مغز چگونه بر محدودیت‌هایش غلبه می‌کند؟

فرض کنید بخواهید اسم خود را طوری بنویسید که در آینه خوانده شود. مغز شما تمام اطلاعات بصری مورد نیاز شما را در اختیار دارد، اما  شما مهارت کافی در نوشتن نام خود را ندارید. این کار برای بسیاری از افراد دشوار است. به این دلیل که مغز باید تبدیل ذهنی را انجام دهد که با آن آشنایی ندارد:  در واقع مغز باید از آنچه که در آینه می‌بیند برای راهنمایی دقیق دستان شما برای نوشتن به صورت معکوس استفاده نماید.

دانشمندان عصب‌شناس موسسه فناوری ماساچوست اخیراً به نحوه ساز و کار مغز برای جبران عملکرد ضعیف خود در کارهایی که مستلزم تبدیل‌های پیچیده هستند، پی برده‌اند. مغز اغلب در موقعیت‌هایی که اعتماد کمی به قضاوت‌های خود دارد، سعی می‌کند با تکیه به تجربیات قبلی خود، بر مشکلات پیچیده غلبه نماید.  

مهراد جزایری، استاد علوم زیستی و عضو موسسه پژوهش‌های مغزی  مگ گارون و نویسنده این تحقیق می‌گوید: " اگر کاری را انجام می‌دهید که به تبدیلات مغزی دشواری نیاز دارد و ابهامات زیادی را ایجاد می‌کند، مغز برای جبران این تغییرپذیری‌ها باید به باورهای قبلی خود تکیه کند." پژوهشگران در مطالعات خود که در مجله Nature Communication به چاپ رسیده است، عنوان کردند که این استراتژی در واقع عملکرد کلی مغز را بهبود می‌بخشد.

محاسبات نویزدار

دانشمندان علوم اعصاب ده‌ها سال است که می‌دانند مغز دقیقاً  آنچه که چشم‌ها می‌بینند یا گوش‌ها می‌شنوند را بازسازی نمی‌کند. در واقع، نویزهای ( نوسانات تصادفی فعالیت‌های الکتریکی در مغز) فراوانی وجود دارند که می‌توانند حاصل ابهامات یا عدم قطعیت در دیده‌ها و شنیده‌ها باشند. زمانی که سعی می‌کنیم انگیزه دیگران را تفسیر و یا خاطرات گذشته را یادآوری کنیم، این ابهامات می‌توانند نقش اساسی در تعاملات اجتماعی داشته باشند.

تحقیقات گذشته نشان داده‌اند که استراتژی‌های زیادی وجود دارند که به مغز کمک می‌کنند تا این عدم قطعیت و ابهامات را جبران نماید. مغز با استفاده از چارچوبی موسوم به "یکپارچه‌سازی بیزی" (Bayesian integration) به ترکیب بخش‌های مختلف و متناقض اطلاعات می‌پردازد و با توجه به اعتماد خود آن‌ها را ارزشیابی می‌کند. برای مثال، اگر اطلاعات از دو منبع مختلف باشند، ما معمولاً به منبعی اعتماد می‌کنیم که به نظرمان معتبرتر است.

در موارد دیگر، همچون زمانی که قصد انجام کاری داریم و از آن مطمئن نیستیم، مغز بر میانگینی از تجربیان گذشته خود تکیه می‌کند. برای مثال وقتی می‌خواهیم در یک اتاق تاریک و ناآشنا کلید برق را روشن کنیم، دست خود را تا ارتفاع مشخص و نزدیک به در اتاق حرکت می‌دهیم، چون طبق تجربیات گذشته خود می‌دانیم که کلید برق باید در این قسمت‌‌ها قرار گرفته باشد.

به گفته جزایری، تمام این استراتژی‌ها با یگدیگر کار می‌کنند تا سوگیری نسبت به یک نتیجه خاص افزایش پیدا کند و به این ترتیب عملکرد کلی ما به دلیل کاهش تغییرپذیری بهبود می‌یابد. نویز می‌تواند در تبدیل ذهنی اطلاعات حسی در یک طرح حرکتی نیز رخ دهد. در بسیاری از موارد، نویز کمترین نقش را در انجام یک کار ساده دارد، مثل زمانی که دست خود را برای  برداشتن لیوانی که روی میز شما قرار دارد، دراز می‌کنید. در مورد کارهای دیگری همچون تمرین نوشتن آینه‌ای، این تبدیل پیچیده‌تر است. 

جزایری می‌گوید: " عملکرد شما متغییر خواهد بود، نه به این دلیل که نمی‌دانید دستتان کجاست یا نمی‌دانید تصویر کجاست. بلکه علت آن، شکل کاملاً متفاوتی از ابهام است که به پردازش ارتباط مربوط می‌شود. انجام تبدیل‌های ذهنی اطلاعات به وضوح باعث تغییرپذیری می‌شود."

این نوع تبدیل‌ ذهنی همان چیزیست که محققین در مطالعات جدید خود به دنبال آن هستند. به همین منظور آن‌ها از افراد می‌خواهند که سه کار متفاوت انجام دهند. آن‌ها عملکرد هر فرد را در نوعی از کار که تبدیل اطلاعات حسی به فرمان‌های حرکتی آسان بود و همچنین نوعی از کار که نیازمند تبدیل ذهنی بیشتری بود، مقایسه کردند.

در یک نمونه، محققین ابتدا از شرکت‌کنندگان خواستند یک خط به طول خطی که به آن‌ها نشان  داده می‌شود، رسم کنند که چیزی به طول 5 و 10 سانتی متر بود. در موارد پیچیده‌تر، آن‌ها از شرکت‌کنندگان خواستند تا خطی به اندازه 1.5 برابر بلند تر از خط اصلی رسم کنند. نتیجه این مجموعه آزمایشات نشان داد در مواردی که نیاز به تبدیلات ذهنی دشوار است، افراد با استفاده از همان استراتژی‌های که برای غلبه بر نویز ادراک حسی و دیگر حوزه‌ها به کار می‌گیرند، عملکرد خود را تغییر می‌‌دهند. برای مثال،  در مورد رسم خط، که از شرکت‌کنندگان خواسته شده بود تا با توجه به خط اصلی، خطوطی بین 7.5 تا 15 سانتی‌متر رسم کنند، آن‌ها تمایل داشتند خطوطی نزدیک به طول میانگین تمام خطوطی قبلی بکشند. همین موضوع باعث شد که که پاسخ آن‌ها در کل تغییر کمتر و دقت بالاتری داشته باشد.

جزایری می‌گوید: " این رگرسیون، یک استراتژی بسیار رایج برای بهبود عملکرد در مواقع‌ ابهام است."

کاهش نویز

 یافته‌های جدید موجب شد تا محققین فرض را بر این بگذارند که وقتی افراد در انجام محاسبات پیچیده خوب عمل می‌کنند، نویزها کوچکتر می‌شوند و تاثیر کمتری بر عملکرد کلی دارند. به همین خاطر، افراد بیشتر به محاسبات خود اعتماد می‌کنند و از تکیه بر میانگین‌ها خودداری می‌کنند.

به گفته جزایری " وقتی کار ساده‌تر می‌شود، پیش‌بینی ما این است که سوگیری از بین می‌رود چرا که آن محاسبه دیگر یه محاسبه نویزدار نیست. شما به محاسبه خود اعتماد دارید و می‌دانید که به خوبی کار می‌کند."

پژوهشگران در مطالعات آینده خود به دنبال پاسخ به این سوال هستند که آیا یادگیری افراد درانجام بهتر کارهای پیچیده باعث می‌شود تا سوگیری آنان کاهش یابد؟ در آزمایشاتی که آنان برای مجله علمی Nature Communication انجام داده‌اند به این شواهد اولیه دست یافتند که موسیقی‌دان‌های آموزش دیده در بازه‌های زمانی مشخص عملکرد بهتری دارند.

در واقع استراتژی‌های جبران عدم قطعیت کمک می‌کنند تا مغز در محاسبات ذهنی پیچیده و دشوار موفق شود.