Age-related differences in cortical functional connectivity during du al-task walking: a cross-sectional fNIRS study

تعد المشي أحد أكثر الأشياء تلقائية التي يقوم بها الكائن البشري. فنحن لا نفكر في رفع قدم، أو نقل الوزن، أو وضع الكعب؛ بل يتعامل الجسم مع الأمر ببساطة بينما يظل العقل حراً في الترحال. ومع ذلك، مع تقدم الناس في السن، غالباً ما تبدأ هذه العملية التلقائية في تتطلب انتباهاً واعياً أكبر. إذ يجب أن يعمل الدماغ بجهد أكبر لإبقاء الساقين في حالة حركة آمنة، خاصة عندما يحاول العقل أيضاً القيام بشيء آخر، مثل تذكر قائمة تسوق أو إجراء محادثة. وتُعرف هذه المعاناة بين تحريك الجسم وتفكير العقل بـ "المهام المزدوجة"، وهنا تصبح التغيرات الخفية للشيخوخة مرئية. لطالما اشتبه العلماء في أن الدماغ الهرم يعيد تنظيم كيفية إدارة هذه المطالب المتنافسة، لكن رؤية كيف تتواصل أجزاء الدماغ المختلفة مع بعضها البعض أثناء مشي الشخص كانت أمراً صعباً. ولفهم ذلك، احتاج الباحثون إلى وسيلة لمراقبة الدماغ أثناء العمل دون الطلب من الشخص الاستلقاء ساكناً في آلة ضخمة.

وضع فريق من الباحثين في الصين هدفاً لمراقبة هذه العملية مباشرة من خلال مقارنة البالغين الأكبر سناً والأصحاء بالبالغين الأصغر سناً والأصحاء. واستخدموا جهازاً محمولاً يسلط ضوءاً آمناً من الأشعة تحت الحمراء القريبة عبر فروة الرأس لقياس تدفق الدم في الطبقات الخارجية من الدماغ. هذه التكنولوجيا، التي تُسمى "مطيافية الأشعة تحت الحمراء القريبة الوظيفية"، تعمل كنافذة على نشاط الدماغ بينما يكون الشخص حراً في الحركة. طلب الباحثون من خمسة وخمسين متطوعاً أداء ثلاثة أنشطة مختلفة: المشي بمفردهم، والجلوس للقيام بلعبة كلمات، والمشي أثناء القيام بلعبة الكلمات في الوقت نفسه. تطلبت لعبة الكلمات من المشاركين التفكير في كلمات تحتوي على حروف محددة، وهي مهمة تتطلب التركيز والذاكرة. ومن خلال قياس أنماط تدفق الدم أثناء هذه المهام، استطاع الفريق رؤية كيف ترتبط مناطق الدماغ المختلفة ببعضها البعض للحفاظ على حركة الجسم وعمل العقل.

شملت الدراسة ثلاثين شخصاً من كبار السن، بمتوسط عمر بلغ سبعة وستين عاماً، وثمانية وعشرين شاباً، بمتوسط عمر بلغ أربعة وعشرين عاماً. وقبل بدء مسح الدماغ، أكد الباحثون أن مجموعة كبار السن سجلت درجات أقل قليلاً في الاختبارات القياسية للذاكرة وسرعة التفكير، وهو أمر معتاد لهذه الفئة العمرية، لكن الجميع كانوا بصحة جيدة تسمح لهم بالمشي والتحدث دون صعوبة. ارتدى المشاركون قبعة مثبت عليها مستشعرات تغطي مقدمة وأعلى الرأس، وهي المناطق المعروفة بصلتها بالتخطيط للحركة والتفكير. ثم سجل الباحثون نشاط الدماغ بينما كان المتطوعون يمشون في مسار مستقيم، ويجلسون بهدوء لتسميع الأرقام، وأخيراً يمشون أثناء توليد الكلمات. كان الهدف هو معرفة ما إذا كان طريقة تواصل مناطق الدماغ ستتغير عندما تصبح المهمة أصعب، وما إذا كانت تلك التغييرات ستبدو مختلفة لدى مجموعة كبار السن مقارنة بالمجموعة الأصغر سناً.

وكشفت النتائج عن اختلاف واضح في كيفية تعامل المجموعتين العمريتين مع تحدي المشي أثناء التفكير. بالنسبة للشباب، ظلت أنماط التواصل في الدماغ مستقرة بشكل ملحوظ؛ فسواء كانوا يمشون بمفردهم أو يمشون أثناء حل لغز الكلمات، لم تتغير الروابط بين أجزاء دماغهم بشكل كبير. بدا أن أدمغتهم تتعامل مع الحمل الذهني الإضافي دون الحاجة إلى إعادة تنظيم شبكاتهم الداخلية. ومع ذلك، أظهر كبار السن صورة مختلفة تماماً. فعندما مشوا أثناء التفكير، ضعفت الروابط داخل مناطق محددة في الجانب الأيمن من دماغهم، لا سيما المناطق المسؤولة عن التخطيط والتنسيق الحركي. وفي الوقت نفسه، أصبح الاتصال بين الجزء المفكر في مقدمة الدماغ والمنطقة القريبة من الأذن التي تساعد في اللغة والصوت أقوى.

يشير هذا التحول في دماغ كبار السن إلى أنه عندما تصبح المهمة صعبة، فإن شبكة التواصل تغير شكلها. قد يشير ضعف الروابط في مناطق التخطيط للحركة إلى أن هذه المناطق تكافح للحفاظ على مستواها المعتاد من التنسيق عندما يكون الدماغ مشغولاً أيضاً بلعبة كلمات. وفي المقابل، فإن الرابط الأقوى بين منطقة التفكير ومنطقة اللغة يشير إلى أن دماغ كبار السن يستعين بمساعدة إضافية من أجزاء أخرى من الشبكة لمواكبة الطلب. ووجد الباحثون أن هذه التغييرات لم تكن عشوائية؛ إذ ارتبطت قوة هذه الروابط بمدى أداء المشاركين في اختبارات الذاكرة وسرعة نهوضهم من الكرسي والمشي. فالمشاركون الذين امتلكوا روابط أقوى في مناطق الحركة سجلوا درجات أفضل في الاختبارات المعرفية، بينما مال أولئك الذين امتلكوا رابطاً أقوى بين منطقة التفكير واللغة إلى أنماط أداء مختلفة قليلاً.

نظرت الدراسة أيضاً في مدى نجاح المشاركين في أداء المهام. فخلال المشي أثناء المهمة المزدوجة، أنتج كبار السن عدداً أقل من الكلمات الصحيحة مقارنة بالشباب، مما يؤكد أن الحمل الذهني كان بالفعل أصعب بالنسبة لهم. ومع ذلك، أشار الباحثون إلى أنهم لم يتمكنوا من قياس كيفية تغير سرعة المشي أو الاستقرار بدقة أثناء لعبة الكلمات، لذا لا يمكنهم الجزم بما إذا كان كبار السن قد ضحوا بسلامة مشيهم من أجل التفكير بشكل أفضل، أو العكس. كانت النتائج محددة بلحظة المشي والتفكير؛ فعندما كان كبار السن يمشيان فقط أو يفكران فقط، بدت روابطهم الدماغية مشابهة جداً للمجموعة الشابة. وهذا يعني أن الاختلافات الفريدة في كيفية تنظيم أدمغتهم لا تصبح واضحة إلا عندما يُجبرون على القيام بالأمرين معاً.

تقدم هذه الملاحظات رؤية أوضح لما يحدث داخل دماغ كبار السن أثناء الأنشطة اليومية المعقدة. إن حقيقة أن دماغ كبار السن يظهر أنماط اتصال مختلفة فقط تحت الضغط تشير إلى أن الدماغ يحاول التكيف مع التحدي، ربما من خلال استخدام مسارات مختلفة لإنجاز المهمة. وبينما لا تثبت الدراسة أن هذه التغييرات جيدة أو سيئة، إلا أنها تُظهر أن شبكة الدماغ مرنة وتستجيب للمطالب اللحظية. وقد أقر الباحثون بأن حجم العينة كان متواضعاً وأن الدراسة كانت لقطة زمنية، لذا لا يمكنها إظهار كيف تتغير هذه الأنماط على مر السنين. كما أشاروا إلى أن الطريقة التي صُممت بها لعبة الكلمات قد تكون أثرت على النتائج، وأن التكنولوجيا المستخدمة ترى فقط سطح الدماغ. وبالر despite هذه الحدود، يقدم هذا العمل نظرة ملموسة على التعديلات غير المرئية التي يجريها الدماغ للحفاظ على حركتنا وتفكيرنا، كاشفاً أن دماغ كبار السن لا يتباطأ فحسب، بل يعيد صياغة نفسه استجابةً للعالم من حوله.