علمٌ وفكر

تمرين الدماغ : لماذا مهام التعلم يمكن أن تكون صعبة؟


المترجم  أبو طه/ عدنان أحمد الحاجي

تعليق المترجم
بمناسبة قرب بدء العام الدراسي الجديد نتمى لطلابنا وطالباتنا الموفقية وتحصيل العلم النافع ونقول أولاً نشر هذا البحث في مجلة مرموقة كمجلة   Nature له دلالته العلمية حيث هذه المجلة لا تنشر في العادة إلا الأبحاث العلمية الخارقة أو التي تؤسس لمجال علمي معين أو الأبحاث الجديدة في مجالها والمعلوم أن المجلة لها ما يعرف ب impact factor عالي جداً ضمن المجلات في الحقل العلمي وحق له أن يفتخر من قُبل بحثه للنشر في هذه المجلة إذ في النتيجة سوف يرتفع معدل مؤشره التأليفي والذي يعرف ب author h - index نتيجة لكثرة المستشهدين ببحثه.
وثانياً يوحي هذا البحث إلى أن تعلم مهارة جديدة مختلفة عما اعتاد عليه الإنسان تحتاج إلى صبر ومثابرة ووقت وعزيمة وهذا ما يفتقده الكثير من الناس ومن جهة أخرى يبين البحث أن تطوير الإنسان لقدراته في نفس تخصصه (ما اعتاد عليه) هو أمر سهل حيث لا يوجد مانع عقلي/ ذهني له.

النص
تعلم مهارة جديدة تكون أسهل عندما يتعلق الأمر بقدراتنا التي نمتلكها. على سبيل المثال، يمكن لعازف البيانو أن يتعلم لحناً جديداً أسهل من أن يتعلم كيف يضرب كرة تنس. لقد اكتشف العلماء عائقًا أساسيًّا في الدماغ  قد يفسر لماذا يحدث هذا.
اكتشف علماء من مركز الأساس العصبي للإدراك (CNBC) - وهو برنامج مشترك بين جامعة كارنيجي ميلون وجامعة بيتسبرغ - عائقًا أساسيًّا في الدماغ والذي قد يفسر لماذا يحدث هذا وقد نشر كموضوع غلاف في عدد ٢٨ أغسطس ٢٠١٤ لمجلة نتشر ( Nature)،وبين  لأول مرة أن هناك قيودًا على كيفية تكيف الدماغ أثناء التعلم وأن هذه القيود هي المحدد الرئيسي لما لو كان تعلم  مهارة جديدة سوف يكون سهلاً أو صعبًا.
إن فهم طريقة تكييف نشاط الدماغ خلال التعلم  يمكن أن يستخدم لتطوير علاجات أفضل للسكتة الدماغية وإصابات الدماغ الأخرى في نهاية المطاف.
بايرون يو الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر والهندسة الطبية الحيوية في جامعة كارنيجي ميلون، يعتقد أن هذا العمل يبين فائدة مركز ال BCI للدراسات العلمية الأساسية التي ستؤثر على حياة الناس في المستقبل.
وأن "هذه النتائج يمكن أن تكون أساسًا لإجراءات جديدة لإعادة تأهيل العديد من الاضطرابات العصبية التي يتميز بها النشاط العصبي غير اللائق "وقال يو" إن استعادة وظيفة ما  قد تتطلب من الشخص إحداث نمط جديد من النشاط العصبي و يمكننا استخدام تقنيات مشابهة لما استخدم في هذه الدراسة لتدريب المرضى على إحداث نشاط عصبي سليم."

المؤلف الرئيسي طالب الدكتور باتريك سادلتر T. Sadtler ،  في قسم الهندسة الحيوية في جامعة بيتسبيرغ  Pitt، قارن نتائج الدراسة بالطبخ.
"لنفترض أن لديك دقيق وسكر وخميرة وأبيض وملح وحليب. تستطيع أن تخلطها لصنع أصناف مختلفة - خبز وفطائر وكوكيز - ولكن سيكون من الصعب إعداد فطائر الهمبرغر بالمكونات الموجودة" ، "سادلتر Sadtler"  قال. "لقد وجدنا أن الدماغ يعمل بطريقة مماثلة أثناء التعلم. وجدنا أن الأشخاص كانوا قادرين على إعادة دمج أنماط النشاط المألوفة بسهولة بطرق جديدة مقارنة بخلق أنماط جديدة بتمامها".
بالنسبة للدراسة، قام فريق البحث بتدريب حيوانات على استخدام واجهة interface بين الكمبيوتر والدماغ (BCI) ، مماثلة لتلك التي أظهرت مؤخراً وعوداً في التجارب السريرية لمساعدة مرضى الشلل الرباعي  ومبتوري الأرجل.
"هذه التكنولوجيا المتطورة هي أداة قوية لأبحاث الدماغ"،كما قال داوفن تشن، مدير البرامج في المعهد الوطني للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية (NINDS) ، وهو جزء من المعاهد الوطنية للصحة (NIH) ، التي تدعم هذا البحث. "هذا البحث  يساعد العلماء على دراسة ديناميكية دارات الدماغ التي قد تفسر الأساس العصبي للتعلم."

سجل الباحثون نشاطًا عصبيًّا في القشرة الحركية للمشارك وقاموا بتوجيه التسجيلات إلى جهاز كمبيوتر، مما ترجم النشاط إلى حركة مؤشر cursor على شاشة الكمبيوتر. سمحت هذه التقنية للفريق بتحديد أنماط النشاط التي من شأنها أن تحرك  المؤشر. كان هدف الأشخاص الخاضعين للاختبار هو أن يحركوا  المؤشر cursor إلى أهداف على الشاشة، مما تطلب منهم توليد أنماط من النشاط العصبي التي طلبها الباحثون. لو استطاع  الأشخاص تحريك المؤشر بشكل جيد، فهذا يعني أنهم تعلموا توليد نمط النشاط العصبي الذي حدده الباحثون.
وأظهرت النتائج أن الأشخاص الذين تعلموا توليد بعض أنماط النشاط العصبي بأكثر سهولة من الآخرين، حيث أنهم في بعض الأحيان استطاعوا من تحقيق حركات دقيقة للمؤشر فقط. كانت أنماط التعلّم الأصعب تختلف عن أيٍّ من الأنماط الموجودة مسبقًا، في حين كانت أنماط التعلم الأسهل هي مزيج من أنماط الدماغ الموجودة مسبقًا.
ولأن أنماط الدماغ الحالية تعكس على الأرجح كيف تترابط العصبونات، فإن النتائج تشير إلى أن الترابطية بين الخلايا العصبية يشكل التعلم.

"أردنا أن ندرس كيف يغيّر الدماغ نشاطه عندما نتعلّم، وكذلك كيف لا يستطيع نشاط الدماغ  أن يتغيّر. المرونة المعرفية  لها حدّ - وأردنا أن نكتشف ما هو هذا  الحدّ من حيث الخلايا العصبيّة"، كما قال آرون  باتيستا، أستاذ مساعد في الهندسة الحيوية في جامعة بيتسبيرغ .
يعتقد بايرون إم يو، الأستاذ المساعد في الهندسة الكهربائية وهندسة الكمبيوتر والهندسة الطبية الحيوية في جامعة كارنيجي ميلون، أن هذا العمل يوضح فائدة BCI في الدراسات العلمية الأساسية التي ستؤثر في النهاية على حياة الناس.
وقال يو "هذه الاكتشافات يمكن أن تكون الأساس لعمليات إعادة تأهيل جديدة للعديد من الاضطرابات العصبية التي تتميز بنشاط عصبي غير سليم". "استعادة الوظيفة قد يتطلب من الشخص توليد نمط جديد من النشاط العصبي. يمكننا استخدام تقنيات مشابهة لما استخدم في هذه الدراسة لتدريب المرضى على توليد النشاط العصبي السليم".

المصدر:
https://www.cmu.edu/news/stories/archives/2014/august/august27_naturecoverstory.html