کشف شبکه‌های عصبی کلیدی خلاقیت در مغز

نقش شبکه‌ی حالت پیش‌فرض در خلاقیت مغز

دانشمندان علوم اعصاب به تازگی موفق به شناسایی شبکه‌های عصبی گسترده‌ای در مغز شده‌اند که نقش حیاتی در ایجاد و جریان خلاقیت دارند. این کشف می‌تواند دیدگاه ما را نسبت به نحوه عملکرد مغز در تولید ایده‌های جدید و نوآورانه تغییر دهد.

خلاقیت یک فرآیند پیچیده است که برخلاف بسیاری از عملکردهای دیگر مغز، مانند حرکت یا واکنش‌های حسی، به یک منطقه خاص از مغز محدود نمی‌شود. به‌جای این که تفکر خلاق در یک بخش مشخص از قشر مغز رخ دهد، به نظر می‌رسد که چندین شبکه عصبی بزرگ با هم کار می‌کنند تا این فرآیند به وقوع بپیوندد. تیمی از محققان به سرپرستی «کالج پزشکی بیلر» (Baylor College of Medicine) در این تحقیق جدید به دنبال کشف مدارهای عصبی بودند که به‌طور خاص برای برخی از انواع خلاقیت ضروری هستند.

تحریک عمقی مغز و تأثیر آن بر خلاقیت

در این پژوهش، محققان با استفاده از تحریک عمقی مغز (DBS) که یک تکنیک پیشرفته است، توانستند به‌طور موقت بخش‌هایی از شبکه‌ی حالت پیش‌فرض مغز (DMN) را در ۹ شرکت‌کننده بالغ سرکوب کنند. شبکه DMN به عنوان یک شبکه عصبی کلیدی شناخته می‌شود که هنگامی که ذهن به‌طور آزادانه و بدون تمرکز بر یک کار خاص به فکر می‌پردازد، فعال می‌شود. این حالت ذهنی به مغز امکان می‌دهد که به‌طور خلاقانه ارتباط بین مفاهیم دور از هم را برقرار کند و ایده‌ها و راه‌حل‌های نوآورانه‌ای را به وجود آورد.

پژوهش‌های قبلی با استفاده از تصویربرداری مغزی، فعالیت DMN را با تفکر خلاقانه مرتبط کرده بودند، اما هیچ مدرکی دال بر رابطه علّی بین این دو وجود نداشت. در سال 2022، جراح مغز و اعصاب «بن شوفتی» (Ben Shofty) و همکارانشموفق شدند برای اولین بار نشان دهند که مهار الکتریکی شبکه DMN می‌تواند به‌طور مستقیم جریان خلاقیت را متوقف کند. آن‌ها در حین جراحی بیماران مبتلا به تومور مغزی که به‌طور داوطلبانه و در حالت هوشیاری تحت عمل بودند، متوجه شدند که با مهار الکتریکی DMN، این بیماران دیگر قادر به تولید ایده‌های جدید و خلاقانه برای اشیاء روزمره مانند صندلی یا لیوان نبودند.

اثبات نقش علّی DMN در تفکر خلاقانه

در این تحقیق جدید، شوفتی و همکارانش با همکاری «دانشگاه یوتا» بر روی شرکت‌کنندگانی که تحت نظارت تهاجمی برای صرع قرار داشتند، بررسی کردند. این روش پیشرفته به دانشمندان این امکان را داد تا با استفاده از الکترودهای کاشته شده در مغز، به‌طور مستقیم شبکه‌های عصبی خاص را تحریک کرده و فعالیت الکتریکی مغز را در زمان واقعی مشاهده کنند. این تکنیک که از دقت بالاتری نسبت به روش‌های تصویربرداری مغزی معمولی برخوردار است، به محققان اجازه داد تا به‌طور مستقیم و دقیق فعالیت‌های عصبی مرتبط با خلاقیت را بررسی کنند.

در این مطالعه، 13 بیمار مبتلا به صرع که الکترودهایی در مغز آن‌ها کاشته شده بود، به چالش کشیده شدند تا در یک زمان محدود (یک دقیقه) کاربردهای جدید و خلاقانه‌ای برای یک شیء روزمره ارائه دهند. شوفتی توضیح داد که تیم تحقیقاتی توانستند تغییرات فعالیت مغزی را در طی چند میلی‌ثانیه اول تلاش برای تفکر خلاق مشاهده کنند. اولین ناحیه‌ای که در مغز روشن شد، DMN بود. به دنبال آن، این شبکه فعالیت خود را با سایر بخش‌های مغز، مانند نواحی مرتبط با حل مسئله و تصمیم‌گیری، هماهنگ کرد.

بر اساس این یافته‌ها، شوفتی معتقد است که شبکه DMN مسئول جستجو و بررسی انواع اطلاعات مختلف در مغز است تا ایده‌های جدیدی را تولید کند و سپس این ایده‌ها را برای بررسی و ارزیابی به دیگر بخش‌های مغز که در تفکر انتقادی نقش دارند، ارسال کند. این فرآیند که به‌عنوان شناخت «از بالا به پایین» شناخته می‌شود، به مغز اجازه می‌دهد تا ارتباطات نادرست را فیلتر کرده و افکار جدید و مفیدی را انتخاب کند.

یافته‌های اخیر به توضیح این موضوع کمک می‌کنند که چرا فعالیت‌های ساده‌ای مانند دوش گرفتن و رها کردن ذهن به حال خود می‌تواند به تولید ایده‌های اصلی و خلاقانه کمک کند. محققان دریافتند که در تمامی 13 شرکت‌کننده، برخی از بخش‌های خاص DMN به‌طور ویژه با تفکر جانبی (lateral thinking) مرتبط بوده و سایر بخش‌ها بیشتر با سرگردانی ذهن در ارتباط بودند.

استفاده از الکترودهای کاشته شده برای سرکوب موقت بخش‌های مرتبط با تفکر جانبی در DMN نشان داد که این عمل باعث کاهش توانایی بیماران در ارائه کاربردهای جدید برای اشیاء روزمره می‌شود. با این حال، توانایی ذهن برای سرگردانی و جریان آزاد افکار همچنان باقی ماند. الئونورا بارتولی (Eleonora Bartoli)، جراح مغز و اعصاب از کالج پزشکی بیلر، بیان کرد که این تحقیق فراتنقش علّی DMN در تفکر خلاقانه را به‌طور مستقیم اثبات کرده.

این پژوهش که در مجله‌ی علمی Brain منتشر شده.