نعلم جميعاً أن الغناء والموسيقا هما غذاء الروح. والآن يحاول العلماء أن يثبتوا هذه الحقيقة من خلال أبحاثهم ودراساتهم وتجاربهم. ابتكر الباحثون طريقة جديدة لتحليل بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي، والتي سمحت لهم بتحديد ست مجموعات عصبية ذات أنماط استجابة مختلفة بما في ذلك مجموعة انتقائية للموسيقا ومجموعة أخرى تستجيب بشكل انتقائي للكلام.
حدد علماء الأعصاب في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا لأول مرة مجموعة من الخلايا العصبية في دماغ الإنسان التي تضيء عندما نسمع الغناء تحديداً.
يبدو أن هذه الخلايا العصبية الموجودة في القشرة السمعية تستجيب لتركيبة محددة من الصوت والموسيقا، ولكن ليس للكلام العادي أو الموسيقا الآلية. يقول الباحثون إن ما يفعلونه بالضبط غير معروف، وسيتطلب المزيد من العمل للكشف عنه.
يقول سام نورمان هينيري، باحث ما بعد الدكتوراة السابق في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: يقدم العمل دليلاً على الفصل الدقيق نسبياً للوظيفة داخل القشرة السمعية بطريقة تتماشى مع تمييز بديهي للموسيقا.
يعتمد العمل على دراسة عام 2015 استخدم فيها نفس فريق البحث التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) لتحديد مجموعة من الخلايا العصبية في القشرة السمعية للدماغ والتي تستجيب بشكل خاص للموسيقا.
في العمل الجديد استخدم الباحثون تسجيلات للنشاط الكهربائي تم التقاطها على سطح الدماغ، والتي أعطتهم معلومات أكثر دقة من التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي.
يقول هينيري: هناك مجموعة من الخلايا العصبية التي تستجيب للغناء، ثم في مكان قريب جداً توجد مجموعة أخرى من الخلايا العصبية التي تستجيب على نطاق واسع للكثير من الموسيقا. في نطاق التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، كانت قريبة جداً بحيث لا يمكنك فصلها، ولكن مع التسجيلات داخل الجمجمة نحصل على دقة إضافية، وهذا ما نعتقد أنه سمح لنا بفصلها عن بعضها.
التسجيلات العصبية
في دراستهم لعام 2015، استخدم الباحثون التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لمسح أدمغة المشاركين أثناء استماعهم لمجموعة من 165 صوتاً، بما في ذلك أنواع مختلفة من الكلام والموسيقا، بالإضافة إلى الأصوات اليومية مثل النقر بالأصابع أو نباح الكلب. بالنسبة إلى تلك الدراسة ابتكر الباحثون طريقة جديدة لتحليل بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي، والتي سمحت لهم بتحديد ست مجموعات عصبية ذات أنماط استجابة مختلفة بما في ذلك مجموعة انتقائية للموسيقا ومجموعة أخرى تستجيب بشكل انتقائي للكلام.
في الدراسة الجديدة كان الباحثون يأملون في الحصول على بيانات عالية الدقة باستخدام تقنية تُعرف باسم تخطيط كهربية القشرة (ECoG)، والتي تسمح بتسجيل النشاط الكهربائي بواسطة أقطاب كهربائية موضوعة داخل الجمجمة. تقدم هذه التقنية صورة أكثر دقة للنشاط الكهربائي في الدماغ مقارنة بالرنين المغناطيسي الوظيفي.
يقول كانويشر وهو عالم شارك في الدراسة: مع معظم الأساليب في علم الأعصاب الإدراكي البشري، لا يمكنك رؤية التمثيلات العصبية. معظم أنواع البيانات التي يمكننا جمعها يمكن أن تخبرنا أن هذه قطعة من الدماغ تفعل شيئاً ما لكن هذا محدود جداً. نريد أن نعرف ما يحدث هناك.
لا يمكن إجراء تخطيط كهربية الدماغ عادةً على البشر لأنه إجراء جائر، ولكنه غالباً ما يستخدم لمراقبة مرضى الصرع الذين هم على وشك الخضوع لعملية جراحية لعلاج نوباتهم. تتم مراقبة المرضى على مدار عدة أيام حتى يتمكن الأطباء من تحديد مصدر نوباتهم قبل الجراحة. خلال ذلك الوقت، إذا وافق المرضى، يمكنهم المشاركة في الدراسات التي تتضمن قياس نشاط الدماغ أثناء أداء مهام معينة. في هذه الدراسة تمكن فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا من جمع بيانات من 15 مشاركاً على مدار عدة سنوات.
بالنسبة إلى هؤلاء المشاركين، قام الباحثون بتشغيل نفس المجموعة المكونة من الـ 165 صوتاً التي استخدموها في دراسة الرنين المغناطيسي الوظيفي السابقة. تم تحديد موقع الأقطاب الكهربائية لكل مريض من قبل الجراحين، لذلك لم يلتقط البعض أي ردود على المدخلات السمعية، لكن العديد منهم فعلوا ذلك. باستخدام تحليل إحصائي جديد طوروه، تمكن الباحثون من استنتاج أنواع المجموعات العصبية التي أنتجت البيانات التي تم تسجيلها بواسطة كل قطب كهربائي.
يقول هينيري: عندما طبقنا هذه الطريقة على مجموعة البيانات هذه، ظهر نمط الاستجابة العصبية الذي استجاب للغناء فقط. كان هذا اكتشافاً لم نتوقعه حقاً، لذا فهو يبرر إلى حد كبير الهدف الكامل من النهج وهو الكشف عن أشياء جديدة قد لا تفكر في البحث عنها.
كانت لتلك المجموعة من الخلايا العصبية الخاصة بالأغنية استجابات ضعيفة جداً للكلام ولموسيقا الآلات، وبالتالي فهي تختلف عن مجموعات الخلايا العصبية الانتقائية الخاصة بالموسيقا والكلام التي تم تحديدها في دراستهم السابقة.
الغناء في الدماغ
في الجزء الثاني من الدراسة، ابتكر الباحثون طريقة رياضية لدمج البيانات من التسجيلات داخل الجمجمة مع بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي من دراستهم السابقة. نظراً لأن التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي يمكن أن يغطي جزءاً أكبر بكثير من الدماغ، فقد سمح لهم ذلك بتحديد مواقع المجموعات العصبية التي تستجيب للغناء بدقة أكبر.
يقول ماكديرموت: "هذه الطريقة في الجمع بين ECoG و fMRI تعتبر تقدماً منهجياً هاماً. كان الكثير من الأشخاص يجرون تخطيط كهربية الدماغ على مدار السنوات العشر أو الخمس عشرة الماضية، ولكنه دائماً ما كان مقيداً بمسألة تناثر التسجيلات. سام هو حقاً أول شخص يكتشف كيفية الجمع بين الدقة المحسّنة للقطب الكهربي للتسجيلات مع بيانات الرنين المغناطيسي الوظيفي للحصول على توطين أفضل للاستجابات الإجمالية.
تقع النقطة الفعالة الخاصة بالأغنية التي عثروا عليها في الجزء العلوي من الفص الصدغي، بالقرب من مناطق انتقائية للغة والموسيقا. يشير هذا الموقع إلى أن مجموعة الخلايا العصبية الخاصة بالأغنية قد تستجيب لميزات مثل درجة الصوت المتصورة، أو التفاعل بين الكلمات والنبرة المتصورة، قبل إرسال المعلومات إلى أجزاء أخرى من الدماغ لمزيد من المعالجة، كما يقول الباحثون.
يأمل الباحثون الآن في معرفة المزيد عن جوانب الغناء التي تحرك استجابات هذه الخلايا العصبية. كما أنهم يعملون أيضاً مع مختبر الأستاذة ريبيكا ساكس لدراسة ما إذا كان الرضع لديهم مناطق انتقائية للموسيقا، على أمل معرفة المزيد حول متى وكيف تتطور هذه المناطق الدماغية.
الموسيقا تحسن مرونة الدماغ
أظهر الباحثون في جامعة تورنتو أن الاستماع المتكرر للموسيقا ذات المغزى الشخصي يحفز مرونة الدماغ المفيدة عند المرضى الذين يعانون من ضعف إدراكي خفيف أو مرض الزهايمر المبكر.
ارتبطت التغييرات في المسارات العصبية للدماغ بزيادة أداء الذاكرة في الاختبارات النفسية العصبية، مما يدعم الإمكانات السريرية للتدخلات الشخصية القائمة على الموسيقا للأشخاص المصابين بالخرف.
لدينا دليل جديد قائم على الدماغ أن الموسيقا البارزة في السيرة الذاتية - أي الموسيقا التي تحمل معنى خاصاً للأشخاص، مثل الأغنية التي رقصوا عليها في حفل زفافهم - تحفز الاتصال العصبي بطرق تساعد في الحفاظ على مستويات أعلى من الأداء، يقول الدكتور مايكل تاوت، كبير مؤلفي الدراسة، ومدير تعاون أبحاث الموسيقا والعلوم الصحية.
عادةً ما يكون من الصعب جداً إظهار تغيرات إيجابية في الدماغ لدى مرضى الزهايمر. تظهر هذه النتائج الأولية والمشجعة تحسناً في سلامة الدماغ، مما يفتح الباب لمزيد من البحث حول التطبيقات العلاجية للموسيقا للأشخاص المصابين بالخرف - الموسيقيون وغير الموسيقيين على حد سواء.
أبلغ فريق البحث عن تغييرات هيكلية ووظيفية في المسارات العصبية للمشاركين في الدراسة، لا سيما في قشرة الفص الجبهي، مركز التحكم في الدماغ حيث تحدث العمليات الإدراكية العميقة. أظهر الباحثون أن تعريض أدمغة المرضى الذين يعانون من التدهور المعرفي في مراحله المبكرة إلى موسيقا بارزة في سيرتهم الذاتية، أدى إلى تنشيط شبكة عصبية متميزة - شبكة موسيقية - تتألف من مناطق دماغية متنوعة أظهرت اختلافات في التنشيط بعد فترة من الاستماع اليومي للموسيقا. كما لوحظت اختلافات في روابط الدماغ والمادة البيضاء، مما يوفر دليلاً إضافياً على المرونة العصبية.
تقول الدكتورة كورين فيشر، المؤلف الرئيسي ومدير الطب النفسي للشيخوخة في مستشفى سانت مايكل: قد تكون التدخلات القائمة على الموسيقا ممكنة وفعالة من حيث التكلفة ويمكن الوصول إليها بسهولة لمن هم في مرحلة مبكرة من التدهور المعرفي. وبينما يلزم إجراء دراسات مضبوطة أكبر لتأكيد الفوائد السريرية، تظهر النتائج التي توصلنا إليها أن النهج الفردي والمنزلي للاستماع إلى الموسيقا قد يكون مفيداً وله تأثيرات دائمة على الدماغ.
بالنسبة إلى الدراسة، استمع 14 مشاركاً - ثمانية غير موسيقيين وستة موسيقيين - إلى قائمة تشغيل منسقة للموسيقا المعروفة ذات الصلة بسيرهم الذاتية لمدة ساعة واحدة يومياً على مدار ثلاثة أسابيع. خضع المشاركون للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي الهيكلي والقائم على المهام قبل وبعد فترة الاستماع لتحديد التغييرات التي تطرأ على وظائف الدماغ وهيكله. خلال عمليات المسح هذه استمعوا إلى مقاطع من الموسيقا المعروفة منذ فترة طويلة والتي تم تأليفها حديثاً. سمعت قبل ساعة واحدة من المسح، كانت الموسيقا الجديدة متشابهة في الأسلوب لكنها لا تحمل أي معنى شخصي.
عندما استمع المشاركون إلى الموسيقا المؤلفة حديثاً التي تم الاستماع إليها مؤخراً، حدث نشاط الدماغ بشكل رئيسي في القشرة السمعية، وتركز على تجربة الاستماع. ومع ذلك، عندما استمع المشاركون إلى موسيقا معروفة لديهم منذ السابق، كان هناك تنشيط كبير في الشبكة المشفرة بعمق لقشرة الفص الجبهي، وهو مؤشر واضح على المشاركة الإدراكية التنفيذية. كان هناك أيضاً مشاركة قوية في مناطق الدماغ تحت القشرية، والمناطق القديمة المتأثرة بأمراض مثل مرض الزهايمر الطفيف.
أفاد الباحثون بوجود اختلافات طفيفة ولكنها واضحة في التغيرات الهيكلية والوظيفية في الدماغ المرتبطة بالاستماع للموسيقا التي يؤديها الموسيقيون مقارنة بغير الموسيقيين. أدى التعرض المتكرر للموسيقا مع إبراز السيرة الذاتية إلى تحسين الإدراك لدى جميع المشاركين، بغض النظر عن نوع الموسيقا.
يقول ثاوت: سواء كنت موسيقياً طوال حياتك، أو لم تعزف حتى على آلة موسيقية من قبل، فإن الموسيقا هي مفتاح الوصول إلى ذاكرتك الكامنة في قشرة الدماغ الأمامية.
الأمر بسيط - استمر في الاستماع إلى الموسيقا التي أحببتها طوال حياتك. أغانيك المفضلة طوال الوقت، تلك المقطوعات ذات المغزى بشكل خاص بالنسبة إليك - اجعلها صالة ألعاب رياضية لعقلك.
تستند هذه الورقة إلى دراسة سابقة أجريت على نفس المجموعة المشاركة التي حددت أولاً آليات الدماغ التي تشفر وتحافظ على الذكريات الموسيقية لدى الأشخاص الذين يعانون من التدهور المعرفي في مراحله المبكرة.
بعد ذلك، يخطط الباحثون لتكرار هذه الدراسة على عينة أكبر وتأسيس حالة تحكم قوية للتحقيق في دور الموسيقا في تعديل استجابات الدماغ، وما إذا كانت الموسيقا أو محتوى السيرة الذاتية هو الذي يؤدي إلى إحداث تغييرات في مرونة الدماغ.
----