علماء يُعيدون بناء مقاطع فيديو مما شاهده الفأر بالاستناد فقط إلى نشاطه الدماغي

تخيّل أنك تستطيع قراءة ما رآه شخص ما من خلال إشارات دماغه وحدها. قد يبدو هذا سيناريو خيال علمي، لكنه بات أقرب إلى الواقع بخطوة علمية مهمة أنجزها باحثون في جامعة كوليدج لندن. فقد تمكّن الفريق البحثي بقيادة الدكتور جويل باور من مركز Sainsbury Wellcome Centre من إعادة بناء مقاطع فيديو قصيرة من نشاط الخلايا العصبية في القشرة البصرية لدى الفئران بدقة لافتة.

اعتمدت التجربة على تسجيل إشارات خلايا عصبية منفردة في القشرة البصرية للفئران أثناء مشاهدتها لمقاطع فيديو، وذلك باستخدام تقنية تصوير الكالسيوم العصبي. ثم استُخدم هذا النشاط كمدخلات لنموذج حاسوبي يُسمى نموذج الترميز العصبي الديناميكي، وهو نموذج تعلّم أنماط بصرية عامة قادرة على التعميم لمقاطع لم يشاهدها من قبل.

النتيجة كانت مثيرة: تمكّن النموذج من توليد مقاطع فيديو مدة كل منها 10 ثوانٍ تحاكي ما رآه الفأر بدقة إحصائية قابلة للقياس. ولإثبات أن النموذج تعلّم فعلاً لا أنه حفظ، جرى اختباره على مقاطع لم يتدرب عليها فأظهر قدرة تعميم حقيقية. ويستخدم الباحثون تحليل ارتباط البيكسل لقياس مدى التطابق بين الفيديو المُعاد بناؤه والفيديو الأصلي.

يكتسب هذا الإنجاز أهمية تتجاوز حدوده التقنية. فما يسعى إليه الفريق البحثي ليس إعادة بناء ما تراه أعيننا فحسب، بل فهم كيف يُعدِّل الدماغ ما يُدركه من الواقع. فالإدراك البصري ليس تصويراً حرفياً للعالم، بل عملية معقدة يُفلتر فيها الدماغ جزءاً مما يصله ويُكمل جزءاً آخر. ومن هنا تأتي أهمية مقارنة الفيديو المُعاد بناؤه بالصورة الأصلية: فالفوارق ليست أخطاءً، بل نوافذ مفتوحة على كيفية اشتغال الإدراك.

في المدى البعيد، قد تُفضي هذه التقنية إلى تطبيقات في مجال واجهات التفاعل بين الدماغ والحاسوب، ولا سيما في مساعدة الأشخاص المصابين بأمراض تُعيق التواصل كالشلل التام. كما تفتح الباب لأدوات بحثية تُمكِّن علماء الأعصاب من استعراض التجارب الإدراكية الداخلية للحيوانات بصورة أكثر موضوعية.

في العالم العربي، يواجه نحو 800 ألف مريض سنوياً تبعات إصابات الحوادث والسكتات الدماغية التي تُفقدهم القدرة على التواصل، وفق تقديرات منظمة الصحة العالمية للمنطقة. وتسعى مراكز إعادة التأهيل العصبي في كلٍّ من المملكة العربية السعودية والإمارات وقطر إلى تبني أحدث تقنيات واجهات الدماغ-الحاسوب، مما يجعل هذا البحث ذا أهمية مهنية مباشرة للمختصين في علم الأعصاب وهندسة الطب الحيوي في المنطقة.

نُشرت نتائج الدراسة في مجلة eLife المحكمة، ويأمل الفريق توسيع أبحاثه لاستكشاف الفوارق بين الصورة المادية الخارجية وما يُعيد الدماغ رسمه منها في حالة الإدراك الفعلي. إنه يوم جديد في مسيرة فهم بنية الوعي البشري.