آیا راست دست یا چپ دست بودن ما واقعاً در مغز ما نهادینه شده؟ پژوهش نو خلاف این را می گوید - آسمان فارس

در این مقاله قصد داریم با بررسی یک پژوهش پیشگامانه علمی نگاهی نو به فرآیند کنترل حرکتی در بدن بیندازیم. می خواهیم ببینیم آیا راست دست یا چپ دست بودن و یادگیری مهارت های حرکتی نو چطور به هم گره خورده اند و چرا فرضیه های پیشین درباره ساختار مغز ما ناقص بوده اند. با ما همراه باشید تا پاسخ این پرسش های چالش برانگیز را در یافته های تازه عصب شناسان جستجو کنیم.

لیست مطالب

• 1. افسانه سیم کشی سخت افزاری مغز برای دست برتر
• 2. ایده نبوغ آمیز محققان؛ نوشتن با آرنج به جای انگشتان
• 3. جزئیات آزمایش علمی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی
• 4. یافته شگفت انگیز؛ ناپدید شدن کامل رجحان دست راست
• 5. معجزه تمرین و انعطاف پذیری فوق العاده آرنج ها
• 6. چرا ابزارها به عنوان امتدادی از اندام های ما عمل می نمایند؟
• 7. تاریخچه فرضیه های تکاملی درباره راست دستی انسان ها
• 8. نقش قشر حرکتی مغز و انعطاف پذیری عصبی در یادگیری حرکتی
• 9. پیامدهای بالینی این پژوهش در توانبخشی سکته های مغزی
• 10. چرا یادگیری مهارت های حرکتی نو سن و سال نمی شناسد؟
• 11. بررسی تفاوت عملکرد دو نیمکره مغز در کنترل حرکات ظریف
• 12. نتیجه گیری عملی؛ چطور کلیشه های توانایی بدنی خود را بشکنیم؟

????مختصر و مفید

پژوهش های نو عصب شناسی نشان می دهند که راست دست یا چپ دست بودن تفاوت ذاتی و تغییرناپذیری در ساختار مغز ایجاد نمی نماید. محققان با طراحی آزمایشی که در آن افراد باید نوشتن با آرنج را تجربه می کردند دریافتند که رجحان دست غالب در انجام کارهای کاملاً نو ناپدید می گردد. این موضوع ثابت می نماید که مهارت فوق العاده دست غالب ما صرفاً حاصل یک عمر یادگیری مهارت های حرکتی نو و تمرین مداوم است. در واقع مغز ما از ابتدا برای یک دست خاص برنامه ریزی سخت افزاری نشده است و بخش زیادی از این تفاوت ها اکتسابی هستند. این یافته پنجره های نوی را در زمینه توانبخشی بیماران آسیب دیده و آموزش مهارت های بدنی به روی ما می گشاید.

01

افسانه سیم کشی سخت افزاری مغز برای دست برتر

سال های متمادی دانشمندان و عموم مردم بر این باور بودند که تسلط یک دست بر دست دیگر نشانه آشکاری از سیم کشی سخت افزاری مغز است. تصور می شد نیمکره ای از مغز که کنترل دست غالب را بر عهده دارد به صورت ژنتیکی و مادرزادی از توانایی بالاتری در پردازش حرکات ظریف و کنترل مسیرهای حرکتی برخوردار است. این دیدگاه باعث می شد توانایی های دست غیرغالب به عنوان یک محدودیت ذاتی و زیستی نگریسته گردد که تغییر آن چندان امکان پذیر نیست.

اما اکنون عصب شناسان دانشگاه کالیفرنیا در لس آنجلس و دانشگاه جانز هاپکینز فرضیه متفاوتی را مطرح نموده اند. آن ها پیشنهاد می نمایند که این تسلط نه به علت رجحان ذاتی نیمکره های مغز بلکه صرفاً به خاطر سال ها تمرین نامتقارن با ابزارها و اشیایی است که احتیاج به کنترل دقیق حرکتی دارند. ما از دوران کودکی به طور مداوم دست غالب خود را برای انجام کارهای پیچیده به کار می گیریم و این امر باعث تقویت شبکه های عصبی مربوط به آن دست می گردد.

02

ایده نبوغ آمیز محققان؛ نوشتن با آرنج به جای انگشتان

طراحی آزمایشی که بتواند اثر یک عمر تمرین مداوم دست راست یا چپ را خنثی کند کار بسیار سختی است. انسان ها از همان سال های ابتدایی زندگی مسیر متفاوتی را برای دست های خود انتخاب می نمایند و عملاً نمی توان فردی بزرگسال را یافت که از دست های خود به طور کاملاً مساوی استفاده کند. برای دور زدن این چالش محققان باید اندامی را برای آزمایش انتخاب می کردند که علیرغم داشتن توانایی حرکتی هرگز برای کارهای ظریف مثل نوشتن تمرین ندیده باشد.

آرنج دست دقیقاً همان عضوی بود که دانشمندان به سراغش رفتند. تقریباً هیچ انسان سالمی در طول زندگی خود کوشش ننموده است که با آرنج خود بنویسد یا نقاشی کند. ایده اصلی این بود که اگر مغز ما واقعاً دارای یک نیمکره مسلط و برتر برای کنترل حرکتی ظریف باشد این رجحان باید خود را در آرنج سمت غالب نیز نشان دهد. یعنی یک فرد راست دست باید با آرنج راست خود بسیار بهتر از آرنج چپ بنویسد.

03

جزئیات آزمایش علمی با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی

در این پژوهش مجذوب کننده دانشمندان از شرکت نمایندگان راست دست خواستند تا ابتدا حرف الفبای انگلیسی و عدد معینی را با دست راست و سپس با دست چپ خود بنویسند. این کار برای ثبت الگوی پایه عملکرد دست ها انجام شد. در مرحله بعد قلم هایی به طور کاملاً محکم به آرنج شرکت نمایندگان بسته شد تا هیچ گونه لرزش یا حرکت اضافی انگشتان در نوشتن دخالت نداشته باشد و نوشتن صرفاً با حرکت مفصل آرنج انجام گیرد.

شرکت نمایندگان باید با آرنج های چپ و راست خود اقدام به نوشتن همان کاراکترها می کردند. برای ارزیابی دقیق و بدون سوگیری کیفیت نوشته ها محققان از یک شبکه عصبی هوش مصنوعی استفاده کردند. این الگوریتم آموزش دیده بود تا شکل ها را به دقت بررسی نموده و بر اساس کیفیت هندسی و مقدار انحراف از شکل اصلی دسته بندی کند تا خطای انسانی در ارزیابی نتایج به حداقل ممکن برسد.

04

یافته شگفت انگیز؛ ناپدید شدن کامل رجحان دست راست

نتایج حاصل از تحلیل شبکه عصبی شگفتی بزرگی برای محققان به همراه داشت. تحلیل ها نشان داد که کیفیت کاراکترهای نوشته شده با آرنج راست و آرنج چپ در شرکت نمایندگان راست دست هیچ تفاوت معناداری با یکدیگر نداشت. خطوط ترسیم شده به وسیله هر دو آرنج به یک مقدار نامنظم و ضعیف بود و هیچ نشانه ای از رجحان سیستم عصبی سمت راست بدن در انجام این کار ظریف دیده نمی شد.

این یافته نشان می دهد که وقتی یک کار کاملاً نو و بدون پیش زمینه تمرینی را به بدن واگذار می کنیم رجحان دست غالب به طور کامل ناپدید می گردد. اگر مغز ما ذاتاً در یک سمت برای کارهای حرکتی ظریف مجهزتر بود آرنج سمت راست باید عملکرد بهتری نشان می داد. این موضوع ثابت می نماید که مهارت های حرکتی فوق العاده دست راست یا چپ ما ناشی از ساختار بیولوژیکی از پیش معین شده نیست.

05

معجزه تمرین و انعطاف پذیری فوق العاده آرنج ها

بخش دوم آزمایش به بررسی فرآیند یادگیری اختصاص داشت. محققان شرکت نمایندگان را به دو گروه تقسیم کردند؛ یک گروه برای نوشتن با آرنج غالب آموزش دیدند و گروه دیگر نوشتن با آرنج غیرغالب را تمرین کردند. هر دو گروه جلسات تمرینی منظمی را برای نوشتن حروف و اعداد با آرنج سپری کردند تا معین گردد آیا روند یادگیری و سرعت بهبود مهارت در دو سمت بدن با هم تفاوتی دارد یا خیر.

نتایج آموزش ها شگفت انگیزتر از مرحله قبل بود. کیفیت نوشتن با آرنج در هر دو گروه به مقدار بسیار چشمگیری بهبود یافت. نکته کلیدی این بود که سرعت یادگیری و کیفیت نهایی خطوط در هر دو سمت بدن کاملاً یکسان بود. این بخش از پژوهش نشان داد که اندام های غیرغالب ما نیز پتانسیل حرکتی فوق العاده ای دارند که تنها به علت عدم تمرین و استفاده نکردن در طول زندگی خاموش مانده است.

06

چرا ابزارها به عنوان امتدادی از اندام های ما عمل می نمایند؟

در فرآیندهای شناختی مغز انسان ابزارها مانند قلم، راکت تنیس یا قاشق صرفاً اشیای بیرونی نیستند بلکه مغز آن ها را به عنوان امتدادی از سیستم بدنی و بازوی ما ادغام می نماید. زمانی که ما سال ها از یک دست برای نوشتن یا کار با ابزارها استفاده می کنیم نقشه برداری های مغزی ما برای آن سمت از بدن بسیار دقیق تر و پیچیده تر توسعه می یابند. این به معنای سیم کشی سخت افزاری نیست بلکه توسعه نرم افزاری مغز است.

هنگامی که ما ابزار را از دست غالب می گیریم و کاراکتر یا تسک نوی را با عضوی مثل آرنج انجام می دهیم این زنجیره نقشه حرکتی قطع می گردد. عصب شناسان تاکید می نمایند که مزیت دست غالب ما ناشی از تکرار مداوم رفتارهای هدفمند روزانه است. با تغییر اندام مورد استفاده ما کلیدهای این تجربه طولانی مدت را از دست می دهیم و نشان داده می گردد که پتانسیل بیولوژیکی پایه ای در هر دو سمت بدن برابر است.

07

تاریخچه فرضیه های تکاملی درباره راست دستی انسان ها

سوالی که مطرح می گردد این است که چرا حدود نود درصد انسان ها راست دست هستند؟ در طول تاریخ فرضیه های متعددی برای این پدیده ارائه شده است. بعضی از دانشمندان این موضوع را به تکامل زبان و ارتباط آن با نیمکره چپ مغز مرتبط می دانند. از آنجا که نیمکره چپ کنترل بخش های زیادی از زبان و بعلاوه سمت راست بدن را بر عهده دارد ترجیح استفاده از دست راست ممکن است یک اثر جانبی از توسعه مراکز زبان در مغز باشد.

با این حال پژوهش اخیر نشان می دهد که حتی با وجود این سوگیری های تکاملی اولیه تفاوت عملکردی واقعی که ما در زندگی روزمره بین دو دست خود مشاهده می کنیم نتیجه مستقیم تمرین است و نه یک ناتوانی بیولوژیکی در سمت دیگر. به عبارت دیگر تفاوت های اولیه ژنتیکی بسیار ناچیزتر از آن هستند که بتوانند بدون سال ها تمرین نامتقارن چنین اختلاف فاحشی میان مهارت های دو دست ایجاد نمایند.

08

نقش قشر حرکتی مغز و انعطاف پذیری عصبی در یادگیری حرکتی

قشر حرکتی مغز وظیفه برنامه ریزی و اجرای حرکات ارادی را بر عهده دارد. قابلیت شگفت انگیز این بخش انعطاف پذیری عصبی یا نوروپلاستیسیته است که به مغز اجازه می دهد در پاسخ به یادگیری کارهای نو ساختار و ارتباطات خود را تغییر دهد. وقتی ما آغاز به یادگیری مهارت های حرکتی نو با دست یا آرنج غیرغالب خود می کنیم سیناپس های نوی در قشر حرکتی شکل می گیرند و مسیرهای ارتباطی تقویت می شوند.

این فرآیند نشان می دهد که مغز بزرگسالان همچنان قابلیت بالایی در بازتعریف نقشه های حرکتی خود دارد. تمرینات نوشتن با آرنج گواه روشنی بر این مدعاست که حتی اندام های فراموش شده بدن نیز می توانند مسیرهای عصبی کارآمدی را برای انجام کارهای بسیار ظریف در قشر حرکتی به خود اختصاص دهند. این امر نگرش ما را نسبت به محدودیت های فیزیکی بدن کاملاً تغییر می دهد.

09

پیامدهای بالینی این پژوهش در توانبخشی سکته های مغزی

یکی از مهم ترین ابعاد این پژوهش کاربرد آن در حوزه پزشکی و کاردرمانی است. بیمارانی که به علت سکته مغزی یا آسیب های عصبی دچار فلج یا ضعف در یک سمت بدن به ویژه دست غالب خود می شوند اغلب با چالش های روحی و جسمی سختی روبرو می گردند. در گذشته تصور بر این بود که انتقال مهارت ها به سمت غیر آسیب دیده با محدودیت های ساختاری مغز روبرو است و درمان بسیار سخت خواهد بود.

یافته های نو این امیدواری را ایجاد می نماید که با طراحی برنامه های تمرینی فشرده و هدفمند می توان مهارت های حرکتی پیچیده را در سمت غیرغالب بدن به همان کیفیت دست غالب بازسازی کرد. از آنجا که یادگیری حرکتی بیشتر به تمرین بستگی دارد تا ساختار ذاتی مغز پزشکان می توانند با اطمینان بیشتری بر روی پتانسیل پنهان اندام های غیرغالب برای جبران عملنمودهای از دست رفته بیماران حساب نمایند.

10

چرا یادگیری مهارت های حرکتی نو سن و سال نمی شناسد؟

بسیاری از افراد تصور می نمایند که یادگیری کارهای فیزیکی ظریف مانند نواختن ساز یا نوشتن با دست دیگر تنها در دوران کودکی ممکن است. اگرچه مغز بچه ها پلاستیسیته بالاتری دارد اما نتایج این پژوهش بر روی بزرگسالان نشان داد که سیستم عصبی در سنین بالاتر نیز همچنان تشنه تمرین و یادگیری است. بهبود سریع عملکرد نوشتن با آرنج در شرکت نمایندگان نشان دهنده پویایی مداوم مغز است.

این موضوع به ما یادآوری می نماید که برای آغاز یادگیری مهارت های حرکتی نو هرگز دیر نیست. چه یادگیری تایپ کردن با متدهای نو باشد چه کار با ابزارهای ظریف صنعتی مغز ما با تکرار مداوم خود را با شرایط نو تطبیق می دهد. کلید اصلی موفقیت تداوم در تمرین و به چالش کشیدن اندام هایی است که به طور معمول از آن ها استفاده کمتری می کنیم.

11

بررسی تفاوت عملکرد دو نیمکره مغز در کنترل حرکات ظریف

تقسیم کار بین دو نیمکره مغز همیشه یکی از موضوعات داغ در روان شناسی و عصب شناسی بوده است. نیمکره چپ به طور سنتی به عنوان مرکز منطق و کنترل حرکتی دقیق سمت راست بدن شناخته می گردد در حالی که نیمکره راست به خلاقیت و ادراک فضایی نسبت داده می گردد. اما این مرزبندی های شدید علمی در سال های اخیر تا حد زیادی تعدیل شده اند.

پژوهش روی نوشتن با آرنج نشان می دهد که توانایی پردازش حرکات پیچیده حرکتی به صورت بالقوه در هر دو نیمکره مغز وجود دارد. تفاوت های عملکردی که ما در دنیای واقعی مشاهده می کنیم حاصل یک عدم تقارن در استفاده روزانه است. وقتی شرایط محیطی یا تمرینی تغییر کند هر دو نیمکره پتانسیل مشابهی را برای سازماندهی مجدد رفتارها و حرکات ظریف بدنی از خود نشان می دهند.

12

نتیجه گیری عملی؛ چطور کلیشه های توانایی بدنی خود را بشکنیم؟

یافته های این کار علمی چالش مهمی در برابر تمام محدودیت هایی است که به خودمان نسبت می دهیم. گفتن جملاتی نظیر من استعداد کارهای فنی را ندارم یا چپ دست هستم و نمی توانم این کار را به درستی انجام دهم بیشتر بهانه هایی برای فرار از تمرین هستند تا واقعیت های علمی مغز ما. سیستم عصبی انسان برای انطباق پذیری و یادگیری طراحی شده است.

برای تقویت فکر و بدن خود می توانیم تمرینات ساده ای را در برنامه روزانه بگنجانیم؛ کارهایی مثل مسواک زدن با دست غیرغالب، نوشتن چند خط ساده با دستی که به آن عادت نداریم یا انجام بازی های هماهنگی دست و چشم. این کارها نه تنها مهارت های فیزیکی نوی به ما می آموزند بلکه با به چالش کشیدن مغز به حفظ سلامت و شادابی شناختی ما در طول زندگی یاری شایانی می نمایند.

???? سوالات متداول کاربران کنجکاو

1. آیا این پژوهش به این معناست که ژنتیک هیچ نقشی در راست دستی یا چپ دستی ندارد؟

ژنتیک نقش اولیه کوچکی در ایجاد یک اولویت یا تمایل خفیف در نوزادان ایفا می نماید. با این حال این تمایل اولیه بسیار ضعیف است و تنها با تکرار مداوم و تمرین در طول سال های زندگی به یک تفاوت فاحش تبدیل می گردد. در واقع ژنتیک بستر اولیه را می سازد اما این محیط و رفتار ماست که مهارت نهایی را شکل می دهد.

2. چرا نوشتن با آرنج برای سنجش این فرضیه انتخاب شد؟

مفصل آرنج توانایی انجام حرکات دورانی و خطی را دارد اما هیچ کس در طول زندگی خود با آن نوشتن را تمرین ننموده است. با حذف فاکتور تمرین دانشمندان توانستند پتانسیل کنترل حرکتی خام مغز را در هر دو سمت بدن به طور منصفانه مقایسه نمایند. این کار به خوبی نشان داد که بدون تمرین قبلی هیچ تفاوتی میان دو سمت بدن وجود ندارد.

3. آیا تمرین دادن دست غیرغالب می تواند به تقویت کلی عملنمودهای مغزی یاری کند؟

بله انجام فعالیت های ظریف با دست غیرغالب باعث فعال شدن بخش های نوی در قشر حرکتی هر دو نیمکره مغز می گردد. این کار چگالی اتصالات سیناپسی را افزایش داده و به پدیده انعطاف پذیری عصبی یاری شایانی می نماید. تمرین با دست غیرغالب یک تمرین عالی برای حفظ پویایی مغز در سنین بالا به شمار می رود.

4. چرا بعضی افراد به طور طبیعی دو دست یا آمبیدکستروس هستند؟

افراد دو دست معمولاً در دوران کودکی تمایل شدیدی به یک سمت خاص نشان نداده اند و در نتیجه هر دو دست خود را برای کارهای مختلف تمرین داده اند. این موضوع فرضیه این پژوهش را تایید می نماید که توزیع مساوی تمرین منجر به توانایی یکسان در هر دو سمت بدن می گردد. تفاوت این افراد با دیگران بیشتر در تجربه و الگوی رفتاری آن هاست تا ساختار مغزی متمایز.

5. چه مدت تمرین ضروری است تا دست غیر غالب به مهارت دست غالب برسد؟

این زمان به سختی کار و مقدار تمرین روزانه فرد بستگی دارد اما معمولاً چند ماه تمرین مداوم و متمرکز می تواند تغییر شگرفی ایجاد کند. مغز ما با سرعت بالایی نقشه های حرکتی نو را ترسیم می نماید. تداوم در تمرین روزانه حتی به مدت ده دقیقه بسیار موثرتر از تمرین های طولانی اما نامنظم است.

6. آیا این نتایج برای پاها و تسلط یکی از پاها بر دیگری نیز صدق می نماید؟

بله مکانیزم های کنترل حرکتی پاها شباهت بسیار زیادی به دست ها دارد و مفهوم پای غالب نیز با تمرین مرتبط است. فوتبالیست هایی که با هر دو پا بازی می نمایند حاصل سال ها تمرین متقارن بر روی هر دو سمت بدن هستند. این موضوع نشان می دهد که توزیع تمرین بر روی تمام اندام ها پتانسیل عملکردی آن ها را یکسان می سازد.

7. چرا بچه ها چپ دستی که مجبور به نوشتن با دست راست می شوند گاهی دچار لکنت زبان می گردند؟

این موضوع معمولاً به علت فشار روانی، استرس شدید و روش های آموزشی تنبیهی در گذشته رخ می داده است و نه تداخل فیزیکی در نیمکره های مغز. مغز بچه ها بسیار منعطف است اما اعمال فشار بیرونی ناگهانی تعادل سیستم های یادگیری را به هم می زند. آموزش دست دیگر باید به صورت داوطلبانه، شاد و بدون تنش انجام گردد تا بازدهی مناسبی داشته باشد.

8. آیا تکنولوژی های پوشیدنی نو می توانند سرعت یادگیری مهارت های حرکتی را افزایش دهند؟

بله گجت های بیوفیدبک و شبیه سازهای حرکتی با ارائه بازخوردهای آنی به مغز سرعت بازسازی مسیرهای عصبی را افزایش می دهند. این ابزارها به مغز یاری می نمایند تا خطاهای حرکتی را سریع تر شناسایی و اصلاح کند. ترکیب این فناوری ها با تمرینات سنتی انقلابی در توانبخشی و آموزش های ورزشی ایجاد نموده است.

9. چه رابطه ای میان یادگیری حرکتی نو و پیشگیری از بیماری های زوال عقل وجود دارد؟

یادگیری مهارت های فیزیکی نو یکی از برترین راه ها برای افزایش ذخیره شناختی مغز و به تاخیر انداختن زوال عقل است. این نوع یادگیری کل سیستم مغز از قشر حرکتی تا بخش های برنامه ریزی فکری را به چالش می کشد. با ایجاد مسیرهای ارتباطی نو مغز در برابر آسیب های ناشی از پیری مقاومت بیشتری نشان می دهد.

جمع بندی نهایی

پژوهش نو عصب شناسان بر روی نوشتن با آرنج نشان می دهد که باورهای سنتی ما درباره سیم کشی سخت افزاری مغز برای دست برتر اساس علمی محکمی ندارند. تفاوت فاحش میان دست غالب و غیرغالب ما صرفاً حاصل یک عمر تمرین نامتقارن و تکرار رفتارهای هدفمند روزانه است. مغز انسان از پلاستیسیته شگفت انگیزی برخوردار بوده و قادر است مهارت های حرکتی پیچیده را در هر دو سمت بدن به یک مقدار توسعه دهد. این یافته ها مسیرهای نوی در توانبخشی بیماران سکته مغزی و روش های نوین آموزش مهارت های فیزیکی پیش روی ما می گذارد و نشان می دهد که ما بسیار توانمندتر از قالب های محدودی هستیم که برای خود ساخته ایم.

منبع