انسان برای کسب توانایی خواندن، بخش مهمی از مغز را بازیابی کرده است

اگرچه انسان تاریخ تکاملی طولانی‌مدتی دارد، فقط چندین‌هزار سال است که خواندن و نوشتن را آموخته‌ است. پژوهشی جدید نشان می‌دهد ممکن است منطقه‌ی مهمی از مغز را بازیابی کرده باشیم تا به ما در درک کلمات نوشته‌شده کمک کند.

دانشمندان در آزمایش‌های انجام‌شده روی میمون‌های رزوس نشان داده‌اند منطقه‌ای از مغز به‌نام قشر جانبی تحتانی در مغز نخستی‌ها می‌تواند اطلاعات ضروری موردنیاز را برای تبدیل رشته‌های حروف به چیزی مفهوم‌تر ارائه کند. این رفتار عصبی نشان می‌دهد انسان‌ها ممکن است به‌جای تکامل مناطق جدید مغزی خاص برای خواندن، حین توسعه‌ی توانایی تشخیص کلمات نوشته‌شده (آنچه به‌عنوان پردازش ارتوگرافیک شناخته می‌شود)، همان منطقه از مغز را تغییر کاربری داده باشند.

ایده‌ی بازنویسی مغز برای پردازش کلمات نوشته‌شده قبلا نیز مطرح شده است. جیمز دی‌کارلو، دانشمند علوم اعصاب از مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست و همکارانش قبلا نقش قشر جانبی تحتانی را در پاسخ به اشیاء ازجمله چهره‌ها و با استفاده از تصویرسازی تشدید مغناطیسی کارکردی (fMRI) بررسی کرده‌‌اند. اگرچه درحال‌حاضر اطلاعات زیادی درباره‌ی نحوه‌ی عملکرد این فرایند در سطح عصبی وجود ندارد، دانشمندان این موضوع را واکاوی کردند که وقتی چگونگی خواندن را یاد می‌گیریم، چگونه بخش‌هایی از قشر جانبی تحتانی برای تشخیص کلمات به ابزارهای بسیار تخصصی تبدیل می‌شوند. 

قشر جانبی تحتانی یا شکنج به رنگ زرد

پژوهشگران در آزمایش‌های جدید خود با استفاده از الکترودهای کاشته‌شده، درحالی‌که به حیوانات حدود دوهزار کلمه و غیرکلمه را نشان می‌دادند، حدود ۵۰۰ مکان عصبی مختلف را زیرنظر گرفتند. داده‌های حاصل به مدل کامپیوتری به‌نام طبقه‌بندی‌کننده‌ی خطی تغذیه شد. این داده‌ها برای آموزش مدل مذکور به‌کار رفت تا از فعالیت عصبی اندازه‌گیری‌شده برای ایجاد حدسی هوشمند درباره‌ی ماهیت هریک از رشته‌حروف استفاده کند.

ریشی راجالینگام، دانشمند علوم اعصاب مؤسسه‌ی فناوری ماساچوست می‌گوید:

کارایی این روش آن است که نیازی نیست حیوانات را برای انجام کاری آموزش دهید. کاری که شما انجام می‌‌دهید، فقط ثبت الگوهای فعالیت عصبی در زمانی است که تصویری را پیش روی حیوان به‌نمایش می‌گذارید.

این مدل نشان داد فعالیت مغز درواقع می‌تواند اطلاعاتی ارائه دهد که یک نخستی برای انجام وظایف ارتوگرافیک به آن نیاز دارد؛ ازجمله تفسیر تصویر برای تمایز میان کلمه‌ها و غیرکلمه‌ها. درحقیقت، طبقه‌بندی‌کننده‌ی خطی می‌تواند از این خروجی عصبی استفاده کند تا این تفاوت را با دقت تقریبی ۷۰ درصد بگوید. این نتایج با نتایج مطالعه‌ی سال ۲۰۱۲ مقایسه‌شدنی است که در آن بابون‌ها برای انجام این کار آموزش دیده بودند.

نخستی‌های غیرانسانی ازجمله ماکاک‌ها رفتارهای مغزی بسیار مشابه انسان را نشان می‌دهند و نتایج این پژوهش حاکی از آن است که اختلاف بزرگی میان نحوه‌ی دیدن کلمات به‌وسیله‌ی انسان‌ها و این میمون‌ها وجود ندارد.

مطالعه‌ی جدید از این ایده نیز حمایت می‌کند که انسان‌ها مکانیسم‌های تکامل‌یافته از قشر جانبی تحتانی را گرفته و سپس آن‌ها را برای دستیابی به درک درست‌تری از کلمات و نمادها استفاده کرده‌اند؛ اگرچه برای اطمینان از این موضوع به پژوهش‌های بیشتری نیاز است. پژوهشگران چنین نتیجه‌گیری کردند:

این نتایج نشان می‌دهد قشر جانبی تحتانی از نخستی‌های آموزش‌ندیده می‌تواند به‌عنوان شکل اولیه‌ی پردازش ارتوگرافیک عمل کند و نشان می‌دهد کسب قابلیت خواندن در انسان‌ها متکی‌بر بازیابی شبکه مغزی تکامل‌یافته برای عملکردهای بصری دیگر بوده است.

نتایج این پژوهش جدید در مجله‌ی Nature Communications منتشر شده است.