرأس، حيث طُلب منهم في هذه التجربة تحديد جنس المتحدث، مما سمح للباحثين بفحص التكامل الدلالي الضمني بين الإيماءة والكلام دون الحاجة إلى أحكام دلالية صريحة.

وكشفت النتائج عن ارتباطات متميزة ولكنها متداخلة جزئياً بين هذه المستويات الحوسبية والنشاط العصبي. فقد ارتبط عدم اليقين الخاص بكل حاسة على حدة بنشاط عصبي في مستويات مبكرة من المعالجة، بينما أظهر التحول المتبادل في عدم اليقين بين الحاستين ارتباطات في نطاق موجات N1-P2، مع ارتباطات إضافية بنمط N400 اعتماداً على الوسيط والتكوين الدلالي. أما التقارب متعدد الحواس، الذي تم قياسه عبر اندماج الإنتروبيا، فقد أظهر ارتباطات متسقة بشكل خاص في نطاق N400، وهو مكون جهد مرتبط بالحدث حساس للمعالجة الدلالية المعتمدة على السياق، بما في ذلك دمج المعنى عبر الكلام والإيماءة. ويشير هذا إلى أن التوقيت الزمني لهذه العمليات يختلف بناءً على التكوينات الدلالية المختلفة.

ولعل الأهم من ذلك هو أن الدراسة أظهرت أن هذا النظام بأكمله ديناميكي. فالطريقة التي يعبر بها الدماغ عن هذه الأنواع المختلفة من عدم اليقين تغيرت بناءً على المزيج المحدد من الإشارات الواضحة وغير الواضحة. فكان رد فعل الدماغ عندما كانت كل من الإيماءة والكلام غامضين مختلفاً عما كان عليه عندما كانت إحدى الإشارتين واضحة والأخرى لا. لم تتبع الإشارات العصبية نصاً جامداً وثابتاً، بل أعاد الدماغ تنظيم نشاطه في الوقت الفعلي ليتناسب مع المتطلبات المحددة للموقف. ويشير هذا المرونة إلى أن الدماغ ليس مجرد منتظر سلبي لوصول المعلومات ثم تقليل عدم اليقين؛ بل هو يعيد هيكلة كيفية تعامله مع عدم اليقين بنشاط مع تطور المحادثة.

استخدم الباحثون أيضاً نماذج إحصائية لإظهار أن هذه المستويات الحوسبية الثلاثة مترابطة بعمق. فالطريقة التي حول بها الدماغ عدم اليقين في المستوى الأوسط كانت مرتبطة مباشرة بكيفية دمج الإشارات في المستوى النهائي. ولم يكن هذا الاتصال ثابتاً، بل تغير اعتماداً على ما إذا كانت الإيماءة أو الكلام هي الإشارة الأكثر وضوحاً. ويدعم هذا الاكتشاف فكرة أن الدماغ يعمل كنظام هرمي موحد حيث تؤثر مستويات المعالجة المختلفة في بعضها البعض باستمرار. وتشير النتائج إلى أن الفهم متعدد الوسائط يتضمن تحولات في الشكل الحسابي لعدم اليقين، إلى جانب تغيرات في مقداره مع تراكم الأدلة.

يوفر هذا العمل إطاراً جديداً لفهم كيفية استيعابنا للعالم عندما تأتي المعلومات من مصادر متعددة. وهو يشير إلى أن قدرة الدماغ على فهم التواصل المعقد تعتمد على قدرته على "تحويل" عدم اليقين، وليس مجرد "تقليله". ومن خلال إدراك أن عدم اليقين يغير طبيعته في مستويات مختلفة من المعالجة، يمكن للعلماء فهم كيفية بناء الدماغ لواقع متماسك من إشارات مجزأة وغامضة بشكل أفضل. وتمنح هذه النتائج لمحة عن الآليات المعقدة للتواصل البشري، كاشفةً أن الطريق إلى الفهم ليس خطاً مستقيماً من تناقص الشك، بل هو رحلة ديناميكية من إعادة التنظيم والتكيف.