تدريب الدماغ

تعلُّم اللغة

استخدمت دراسةٌ رائدة أُجريَت عام ٢٠٠٤، تقنيةَ قياس الأشكال المعتمد على الفوكسل (والفوكسل هو عنصر أو مكعب أو نقطة ذات لون معيَّن في مجسم ثلاثي الأبعاد كما البكسل هو عنصر في سطح ثنائي الأبعاد) لفحص أدمغة الأوروبيين الثنائيي اللغة، ومقارنتها بأدمغة الأوروبيين الأحاديي اللغة. أوضحت هذه الدراسة أنَّ ثنائية اللغة ترتبط بزيادة كثافة المادة الرمادية في الفصيص الجداري السفلي الأيسر، وهي منطقة من الدماغ تشترك في عددٍ من الوظائف المهمة المتعلقة باللغة، مثل الذاكرة العاملة الصوتية (أو ذاكرة أصوات اللغة)، وتعلم المفردات، ودمج معلوماتٍ من مصادر مختلفة؛ لذا فقد تعكس الزيادة تعلُّم مفردات لغة ثانية.

أكَّدت الدراسات اللاحقة هذه النتائج الأولية، وأوضحت أيضًا أنَّ تعلم لغة ثانية يرتبط بأنواع أخرى من التغييرات التشريحية، ومنها تغيرات في سماكة القشرة في مناطق الدماغ المرتبطة باللغة، إضافةً إلى بنية المادة البيضاء في القنوات التي تربط بينها. وحتى التدريب اللغوي على المدى القصير يغيِّر من بنية الدماغ؛ إذ أثبتت الدراسات أنَّ طلاب الكليات والمترجمين العسكريين الذين التحقوا بدوراتٍ مكثفة للغات على مدار ثلاثة شهور، بدت لديهم اختلافات في الدماغ مقارنةً بمُمثلي عامل الضبط الذين لم يلتحقوا بمثل هذه الدورات.

التدريب الموسيقي والرياضي

تضمَّنت معظم هذه الدراسات الاستعانة بمجموعات صغيرة من الخبراء أو المحترفين، ومقارنة بنية أدمغتهم أو طريقة عملها بنظيرتها لدى الهواة أو المبتدئين في نقطة واحدة من الزمن. ولا يمكن لهذا التصميم الذي يستعين بالمقطع العرضي أن يثبت بحسمٍ ما إذا كانت أي اختلافات ملحوظة ناتجة عن التدريب، أم إنها اختلافات تشريحية ووراثية موجودة منذ الميلاد؛ فربما يكون الأمر أنَّ بعض الأشخاص يولدون بأدمغةٍ تجعلهم أكثرَ استعدادًا لتعلُّم مهارةٍ ما أو خبرة معينة بسهولةٍ أكبرَ من غيرهم. إنَّ التمييز بين هذين الاحتمالين سيستلزم دراساتٍ طولية تُفحَص فيها أدمغةُ أعضاء كل مجموعة مراتٍ متعددة على مدار شهور أو سنوات.

المعرفة

ثَمة دراسة أُجريَت على سائقي سيارات الأجرة في لندن على مدار الأعوام الخمسة عشر الماضية، تقدِّم المزيد من الأدلة على أنَّ التدريب العقلي يمكن أن يستحث تغييرات تشريحية في الدماغ. فمن أجل الحصول على رخصةٍ لقيادة سيارات الأجرة في لندن، يخضع المتدربون لسنوات من تدريب الذاكرة الشامل لتعلُّم تصميمٍ أشبهَ بالمتاهة لستة وعشرين ألفًا من الشوارع ضمن نطاق ستة أميال من محطة تشارينج كروس، إضافةً إلى تعلُّم مواقع آلاف المعالم البارزة، والطريق الأقصر للانتقال بين أي نقطتين في المدينة.

عادةً ما يقضي سائقو سيارات الأجرة المحتملون من ثلاث سنوات إلى أربع في دراسة الخرائط والقيادة في أنحاء المدينة؛ لكي يكتسبوا «المعرفة» بشوارع لندن. وخلال هذه الفترة، يخضعون أيضًا لمجموعة من الفحوصات الصارمة لاختبار حفظهم المكاني لكل حي من أحياء المدينة، ولا يُسمَح لهم إلا بعدد محدَّد من المحاولات في كل اختبار قبل الانتقال إلى الاختبار التالي. وبعد إكمال جميع هذه الاختبارات بنجاح، حينها فقط يمكنهم التأهل والحصول على رخصةٍ للعمل على إحدى سيارة الأجرة السوداء الشهيرة في لندن، والحق أنَّ النصف تقريبًا ممن يبدءون التدريب يخفقون في اختباراتهم أو يتوقفون عن التدريب في مرحلةٍ ما.

كانت هذه الدراسة تعتمد على المقطع العرضي أيضًا؛ لذا لم يستطِع الباحثون استبعادَ احتمالية أن يكون السبب في الاختلافات المرصودة هو اختلافات تشريحية موجودة سلفًا، لكنهم استمروا في إجراء عدد من دراسات المتابعة التي أكَّدت أنَّ التغيرات نبعت بالفعل من نظام التدريب المستمر الصارم. ففي البداية، فحصوا أدمغة عدد من سائقي الحافلات في لندن الذين يجوبون شوارع لندن عبر طرق محددة مسبقًا وأبسط كثيرًا، واتضح أنَّ كثافة المادة الرمادية لديهم لا تختلف بدرجة ملحوظة عن كثافتها لدى ممثلي عامل الضبط.

إنَّ هاتين الدراستين معًا توضحان أنَّ التدريب الشامل على الذاكرة والمطلوب لإكمال «المعرفة» بنجاح، يحفِّز تغييرات محدَّدة في تشريح الدماغ. فمثلما أنَّ رفع الأثقال يؤدي إلى تضخُّم النسيج العضلي، يمكن للتدريب العقلي أيضًا أن يزيد من حجم الأجزاء الممثلة له في الدماغ. غير أنَّ ذلك لا يأتي دون مقابل؛ إذ يبدو أنَّ سائقي سيارات الأجرة المؤهلين في لندن أسوأ من غيرهم في اكتساب المعلومات البصرية المكانية الجديدة، ويعتقد بعض الباحثين أنَّ استخدامهم المتزايد لأجهزة الملاحة بالأقمار الصناعية قد يؤدي إلى تدهورٍ تدريجي لمنطقة الحُصَين.

إذَن، فالدماغ عضوٌ ديناميكي للغاية يتكيَّف مع متطلبات مستخدمه. إنَّ التدريب المكثَّف يغيِّر الدماغ كي يبدأ في تنفيذ المهام الملائمة بكفاءةٍ أكبر. يحسِّن التدريب الموسيقي والرياضي من تنفيذ تسلسلاتٍ معقَّدة من الحركات المطلوبة، ويتعلَّم المتدربون الذين اكتسبوا «المعرفة» تنظيمَ كمياتٍ هائلة من المعلومات المكانية، ثم استخدامها بفعالية. وبهذه الطريقة، يحسِّن التدريب مناطقَ الدماغ والمسارات العصبية التي تشترك في أداء مهمَّة محدَّدة؛ ونتيجةً لهذا يتحسَّن أداء الفرد في هذه المهمة، وتصبح المهمة سهلة في نهاية المطاف وتلقائية.

عن الفئران والبشر

قدَّمت دراسات التصوير العصبي ثروةً من المعلومات بشأنِ الكيفية التي يغيِّر بها التدريب العقلي المكثَّف من الدماغ، لكنها جميعًا لا تخبرنا بشيء عن الآليات الجزيئية والخلوية التي تقوم عليها التغييرات المرصودة. توضِّح الدراسات التي أُجريَت على القوارض أنَّ التدريب المكثَّف على المهام الحركية يؤدي إلى تغيراتٍ خلوية متعددة، مثل ظهور أشواك جديدة على الزوائد الشجيرية وكذلك تفرُّعات محورية جديدة، وكذلك تقليم بعضها الآخر. لكن من المحال أن نلاحظ عمليات مكافئة في البشر؛ لأنَّ تقنيات التصوير العصبي الحالية أضعف كثيرًا من اللازم لتصويرها، ولأنَّ التقنيات المستخدمة على الفئران لا يمكن تطبيقها على دراسة الدماغ البشري.

يمكن تفسير الزيادة في كثافة المادة الرمادية وحجمها بتكوين الخلايا العصبية في مرحلة البلوغ. ويُعَد هذا التفسير جذابًا على وجه التحديد في حالةِ سائقي سيارات الأجرة في لندن؛ إذ إنَّ الحُصَين هو المنطقة الوحيدة المعروفة حتى الآن بأنها تستمر في توليد خلايا عصبية جديدة على مدار الحياة (انظر الفصل الخامس). بالرغم من ذلك، يمكن تفسيرُ هذا أيضًا بتكوين مشابك عصبية جديدة وأشواك جديدة على الزوائد الشجيرية، وتبرعم تفرُّعات محورية جديدة. ويمكن لزيادة عدد الخلايا الدبقية أو تكوُّن أوعيةٍ دموية جديدة لإمداد البنى الجديدة بالدم أن يزيدا كثافةَ المادة الرمادية.

من الجلي أنَّ الدماغ يتسم بقدرٍ كبير من المرونة، لكننا لا نزال في المراحل الأولى من فهمنا للطرق العديدة التي يستطيع التكيُّف بها مع المتطلبات التي تُفرَض عليه. سيُتيح التطور التكنولوجي وجودَ طرقٍ أكثر تعقيدًا لتصوير الدماغ، ولا شك بأنه سيعمِّق فهمنا للكيفية التي تؤثِّر بها الأنواع المختلفة من التدريب في بنية الدماغ وعمله.