پیشبینی تصمیم انسان ۱۱ ثانیه قبل از آگاهی؛ مغز چگونه انتخاب ما را آشکار میکند؟
دانشمندان علوم اعصاب چگونه توانستند تصمیم انسان را پیش از آگاهی او پیشبینی کنند؟
آیا ممکن است مغز انسان پیش از آنکه خودمان بدانیم چه تصمیمی گرفتهایم، نشانههایی از انتخاب آینده را در خود آشکار کرده باشد؟
این پرسش یکی از جذابترین و در عین حال پیچیدهترین مسائل در علوم اعصاب شناختی، تصمیمگیری، آگاهی و اراده آزاد است. پژوهشی که در مجله Scientific Reports منتشر شد، نشان داد الگوهای فعالیت مغزی میتوانند اطلاعاتی درباره محتوای یک تصویرسازی ذهنی ارادی را تا حدود ۱۱ ثانیه پیش از زمانی که فرد اعلام میکند تصمیم خود را گرفته است، در خود داشته باشند. (Nature)
اما این یافته به معنای واقعی کلمه «خواندن ذهن» نیست. پژوهشگران به افکار خصوصی افراد دسترسی پیدا نکردند و نمیتوانند هر فکر یا تصمیمی را که انسان در زندگی روزمره دارد بازسازی کنند. آنچه مطالعه نشان میدهد، بسیار دقیقتر و علمیتر است: الگوهای پیشاآگاهانه یا پیش از اعلام تصمیم در فعالیت مغز میتوانند اطلاعات آماری درباره انتخاب بعدی فرد در خود داشته باشند.
آزمایشی برای مشاهده تصمیم پیش از تصمیم
در این پژوهش، ۱۴ شرکتکننده در دستگاه تصویربرداری تشدید مغناطیسی کارکردی (fMRI) قرار گرفتند. به آنها دو الگوی دیداری متفاوت ارائه شد و از هر فرد خواسته شد آزادانه انتخاب کند که کدام الگو را در ذهن خود تجسم کند.
شرکتکنندگان برای تصمیمگیری حداکثر ۲۰ ثانیه فرصت داشتند. هنگامی که احساس کردند انتخاب خود را انجام دادهاند، یک دکمه را فشار میدادند و سپس برای حدود ۱۰ ثانیه تلاش میکردند الگوی انتخابشده را تا حد امکان واضح در ذهن خود تصور کنند. پس از آن نیز درباره محتوای تصویر ذهنی و میزان وضوح آن پاسخ میدادند. (Nature)
نکته بسیار مهم همینجاست: پژوهشگران صرفاً به این موضوع نگاه نکردند که پس از تصمیم چه اتفاقی در مغز میافتد؛ بلکه به دنبال این بودند که آیا پیش از اعلام تصمیم نیز میتوان نشانهای از انتخاب آینده را در فعالیت مغز پیدا کرد یا خیر.
برای این کار، دادههای fMRI با روشهای تحلیل چندوکسلی الگوهای مغزی (Multi-Voxel Pattern Analysis; MVPA) و الگوریتمهای طبقهبندی تحلیل شدند. در این رویکرد، هدف بررسی یک نقطه منفرد از مغز نیست؛ بلکه الگوی فضایی فعالیت مجموعهای از وکسلها بررسی میشود تا مشخص شود آیا این الگو اطلاعاتی درباره یک وضعیت ذهنی خاص در خود دارد یا خیر. (Nature)
مغز، پیش از «لحظه آگاهی» چه چیزی را نشان میدهد؟
نتیجه شگفتانگیز بود.
الگوهای فعالیت عصبی توانستند محتوای تصویرسازی ذهنی آینده را تا ۱۱ ثانیه پیش از تصمیم گزارششده با عملکرد بالاتر از سطح شانس رمزگشایی کنند. این اطلاعات در چند ناحیه از جمله مناطق پسسری، پیشانی، تالاموس و پل مغزی مشاهده شد. در تحلیل نواحی بینایی نیز اطلاعات پیشبینیکننده در قشر بینایی اولیه V1 مشاهده شد. (Nature)
این موضوع از نظر علوم اعصاب اهمیت ویژهای دارد؛ زیرا نشان میدهد فرایند شکلگیری یک انتخاب ممکن است ناگهان در لحظهای که فرد میگوید «من تصمیم گرفتم» آغاز نشود. بلکه احتمال دارد شبکهای از فعالیتهای عصبی پیش از آن در حال تغییر باشد و این فعالیتها بهتدریج احتمال انتخاب یکی از گزینهها را افزایش دهند.
به بیان سادهتر، آگاهی ممکن است آخرین مرحله یک فرایند عصبی باشد، نه نخستین مرحله آن.
البته این جمله نباید به این معنا تعبیر شود که مغز در حال «تصمیمگیری مخفیانه» است و انسان هیچ کنترلی بر رفتار خود ندارد. دادههای این مطالعه چنین نتیجهای را ثابت نمیکنند.
نقش شگفتانگیز قشر بینایی V1
یکی از جذابترین یافتههای این پژوهش، مشاهده اطلاعات پیشبینیکننده در قشر بینایی اولیه (Primary Visual Cortex; V1) بود.
V1 معمولاً به عنوان یکی از نخستین مراحل پردازش اطلاعات دیداری در قشر مغز شناخته میشود. انتظار طبیعی این است که وقتی فرد هنوز تصمیم نگرفته است، فعالیت این ناحیه نتواند اطلاعات مشخصی درباره تصویر ذهنی آینده ارائه کند.
اما پژوهشگران دریافتند الگوهای فعالیت V1 پیش از تصمیم با محتوای تصویرسازی ذهنی بعدی ارتباط داشتند. حتی اطلاعات موجود در V1 پیش از تصمیم توانست شدت یا وضوح ذهنی تصویر آینده (imagery vividness) را نیز پیشبینی کند؛ در این بخش، عملکرد رمزگشایی برای تمایز تصویرسازی با وضوح بالا و پایین در V1 حدود ۶۲.۲ درصد بود. (Nature)
این یافته دیدگاه مهمی را مطرح میکند: ممکن است تصویرسازی ذهنی صرفاً محصول فعالیت مناطق «عالی» و شناختی مغز نباشد، بلکه بازنماییهای حسی و ادراکی نیز پیش از شکلگیری آگاهانه یک فکر، در جهتدهی به آن نقش داشته باشند.
آیا این همان «خواندن ذهن» است؟
خیر؛ و این تفاوت از نظر علمی بسیار مهم است.
عنوانهایی مانند «دانشمندان ذهن انسان را خواندند» ممکن است برای مخاطب جذاب باشند، اما از نظر علمی بیش از حد اغراقآمیزند.
پژوهشگران در این آزمایش تنها با دو گزینه از پیش تعریفشده روبهرو بودند و میدانستند فرد باید یکی از آن دو الگو را انتخاب کند. بنابراین مسئله طبقهبندی میان مجموعه محدودی از گزینهها بود، نه رمزگشایی آزادانه از هر فکری که در ذهن انسان شکل میگیرد.
علاوه بر این، خود نویسندگان مقاله نیز در تفسیر نتایج محتاط بودند و تأکید کردند که نمیتوان با قطعیت گفت این سیگنالهای پیشبینیکننده کاملاً «ناخودآگاه» بودهاند. اندازهگیری مستقیم وضعیت آگاهی انسان پیش از تصمیم بسیار دشوار است. پژوهشگران برای بررسی این مسئله یک آزمایش رفتاری مستقل نیز انجام دادند تا احتمال اینکه شرکتکنندگان پیش از فشردن دکمه شروع به تصویرسازی کرده باشند، ارزیابی شود. (Nature)
بنابراین عبارت دقیقتر این است که الگوهای فعالیت مغزی پیش از تصمیم گزارششده، حاوی اطلاعات پیشبینیکننده درباره انتخاب آینده بودند.
این یافته چه چیزی درباره اراده آزاد میگوید؟
اینجا پژوهش از یک آزمایش fMRI فراتر میرود و وارد یکی از قدیمیترین پرسشهای فلسفه و علوم اعصاب میشود:
آیا ما واقعاً آزادانه تصمیم میگیریم؟
اگر فعالیت مغز چند ثانیه پیش از آگاهی فرد از تصمیمش بتواند انتخاب او را تا حدی پیشبینی کند، آیا این بدان معناست که تصمیم پیشاپیش گرفته شده است؟
پاسخ لزوماً منفی است.
نخست باید میان پیشبینی آماری و تعیین قطعی رفتار تفاوت بگذاریم. اینکه یک الگوریتم بتواند از روی الگوهای مغزی احتمال انتخاب فرد را بالاتر از شانس تشخیص دهد، به این معنا نیست که انتخاب فرد از همان لحظه بهطور قطعی تعیین شده است.
دوم، این پژوهش درباره یک تصمیم بسیار ساده و آزمایشگاهی بود: انتخاب اینکه کدام الگوی دیداری در ذهن تجسم شود. تصمیمهای واقعی انسان مانند انتخاب شغل، ازدواج، سرمایهگذاری، درمان پزشکی یا تصمیمهای اخلاقی از شبکههای بسیار پیچیدهتری از حافظه، هیجان، انگیزش، ارزشگذاری، توجه، تجربه گذشته و اهداف آینده تأثیر میپذیرند.
در نتیجه، نمیتوان از این آزمایش نتیجه گرفت که تمام رفتارهای پیچیده انسان چند ثانیه پیش از آگاهی در مغز «تعیین شدهاند».
حلقه بازخوردی که فکر را تقویت میکند
یکی از تفسیرهای جذاب این یافته آن است که فعالیتهای عصبی موجود ممکن است احتمال شکلگیری برخی افکار آینده را افزایش دهند.
تصور کنید مغز شما در یک لحظه فعالیت ضعیفی مرتبط با یک بازنمایی خاص دارد. این فعالیت ممکن است بهتنهایی یک فکر کامل و آگاهانه نباشد؛ اما میتواند زمینهای فراهم کند که همان بازنمایی در ادامه تقویت شود.
به این ترتیب، یک حلقه بازخورد مثبت عصبی (positive feedback loop) میتواند شکل بگیرد: فعالیت اولیه احتمال ظهور یک فکر را افزایش میدهد و ظهور آن فکر نیز همان شبکههای عصبی را بیشتر فعال میکند.
این دیدگاه میتواند برای فهم پدیدههایی مانند افکار مزاحم (intrusive thoughts) و تصویرسازیهای ذهنی ناخواسته اهمیت داشته باشد. نویسندگان مقاله نیز اشاره میکنند که چنین سازوکارهایی ممکن است برای درک بهتر تصویرسازیهای مزاحم در شرایطی مانند اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) اهمیت داشته باشند. (Nature)
البته باید تأکید کرد که این مطالعه PTSD را در بیماران بررسی نکرده است؛ بنابراین نمیتوان از آن یک سازوکار قطعی برای این اختلال استخراج کرد. یافته مطالعه بیشتر یک سرنخ درباره سازوکارهای تصویرسازی ذهنی و فرایندهای پیش از اراده فراهم میکند.
از «تصمیم» تا «پیشبینی تصمیم»
این پژوهش در امتداد مجموعهای از مطالعات علوم اعصاب قرار میگیرد که نشان دادهاند فعالیت مغزی میتواند پیش از گزارش آگاهانه تصمیم، اطلاعاتی درباره انتخاب آینده در خود داشته باشد.
اهمیت مطالعه حاضر در این است که پژوهشگران فقط یک حرکت ساده را بررسی نکردند؛ بلکه به محتوای یک حالت ذهنی یعنی تصویرسازی دیداری ارادی پرداختند.
در واقع، مسئله اصلی مقاله این بود که آیا چیزی که قرار است «به آن فکر کنیم» نیز میتواند پیش از آنکه آگاهانه تصمیم بگیریم، در فعالیت مغز بازتاب پیدا کند؟
نتایج نشان دادند که دستکم در شرایط کنترلشده آزمایشگاهی، پاسخ میتواند مثبت باشد. (Nature)
آینده علوم اعصاب: رمزگشایی از مغز، نه جادو
این پژوهش تصویری جذاب از آینده علوم اعصاب محاسباتی، تصویربرداری عصبی و رمزگشایی مغز (brain decoding) ارائه میدهد.
ترکیب fMRI، یادگیری ماشین (Machine Learning)، تحلیل چندوکسلی (MVPA)، رمزگشایی عصبی (Neural Decoding) و مدلهای محاسباتی میتواند به دانشمندان اجازه دهد رابطه میان الگوهای فعالیت مغز و حالات شناختی را با دقت بیشتری بررسی کنند.
اما هرچه توانایی ما برای رمزگشایی فعالیت مغز افزایش پیدا میکند، پرسشهای اخلاقی نیز جدیتر میشوند:
اگر روزی بتوان اطلاعات پیچیدهتری را از مغز استخراج کرد، چه کسی مالک این اطلاعات خواهد بود؟ آیا فرد حق دارد افکار و حالات ذهنی خود را کاملاً خصوصی نگه دارد؟ مرز میان نوروتکنولوژی، حریم خصوصی ذهنی و آزادی شناختی کجاست؟
این پرسشها دیگر صرفاً متعلق به داستانهای علمیتخیلی نیستند؛ بلکه بهتدریج به بخشی از گفتوگوی جدی میان علوم اعصاب، پزشکی، هوش مصنوعی، فلسفه و اخلاق تبدیل میشوند.
مغز چند ثانیه جلوتر است؛ اما انسان هنوز معادله را کامل نکرده است
شاید مهمترین پیام این پژوهش این نباشد که «مغز پیش از ما تصمیم میگیرد».
پیام عمیقتر آن است که آنچه ما لحظه تصمیم آگاهانه مینامیم، ممکن است نقطه پایانی یک فرایند عصبی تدریجی باشد که بخشهایی از آن پیشتر آغاز شدهاند.
آگاهی احتمالاً یک کلید روشن/خاموش ساده نیست. تصمیم نیز الزاماً رویدادی منفرد نیست که در یک لحظه مشخص اتفاق بیفتد. ممکن است آنچه ما «تصمیم گرفتم» مینامیم، حاصل رقابت، تعامل و تقویت تدریجی الگوهای عصبی در شبکههای مختلف مغز باشد.
پژوهش Koenig-Robert و Pearson نشان میدهد که حتی محتوا و شدت یک تصویر ذهنی آینده میتواند پیش از لحظهای که فرد تصمیم خود را گزارش میکند، در الگوهای فعالیت عصبی قابل شناسایی باشد. (Nature)
بااینحال، این یافته آزادی اراده را یکباره از میان نمیبرد. آنچه انجام میدهد، بسیار ارزشمندتر است: تصویر ساده ما از رابطه میان مغز، آگاهی و انتخاب را پیچیدهتر میکند.
شاید مغز پیش از آگاهی آغاز کند؛ اما این هنوز به معنای آن نیست که آگاهی هیچ نقشی ندارد.
و درست در همین فاصله ظریف میان فعالیت عصبی، آگاهی، تصمیمگیری و اراده است که یکی از بزرگترین پرسشهای علوم اعصاب مدرن همچنان باقی میماند:
آیا ما تصمیمهایمان را آگاهانه میسازیم، یا آگاهی تنها لحظهای است که متوجه میشویم مغزمان در حال ساختن تصمیم است؟
شاید پاسخ نهایی به این پرسش نه در یک ناحیه خاص از مغز، بلکه در فهم دقیقتر تعامل میان شبکههای عصبی، پردازش ناخودآگاه، آگاهی، حافظه، توجه، هیجان و تصمیمگیری نهفته باشد.
منبع علمی اصلی:
مقاله Decoding the contents and strength of imagery before volitional engagement در Scientific Reports، منتشرشده در ۵ مارس ۲۰۱۹. (Nature)
