يحتوي الدماغ على خلايا عصبية تنشط على وجه التحديد أثناء عمليات حسابية معينة. هذا ما أظهرته دراسة حديثة أجرتها جامعتا توبنغن وبون. حيث تشير النتائج إلى أن بعض الخلايا العصبية المكتشفة تنشط حصرياً أثناء عمليات الجمع، بينما ينشط البعض الآخر أثناء عمليات الطرح. لا يهم هنا إذا كانت تعليمات الحساب مكتوبة ككلمة أو كرمز.
الخلايا العصبية الناشطة في عملية الجمع مختلفة عنها في عملية الطرح.
يحتوي الدماغ على خلايا عصبية تنشط على وجه التحديد أثناء عمليات حسابية معينة. هذا ما أظهرته دراسة حديثة أجرتها جامعتا توبنغن وبون. حيث تشير النتائج إلى أن بعض الخلايا العصبية المكتشفة تنشط حصرياً أثناء عمليات الجمع، بينما ينشط البعض الآخر أثناء عمليات الطرح. لا يهم هنا إذا كانت تعليمات الحساب مكتوبة ككلمة أو كرمز.
ربما يعرف معظم أطفال المدارس الابتدائية بالفعل أن ثلاث تفاحات بالإضافة إلى تفاحتين يصبح الناتج خمس تفاحات. ومع ذلك، فإن ما يحدث في الدماغ أثناء مثل هذه العمليات الحسابية لا يزال مجهولاً إلى حد كبير. ولكن الدراسة الحالية التي أجرتها جامعتا بون وتوبنغن تلقي الضوء على هذه المسألة.
استفاد الباحثون من ميزة خاصة يتمتع بها قسم الصرع في مشفى بون الجامعي. وهو متخصص في العمليات الجراحية لأدمغة المصابين بالصرع. تنشأ النوبات لدى بعض المرضى دائماً من نفس المنطقة في الدماغ. ومن أجل تحديد موقع هذه المنطقة المصابة تماماً، يقوم الأطباء بزرع عدة أقطاب كهربائية في المرضى. يمكن استخدام المجسات لتحديد أصل التشنج بدقة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن قياس نشاط الخلايا العصبية الفردية عبر الأسلاك.
شاركت خمس نساء وأربعة رجال في الدراسة الحالية. كانت لديهم مجسات كهربائية مزروعة فيما يسمى بالفص الصدغي للدماغ لتسجيل نشاط الخلايا العصبية. في غضون ذلك، كان على المشاركين أداء مهام حسابية بسيطة. يوضح البروفيسور فلوريان مورمان من قسم أمراض الصرع في مستشفى بون الجامعي: "وجدنا أن خلايا عصبية مختلفة تنشط أثناء عمليات الجمع أكثر منها في عمليات الطرح".
لم يكن الأمر أن بعض الخلايا العصبية تستجيب فقط لإشارة "+" والبعض الآخر فقط لإشارة "-": "حتى عندما استبدال الرموز الرياضية بالكلمات، ظل التأثير كما هو"، تشرح إستير كوتر، وهي تحضر لرسالة الدكتوراه في مجموعة أبحاث البروفيسور مورمان. "على سبيل المثال، عندما طُلب من المشاركين حساب '5 و 3'، عادت الخلايا العصبية الخاصة بعمليات الجمع إلى العمل مرة أخرى؛ بينما بالنسبة إلى '7 (-)4'، فقد تفعلت خلايا الطرح الخاصة بها.
يوضح هذا أن الخلايا المكتشفة تشفر بالفعل تعليمات رياضية للعمل. وهكذا أظهر نشاط الدماغ بدقة كبيرة نوع المهام التي كان الأشخاص الخاضعون للاختبار يحسبونها حالياً. فقد قام الباحثون بتغذية أنماط نشاط الخلايا في برنامج حاسوبي للتعلم الذاتي. وفي الوقت نفسه، زودوا البرنامج بمعلومات لمعرفة فيما إذا كان الأشخاص يقومون حالياً بحساب مبلغ أو حساب فرق. عندما واجهت الخوارزمية بيانات نشاط جديدة بعد مرحلة التدريب هذه، كانت قادرة على التحديد الدقيق للعملية الحسابية التي تم تسجيلها خلالها.
أشرف البروفيسور أندرياس نيدر من جامعة توبنغن على الدراسة مع البروفيسور مورمان. يقول نيدر: "نعلم من التجارب التي أُجريت على القرود أن الخلايا العصبية الخاصة بقواعد حسابية معينة توجد أيضاً في أدمغة البشر، ومع ذلك، تكاد لا توجد أي بيانات في هذا الاتجاه". خلال التحليل، صادفت مجموعتا العمل ظاهرة مثيرة للاهتمام، حيث تبين أن إحدى مناطق الدماغ التي تمت دراستها كانت تسمى القشرة المجاورة للحصين. وجد الباحثون هناك أيضاً خلايا عصبية تنشط بشكل خاص أثناء الجمع أو الطرح. ومع ذلك، عند الجمع، أصبحت الخلايا العصبية لعمليات الجمع المختلفة نشطة بالتناوب خلال نفس المهمة الحسابية. من الناحية المجازية، يبدو الأمر كما لو أن مفتاح الجمع الموجود على الآلة الحاسبة يغير موقعه باستمرار. كان الأمر نفسه مع عملية الطرح. ويشير الباحثون أيضاً إلى هذا باسم "الترميز الديناميكي".
يؤكد مورمان: "تمثل هذه الدراسة خطوة مهمة نحو فهم أفضل لواحدة من أهم قدراتنا الرمزية، وهي الحساب بالأرقام". يريد الفريقان من بون وتوبنغن الآن أن يبحثا بالضبط عن الدور الذي تلعبه الخلايا العصبية في هذا الأمر.
----