كيف يعرف دماغنا متى يحدث شيء ما؟ لقد كشف فريق بحثي من فرانكفورت أم ماين لأول مرة كيف تساعدنا إيقاعات الدماغ الخاصة في التنبؤ بتوقيت الأحداث المستقبلية. تظهر النتائج الرائدة، التي نُشرت مؤخرًا في مجلة Nature Communications المرموقة، أن اهتزازات معينة في الدماغ تلعب دورًا رئيسيًا في توقع العالم من حولنا.
ركز علماء من معهد ماكس بلانك للجماليات التجريبية (MPIEA)، ومعهد إرنست سترونغمان لعلوم الأعصاب (ESI)، وجامعة غوته في فرانكفورت على ما يسمى باحتمالية الحدث - أي مدى احتمالية حدوث شيء ما في وقت معين. لهذا الغرض، قاموا بتحليل تيارات الدماغ في نطاقات التردد ألفا (7-12 هرتز) وبيتا (15-30 هرتز). "تظهر نتائجنا أن هذه الاهتزازات تشفر توقيت الأحداث المستقبلية. كلما كان الحدث أكثر قابلية للتنبؤ، كانت الإشارات أقوى - وكلما تمكن الدماغ من الاستجابة بشكل أسرع"، كما يوضح ماتياس غرابنهورست، المؤلف الأول للدراسة من ESI.
استخدم الباحثون تخطيط الدماغ المغناطيسي (MEG)، وهي طريقة عالية الدقة لقياس نشاط الدماغ، لتحديد ثلاث مناطق دماغية رئيسية تشارك في هذه العملية. الفص الجداري الخلفي، وهو مركز للتخطيط والاستعداد للحركة، يعمل جنبًا إلى جنب مع التلفيف الصدغي الأوسط الخلفي، المسؤول عن المعالجة الزمنية. ويكمل هذا الثلاثي القشرة الحركية الحسية، التي تتحكم في الحركات التي تتبع الأحداث المتوقعة. تشكل هذه المناطق شبكة تسمح لنا "بإحساس" المستقبل بشكل حدسي.
يمكن أن يكون للنتائج آثار بعيدة المدى - من تحسين الأداء الرياضي إلى علاج الأمراض العصبية. "نحن لا نزال في بداية فهم دور هذه الإيقاعات الدماغية"، كما يقول المؤلف الأقدم جورجيوس ميخالاريس من جامعة غوته. "تخيل أننا نستطيع استخدام هذه الإشارات لتدريب الدماغ على التخطيط المسبق بشكل أفضل - أو أن الاضطرابات في هذه الإيقاعات تفسر سبب وجود مشاكل في التوقيت والاستجابات لدى الأشخاص الذين يعانون من اضطراب فرط الحركة ونقص الانتباه أو مرض باركنسون."
تعد الدراسة جزءًا من مشروع البحث "توقع الأحداث في الوقت المناسب"، والذي أسفر بالفعل عن العديد من المنشورات. إنها تلقي ضوءًا جديدًا على الأسئلة الأساسية في علم الأعصاب: كيف نتنقل عبر الزمن؟ كيف يتخذ الدماغ القرارات؟ وكيف يمكن التأثير على هذه الآليات بشكل مستهدف؟ بالنسبة للرياضيين، قد يعني هذا الاستجابة للكرة بشكل أسرع؛ وبالنسبة للمرضى الذين يعانون من اضطرابات عصبية، قد يفتح هذا آفاقًا علاجية جديدة.
يؤكد الباحثون في فرانكفورت أن هذه ليست سوى البداية. ومن المتوقع أن توضح دراسات أخرى مدى عالمية هذه الإيقاعات الدماغية وما إذا كان يمكن تعديلها بشكل مستهدف. ومع ذلك، هناك شيء واحد مؤكد: الدماغ هو سيد التنبؤ - ونحن الآن فقط نبدأ في كشف أسراره.
