مغز انسان همواره در تلاش است تا آنچه در آینده اتفاق می‌افتد را پیش‌بینی کند. از تشخیص الگوها در موسیقی گرفته تا حدس زدن دمای یک نوشیدنی، این توانایی پیش‌بینی، درک ما از جهان اطراف را سریع‌تر و کارآمدتر می‌کند. اما سازوکار دقیق مغز در این فرایند شگفت‌انگیز هنوز به طور کامل شناخته نشده است.
کشف جدیدی درباره پیش‌بینی‌های مغزی
در مطالعه‌ای که اخیراً در ژورنال Science Advances منتشر شده، پژوهشگران مؤسسه عصب‌شناسی کوئین اسکوئر دانشگاه کالج لندن (UCL) نشان داده‌اند که هیپوکامپ از طریق ارتباط با قشر بینایی مغز (visual cortex)، به مغز کمک می‌کند تا پیش‌بینی کند که چه چیزی قرار است دیده شود.
بررسی فعالیت مغز هنگام پیش‌بینی‌های بصری
در این پژوهش، از فناوری تصویربرداری fMRI با دقت بسیار بالا (7 تسلا) برای بررسی فعالیت مغزی ۳۰ فرد سالم استفاده شد. به شرکت‌کنندگان صداهایی پخش شد که با اشکال انتزاعی خاصی مرتبط بودند. در بیشتر مواقع، صدای خاص بلافاصله با نمایش شکل مرتبط همراه بود؛ اما در برخی آزمایش‌ها، شکلی نشان داده نمی‌شد تا محققان بتوانند فعالیت مغزی را در هنگام پیش‌بینی و دریافت واقعی محرک مقایسه کنند.
نقش کلیدی هیپوکامپ و قشر پاراهیپوکامپال (PHC)
تحلیل نتایج نشان داد که پس از شنیدن صدا، الگوهای فعالیت عصبی متفاوتی در ناحیه CA2/3 هیپوکامپ و قشر پاراهیپوکامپال (PHC) ظاهر شد. این الگوها با الگوهایی که هنگام نمایش شکل بدون صدای مرتبط دیده می‌شدند، تفاوت داشتند.
CA2/3 چیست؟
این زیرناحیه‌های هیپوکامپ در ایجاد ارتباط بین عناصر مختلف تجربه و پردازش پیش‌بینی‌ها نقش دارند.
قشر پاراهیپوکامپال (PHC) چیست؟
این ناحیه مغز، پل ارتباطی بین هیپوکامپ و قشر بینایی است و اطلاعات دیداری و فضایی را انتقال می‌دهد.
جهت جریان اطلاعات عصبی در مغز
برای بررسی نحوه جریان اطلاعات، پژوهشگران فعالیت عصبی را در لایه‌های مختلف PHC مطالعه کردند. به‌طور کلی، لایه‌های سطحی PHC اطلاعات را به هیپوکامپ می‌فرستند، در حالی که لایه‌های عمقی آن، سیگنال‌ها را از هیپوکامپ دریافت می‌کنند.
نتایج نشان داد که سیگنال‌های پیش‌بینی‌کننده از ناحیه CA2/3 به لایه‌های عمقی PHC ارسال می‌شوند. این یعنی هیپوکامپ تنها وظیفه حفظ خاطرات را ندارد، بلکه فعالانه در تولید پیش‌بینی‌های ادراکی نقش دارد.
تأثیر این یافته‌ها بر شناخت انسان
این پژوهش نشان می‌دهد که هیپوکامپ نقشی پویا در درک ما از دنیای پیرامون دارد. برخلاف تصور قبلی که آن را صرفاً به‌عنوان مخزن حافظه می‌دانستند، اکنون مشخص شده که این ناحیه از مغز در پیش‌بینی ورودی‌های حسی آینده نقش کلیدی ایفا می‌کند.
سخن محققان درباره اهمیت این عملکرد مغزی
پروفسور پیتر کوک، نویسنده اصلی این مطالعه، می‌گوید:
«این پژوهش نشان می‌دهد هیپوکامپ نه تنها حافظ گذشته است، بلکه ابزاری برای پیش‌بینی آینده نیز هست. با بازسازی ورودی‌های حسی مورد انتظار و ارسال آن به PHC، مغز ما را برای مواجهه با آنچه پیش‌روست آماده می‌کند. این قابلیت پیش‌بینی نه تنها برای ادراک، بلکه برای یادگیری و تصمیم‌گیری نیز حیاتی است.»
نتیجه‌گیری
پیش‌بینی یکی از قدرتمندترین ابزارهای شناختی مغز ماست. یافته‌های جدید درباره ارتباط بین هیپوکامپ و قشر بینایی، دریچه‌ای تازه به درک ما از حافظه، ادراک، یادگیری و حتی تصمیم‌گیری باز کرده‌اند. درک بهتر این فرآیندها می‌تواند به توسعه روش‌های نوین درمان اختلالات شناختی نیز کمک کند.