Characterization of Motor Signatures in Autism Using Interpretable Learning on 3D Motion Data
تستخدم هذه الدراسة إطار عمل لتعلم الآلة القابل للتفسير على بيانات التقاط الحركة ثلاثية الأبعاد لتوضيح أن المهام العاطفية والاجتماعية المعقدة تكشف عن بصمات حركية متميزة للجسم بأك ولتفرق بفعالية بين المصابين بالتوحد والمجموعات الضابطة من ذوي الأعصاب النمطية.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
التوحد هو حالة تشكل كيفية تجربة الشخص للعالم، وغالباً ما تجعل التفاعل الاجتماعي والتواصل يبدوان وكأنهما تنقل في مشهد ذي قواعد مختلفة. وبينما ركز الأطباء لفترة طويلة على هذه التحديات الاجتماعية والتواصلية، فقد تم إغفال جزء أكثر هدوءاً وأقل وضوحاً من الصورة، وهو الطريقة التي يتحرك بها الأشخاص المصابون بالتوحد. لسنوات، عرف العلماء أن العديد من الأفراد المصابين بالتوحد يواجهون صعوبات في التنسيق، والتوازن، وتقليد حركات الآخرين. ومع ذلك، عامل معظم الباحثين هذه الحركات كمهام ميكانيكية بسيطة، مثل المشي في خط مستقيم أو التوازن على قدم واحدة، مما جردها من السياق العاطفي والاجتماعي الذي يجعل الحركة في الحياة الواقعية معقدة للغاية. يبقى السؤال: كيف يتعامل الدماغ مع الحركة عندما تكون مشحونة بالمشاعر أو التواصل الاجتماعي؟ هل تتغير طريقة مشي الشخص المصاب بالتوحد عندما يحاول أن يبدو واثقاً مقابل أن يبدو حزيناً؟ هل تبدو رقصاتهم مختلفة عندما يكونون بمفردهم مقارنة بحركتهم مع شريك؟ إن فهم هذه الفروق الدقيقة أمر بالغ الأهمية لأن الحركة ليست مجرد وسيلة للانتقال من النقطة (أ) إلى النقطة (ب)؛ بل هي وسيلة أساسية يعبر بها البشر عن عواطفهم ويتواصلون من خلالها مع بعضهم البعض.
وضع فريق من الباحثين في البرتغال نصب أعينهم الإجابة على هذه الأسئلة من خلال النظر إلى الجسم كاملاً أثناء الحركة، باستخدام منهجية تعامل الحركة كلغة يجب قراءتها بدلاً من مجرد مجموعة من الأرقام التي يجب عدّها. لقد عملوا مع مجموعة مكونة من أربعة وثلاثين بالغاً، أربعة عشر منهم مصابون بالتوحد وعشرون منهم "نمطيون عصبياً"، أي أن تطورهم اتبع المسار المعتاد. طُلب من هؤلاء المشاركين أداء نوعين من المهام في غرفة مليئة بالكاميرات التي تتبع كل حركة لهم في ثلاثة أبعاد. أولاً، مشوا بنوايا عاطفية محددة: مرة كما لو كانوا يشعرون بالثقة والقوة، ومرة كما لو كانوا يشعرون بالحزن والثقل. بعد ذلك، انخرطوا في مهمة اجتماعية، حيث رقصوا أولاً بمفردهم ثم تخيلوا أنهم يرقصون مع شريك. لم يكتفِ الباحثون بطلب الحركة من المشاركين فحسب؛ بل طلبوا منهم تجسيد شعور أو دور اجتماعي، مما خلق بيئة غنية وطبيعية تحاكي الحياة الواقعية بشكل وثيق أكثر مما تفعل الاختبارات المختبرية العقيمة.
ولتحليل آلاف نقاط البيانات الناتجة عن هذه الحركات، استخدم الباحثون نوعين مختلفين من أنظمة التعلم الحاسوبي. نظر أحد الأنظمة إلى تفاصيل محددة مختارة يدوياً للحركة، مثل سرعة انثناء الركبة أو المسافة التي قطعتها الكتف. أما النظام الآخر، وهو نموذج تعلم عميق أكثر تقدماً، فقد نظر إلى تدفق الحركة بأكرا كتدفق مستمر، محاولاً إيجاد أنماط قد تغفل عنها العين البشرية. والأهم من ذلك، لم يرد الباحثون من الكمبيوتر أن يخمن فقط من هو مصاب بالتوحد ومن لا هو، بل أرادوا فهم "لماذا" اتخذ الكمبيوتر تلك التخمينات. لقد استخدموا أدوات تعمل مثل "المصباح الكاشف"، حيث تكشف بالضبط عن أجزاء الجسم ولحظات الزمن الأكثر أهمية لقرار الكمبيوتر. سمح هذا النهج لهم ليس فقط برؤية وجود اختلاف، بل بمعرفة أين ومتى حدث ذلك الاختلاف.
أظهرت النتائج أن القدرة على التمييز بين المجموعتين اعتمدت بشكل كبير على تعقيد المهمة. فعندما كان المشاركون يمشون ببساً، استطاع الكمبيوتر التمييز بين المجموعتين بدقة متوسطة، ولكن مع زيادة المتطلبات العاطفية والاجتماعية للمهام، أصبحت الاختلافات أكثر وضوحاً. كان الكمبيوتر أكثر نجاحاً في تحديد المجموعات أثناء مهام الرقص، خاصة عندما تخيل المشاركون وجود شريك. يشير هذا إلى أنه كلما تطلبت الحركة تعبيراً عاطفياً أو تنسيقاً اجتماعياً، برزت "البصمة الحركية" الفريدة للشخص المصاب بالتوحد بشكل أوضح. ويبدو أن التحديات في التوحد لا تتعلق فقط بنقص المهارة، بل بكيفية تكيف الدماغ مع استراتيجيات الحركة عند مواجهة متطلبات اجتماعية وعاطفية معقدة.
وعندما نظر الباحثون عن كثب في أجزاء الجسم المحددة التي دفعت هذه الاختلافات، وجدوا نمطاً مثيراً للاهتمام. فبالنسبة لمهام المشي، كانت العلامات الأكثر دلالة توجد غالباً في الجزء السفلي من الجسم، وتحديداً في القدمين والركبتين. بدا أن الطريقة التي تلمس بها القدم الأرض وزوايا الركبتين تحمل دليلاً ثابتاً ظل مستقراً بغض النظر عما إذا كان الشخص يحاول أن يبدو واثقاً أو حزيناً. ومع ذلك، مع تحول المهام لتصبح أكثر تعبيراً، تغيرت القصة. فخلال مهمة المشي الحزين، انتقلت الاختلافات نحو الأعلى، حيث أصبح الجذع والصدر أكثر بروزاً. لاحظ الكمبيوتر أنه بينما قد يبدو مسار الجسم عبر الفضاء متشابهاً، فإن حجم وكثافة الحركات في الجزء العلوي من الجسم كان مختلفاً. وفي مهام الرقص، أصبح التمييز أكثر انتشاراً؛ فعند الرقص بمفردهم، كانت الذراعان والكتفان مؤشرين رئيسيين. ولكن عندما تخيل المشاركون الرقص مع شريك، انتشرت الاختلافات عبر الجسم بأكمله، من الرأس وصولاً إلى أصابع القدمين، مما يشير إلى أن التنسيق الاجتماعي يتطلب مستوى من التكامل لكامل الجسم يكشف عن اختلافات أعمق في كيفية تخطيط الدماغ للحركة وتنفيذها.
كانت واحدة من أكثر النتائج إثارة للاهتمام تتعلق بالتوقيت. فقد تعلم الكمبيوتر أن أكبر الاختلافات بين المجموعتين غالباً ما تحدث في بداية الحركة تماماً. فعندما يبدأ المشارك في الرقص أو تغيير طريقة مشيه، فإن التخطيط الأولي وإعداد الجسم يكشفان عن الأنماط الأكثر تميزاً. ومع استمرار الحركة لتصبح أكثر تلقائية، تصبح الاختلافات أحياناً أقل وضوحاً. يشير هذا إلى أن الصعوبة قد لا تكمن في القدرة على الاستمرار في الحركة، بل في الخطوة الأولية المتمثلة في ترجمة نية أو إشارة اجتماعية إلى فعل بدني. كما وجدت الدراسة أن الكمبيوتر كان قادراً على تحديد هذه الأنماط باستمرار عبر مختلف الأفراد، رغم أن المجموعة ضمت أشخاصاً من أعمار مختلفة ومستويات قدرة متفاوتة. وهذا يشير إلى أن هذه الاختلافات الحركية هي جزء جوهري من تجربة التوحد، وليست مجرد عرض جانبي لعوامل أخرى.
لا تشير الأبحاث إلى أن المصابين بالتوحد يتحركون "بشكل خاطئ" أو أنهم يفتقرون إلى القدرة على التعبير عن أنفسهم. بدلاً من ذلك، فهي تشير إلى طريقة مختلفة لتنظيم الحركة، تستجيب للسياقات العاطفية والاجتماعية بطريقة فريدة. تتحدى الدراسة الفكرة القائلة بأن الاختلافات الحركية في التوحد ثابتة أو جامدة؛ بل تظهر أنها مرنة، وتتغير وتتكيف اعتماداً على ما إذا كان الشخص بمفرده أو مع آخرين، وما إذا كان يعبر عن الثقة أو الحزن. ومن خلال استخدام أدوات حاسوبية متقدمة للاستماع إلى لغة الجسد، كشف الباحثون عن طبقة من التواصل ظلت مخفية لفترة طويلة. لقد وجدوا أن الجسد يحمل بصمة العقل، وهي بصمة تصبح أكثر وضوحاً عندما نطلب منه القيام بشيء معقد وذي معنى. يفتح هذا العمل باباً جديداً لفهم التوحد، مما يوحي بأنه من خلال النظر في كيفية تحرك الناس في سياقات واقعية، يمكننا اكتساب فهم أعمق وأكثر تعاطفاً لكيفية تجربتهم للعالم.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.