كيف يعيد الدماغ تنظيم نفسه لأداء مهام متعددة؟

كشف باحثون من جامعة "جورج تاون" الأميركية أن الدماغ لا يكتفي بتكرار المهارة حتى تصبح أسرع، بل يعيد تنظيم دوائره العصبية كي ينقل بعض المهام المتعلمة من مراكز التفكير الواعي إلى مناطق أكثر تخصصاً، ما يفتح الباب أمام شكل حقيقي من تعدد المهام.

وترجح النتائج، المنشورة في دورية Journal of Cognitive Neuroscience، أن الخبرة الطويلة قد تحرر القشرة الجبهية الأمامية، وهي المنطقة التي تعمل عادة كعنق زجاجة للانتباه واتخاذ القرار، لتصبح قادرة على التعامل مع مهمة أخرى بينما تُنفذ المهارة المتعلمة بدرجة أكبر من التلقائية.

تكشف الدراسة أن الدماغ ليس جهازاً ثابتاً يكتفي بتسريع ما يعرفه، بل نظام مرن يعيد توزيع أعبائه مع الخبرة؛ فما يبدو كأداء تلقائي بسيط قد يكون في الواقع نتيجة إعادة هندسة عصبية دقيقة، تسمح للإنسان بأن يبني مهارة فوق أخرى، وأن يحرر جزءاً من عقله للتعامل مع العالم المتغير من حوله.

كل من تعلّم قيادة السيارة يعرف هذه النقلة جيداً. في البداية، تبدو القيادة عملية مرهقة ذهنياً، من مراقبة الطريق، والتحكم في المقود، والضغط على الدواسات، ومتابعة المرايا، وصولاً للانتباه لإشارات المرور. لكن بعد سنوات من الخبرة، يستطيع السائق غالباً أن يتحدث مع شخص بجواره أو يستمع إلى الموسيقى أو يفكر في مشكلة يومية، بينما تستمر يداه وقدماه في أداء معظم تفاصيل القيادة دون جهد واعٍ كبير.

ويعكس هذا التحول من الجهد الكامل إلى الأداء شبه التلقائي تغيراً عميقاً في الطريقة التي يستخدم بها الدماغ شبكاته العصبية، لكن ماذا يحدث داخل الدماغ عندما تنتقل مهمة من مرحلة التعلم الواعي إلى مرحلة التنفيذ التلقائي بعد تدريب طويل؟

ركزت الدراسات السابقة كثيراً على البدايات؛ أي كيف يتعلم الدماغ مهمة جديدة في أيامها الأولى؛ أما ما يحدث بعد أسابيع من التدريب المكثف، حين تصبح المهارة أكثر رسوخاً، فظل أقل وضوحاً.

لذا؛ صمم الباحثون تجربة طولية تتابع المشاركين قبل التدريب وبعده، بدلاً من الاكتفاء بمقارنة أشخاص مبتدئين بآخرين خبراء في لحظة واحدة.

في الدراسة الجديدة، درب الباحثون، المشاركين، على تصنيف صور مركبة لسيارات إلى فئتين. كانت الصور معدلة بدرجات تجعل الفروق بينها دقيقة، بحيث يحتاج المشارك إلى تعلم سمات بصرية خفية للتمييز بينها. لم يكن التدريب قصيراً؛ فقد أجرى المشاركون أكثر من 30 ألف محاولة على مدى 5 إلى 10 أسابيع، باستخدام تطبيق على الهاتف يحول المهمة إلى لعبة يومية.

ولرصد ما يجري في الدماغ، استخدم الفريق تقنيتين مكملتين؛ التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، الذي يوضح المناطق الدماغية النشطة أثناء أداء المهمة، وتخطيط كهربية الدماغ، الذي يوفر معلومات دقيقة عن توقيت النشاط العصبي. وأُجريت القياسات قبل التدريب وبعده، ما سمح للباحثين برؤية كيف تغيرت الدوائر العصبية مع تراكم الخبرة.

في البداية، بعد أن تعلم المشاركون المهمة الأساسية، كان تصنيف الصور يعتمد بدرجة كبيرة على القشرة الجبهية الأمامية. تشارك هذه المنطقة في الوظائف التنفيذية، مثل التخطيط، والانتباه، وضبط السلوك، واتخاذ القرار. لكنها، بحسب الفهم التقليدي، محدودة السعة؛ فهي لا تتعامل بكفاءة مع مهمتين تتطلبان جهداً واعياً في الوقت نفسه.

لكن بعد أسابيع من التدريب، ظهرت صورة مختلفة؛ فقد وجد الباحثون أن مهمة التصنيف أصبحت تنشط القشرة الصدغية، وهي منطقة تشارك في الذاكرة والتعرف إلى الأشياء المعقدة.

وبمعنى آخر، لم تعد المهمة بحاجة إلى المرور بالطريقة نفسها عبر مركز التحكم الجبهي، بل أصبحت تعتمد على دوائر أكثر تخصصاً في معالجة الفئات البصرية.

ويفسر الباحثون هذه النتيجة بأن الخبرة الطويلة تعيد تشكيل بنية المهمة داخل الدماغ. فبدلاً من أن تظل القشرة الجبهية الأمامية مسؤولة عن تصنيف الصور خطوة بخطوة، تنتقل معلومات الفئة إلى منطقة انتقائية في الفص الصدغي، ثم تتصل مباشرة بأجزاء الدماغ المسؤولة عن إخراج الاستجابة. بهذه الطريقة، تتجاوز المهمة "عنق الزجاجة" في القشرة الجبهية.

ويرى المؤلف الرئيسي في الدراسة "ماكسيميليان ريزنهيوبر" أستاذ علم الأعصاب في كلية الطب بجامعة جورج تاون أن النتائج تقدم خطوة إضافية في فهم كيفية تعلم الدماغ. فالتدريب لا يزيد الكفاءة فقط، بل يمكن أن يعيد تشكيل "المعمار العصبي" نفسه، بحيث تستخدم المهارة مناطق أخرى من الدماغ وتترك مساحة أكبر للعمليات الواعية.

وتساعد النتيجة في فهم مواقف مهنية حساسة، فطبيب الأشعة، مثلاً، يمكنه بعد سنوات من التدريب أن يميز كتلاً في صورة أشعة ويصنفها كحميدة أو خبيثة بسرعة وبدون مداولات طويلة في كل مرة. لا يعني ذلك أن القرار بسيط أو غير مسؤول، بل إن الخبرة تنقل جزءاً من المعالجة إلى دوائر عصبية مدربة على التقاط الأنماط المتكررة.

طالما ساد تصور أن البشر لا يقومون بتعدد مهام حقيقي، بل ينتقلون بسرعة بين مهمة وأخرى. هذا التصور منطقي في كثير من المواقف؛ فمحاولة كتابة رسالة أثناء متابعة حديث معقد، أو قراءة نص أثناء الاستماع إلى تعليمات دقيقة، غالباً ما تؤدي إلى تدهور الأداء في إحدى المهمتين أو كلتيهما.

لكن الدراسة الجديدة تشير إلى أن الصورة أكثر تعقيداً. فإذا دُربت مهمة معينة بما يكفي حتى تنتقل إلى دوائر أقل اعتماداً على القشرة الجبهية الأمامية، فقد يستطيع الدماغ تنفيذها بالتوازي مع مهمة أخرى.

هذا لا يعني أن الإنسان يستطيع فعل أي شيئين في الوقت نفسه بأمان أو كفاءة، فالفريق نفسه يحذر من التبسيط؛ فالمشي ومضغ العلكة مثالان على مهمتين يمكن أن تعتمدا على دوائر مختلفة بما يكفي للتوازي. أما النظر إلى الهاتف ومتابعته أثناء القيادة، فلن يصبح آمنا بمجرد التدريب، لأن المهمة تسحب العينين والانتباه البصري بعيداً عن الطريق، وتخلق تداخلاً خطيراً مع متطلبات القيادة نفسها.

تتجاوز أهمية الدراسة فهم المهارات اليومية، فالنتائج قد تساعد أيضا في تفسير بعض السلوكيات القهرية أو العادات التي تبدو خارجة عن السيطرة الواعية. عندما تنتقل السلوكيات المتعلمة إلى دوائر أقل خضوعاً للتحكم التنفيذي، يصبح تغييرها أصعب من مجرد مطالبة الشخص بأن "يفكر في شيء آخر". ففهم مكان حدوث السلوك في الدماغ قد يكون خطوة أولى نحو تصميم طرق أفضل لفك التعلم أو إعادة التدريب.

وتحمل النتائج كذلك إشارة مهمة لبحوث الذكاء الاصطناعي. فالدماغ البشري بارع في التعلم المستمر، أي بناء مهارات جديدة فوق مهارات قديمة دون أن يفقد قدرته على استخدام ما تعلمه سابقاً.

ويرجح "ريزنهيوبر" أن نقل المهارات المتعلمة إلى مناطق أكثر تخصصاً، مع تحرير القشرة الجبهية لمهام جديدة، قد يكون جزءاً من سر هذه القدرة. في المقابل، لا تزال نماذج الذكاء الاصطناعي الحالية تواجه صعوبات في التعلم التراكمي المستمر بالمرونة نفسها.

ولا تقدم الدراسة وصفة جاهزة لبناء أنظمة ذكاء اصطناعي شبيهة بالدماغ، ولا تعني أن كل مهارة بشرية يمكن تحويلها إلى أداء تلقائي بلا حدود. لكنها تطرح مبدأ مهماً؛ فالتعلم المتقدم لا يتم فقط بتقوية المسار العصبي نفسه، بل قد يتضمن إعادة توزيع العمل بين مناطق الدماغ.