لم يستخدم ثنائي البيانو البولندي الشهير ماريك وواشيك النوتة الموسيقية عند عزف الحفلات الموسيقية الحية. ومع ذلك، ظهر الثنائي على خشبة المسرح متناغمين تمامًا. على آلات البيانو المجاورة، التقطوا بشكل هزلي موضوعات موسيقية مختلفة، ومزجوا الموسيقى الكلاسيكية مع موسيقى الجاز والارتجال في الوقت الفعلي.

قال ماريك توماسزيوسكي، الذي غنى مع واسيك كيسيليفسكي حتى وفاة فاشيك في عام 1986: "لقد ذهبنا مع التيار. لقد كانت متعة خالصة".

يبدو أن عازفي البيانو يقرأون أفكار بعضهم البعض من خلال تبادل النظرات. قال ماريك، كان الأمر كما لو كانا على نفس الطول الموجي. تشير مجموعة متزايدة من الأبحاث إلى أن هذا ربما كان صحيحًا بالمعنى الحرفي للكلمة.

تُظهر العشرات من التجارب الحديثة التي تدرس نشاط الدماغ لدى الأشخاص الذين يؤدون ويعملون معًا - عازفو البيانو، ولاعبو الورق، والمعلمون والطلاب، ومحبو الصور المقطوعة وغيرهم - أن موجات أدمغتهم يمكن أن تصطف في ظاهرة تُعرف باسم التزامن العصبي بين الأشخاص، والمعروف أيضًا باسم الدماغ الداخلي. تزامن.

وقال: "هناك الآن الكثير من الأبحاث التي تظهر أن الأشخاص الذين يتفاعلون معًا يظهرون أنشطة عصبية منسقة". جياكومو نوفمبر، عالم الأعصاب الإدراكي في المعهد الإيطالي للتكنولوجيا في روما، الذي نشر ورقة رئيسية على التزامن العصبي بين الأشخاص في الصيف الماضي. لقد ظهرت الدراسات بمعدل متزايد خلال السنوات القليلة الماضية - واحدة منها مؤخرًا الأسبوع الماضي - حيث ساهمت الأدوات الجديدة والتقنيات المحسنة في صقل العلم والنظرية.

لقد وجدوا أن التزامن بين العقول له فوائد. إنه مرتبط بحل المشكلات والتعلم والتعاون بشكل أفضل، وحتى بالسلوكيات التي تساعد الآخرين على حساب شخصي. علاوة على ذلك، تشير الدراسات الحديثة التي تم فيها تحفيز الأدمغة بتيار كهربائي إلى أن التزامن نفسه قد يؤدي إلى تحسين الأداء الذي لاحظه العلماء.

وقال: "الإدراك هو شيء لا يحدث في الجمجمة فحسب، بل فيما يتعلق بالبيئة ومع الآخرين". غيوم دوماس، أستاذ الطب النفسي الحسابي في جامعة مونتريال. إن فهم متى وكيف تتزامن أدمغتنا يمكن أن يساعدنا على التواصل بشكل أكثر كفاءة، وتصميم فصول دراسية أفضل، ومساعدة الفرق على التعاون.

الحصول على المزامنة

البشر، مثل الحيوانات الاجتماعية الأخرى، لديهم ميل لمزامنة سلوكياتهم. إذا مشيت بجوار شخص ما، فمن المرجح أن تبدأ بالمشي خطوة بخطوة. إذا جلس شخصان بجانب بعضهما البعض على الكراسي الهزازة، فمن المحتمل أن يبدأا في التأرجح بنفس الوتيرة.

مثل هذا التزامن السلوكي، تظهر الأبحاثيجعلنا أكثر ثقة، ويساعدنا على الارتباط ويعزز غرائزنا الاجتماعية. في واحد دراسةفالرقص المتزامن جعل المشاركين يشعرون بأنهم قريبون عاطفيًا من بعضهم البعض، أكثر بكثير من المجموعات التي تحركت بشكل غير متزامن. في دراسة أخرىكان المشاركون الذين رددوا الكلمات بشكل إيقاعي أكثر عرضة للتعاون في لعبة الاستثمار. حتى المشي البسيط في انسجام مع شخص من أقلية عرقية يمكن أن يفعل ذلك تقليل التحيز.

"التنسيق هو السمة المميزة للتفاعل الاجتماعي. قال نوفمبري: “إنه أمر بالغ الأهمية حقًا”. "عندما يضعف التنسيق، يضعف التفاعل الاجتماعي بشدة."

عندما تنسق حركاتنا، تنشأ أيضًا تزامنات لا تعد ولا تحصى غير مرئية للعين المجردة داخل أجسادنا. عندما يقرع الناس الطبول معًا، تنبض قلوبهم معًا. من الممكن أن تتزامن معدلات ضربات قلب المعالجين ومرضاهم أثناء الجلسات (خاصة إذا كانت العلاقة العلاجية تعمل بشكل جيد)، كما يحدث ذلك أيضًا بين المتزوجين. قد تتماشى أيضًا العمليات الفسيولوجية الأخرى، مثل معدل التنفس ومستويات موصلية الجلد، مع تلك الخاصة بالأشخاص الآخرين.

هل يمكن أن يتزامن النشاط في أدمغتنا؟ في عام 1965، المجلة علوم نشرت نتائج أ تجربة الذي اقترح أنه يمكن. قام علماء من جامعة توماس جيفرسون في فيلادلفيا باختبار أزواج من التوائم المتماثلة عن طريق إدخال أقطاب كهربائية تحت فروة رأسهم لقياس موجات المخ - وهي تقنية تسمى تخطيط كهربية الدماغ. وأفاد الباحثون أنه عندما بقي التوأم في غرف منفصلة، ​​إذا أغلق أحدهما عينيه، فإن موجات الدماغ لكليهما ستعكس الحركة. المسامير الموجودة على مخطط كهربية الدماغ لأحد التوأمين تعكس المسامير الموجودة في الآخر.

لكن الدراسة كانت معيبة من الناحية المنهجية. اختبر الباحثون عدة أزواج من التوائم، لكنهم نشروا النتائج فقط من الزوج الذي لاحظوا التزامن فيه. هذا لم يساعد المجال الأكاديمي المزدهر. لعقود من الزمن، تم تصنيف الأبحاث المتعلقة بالتزامن بين الأدمغة ضمن فئة "الظواهر الخارقة للطبيعة الغريبة" ولم يتم أخذها على محمل الجد.

بدأت سمعة هذا المجال تتغير في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين مع انتشار فرط المسحوهي تقنية تتيح للعلماء مسح أدمغة العديد من الأشخاص المتفاعلين في وقت واحد. في البداية، شمل ذلك مطالبة أزواج من المتطوعين بالاستلقاء في أجهزة منفصلة للتصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، مما أدى إلى تقييد أنواع الدراسات التي يمكن للعلماء إجراؤها إلى حد كبير. تمكن الباحثون في النهاية من استخدام التحليل الطيفي الوظيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة (fNIRS)، والذي يقيس نشاط الخلايا العصبية في الطبقات الخارجية للقشرة الدماغية. الميزة الكبرى لهذه التكنولوجيا هي سهولة استخدامها: يستطيع المتطوعون العزف على الطبول أو الدراسة في الفصل الدراسي أثناء ارتداء قبعات fNIRS، التي تشبه قبعات السباحة مع عدد كبير من الكابلات البارزة.

عندما تفاعل عدة أشخاص أثناء ارتداء قبعات fNIRS، بدأ العلماء في العثور على نشاط عصبي متزامن في مناطق في جميع أنحاء الدماغ، والتي تختلف حسب إعداد المهمة والدراسة. كما لاحظوا أيضًا موجات الدماغ، التي تمثل الأنماط الكهربائية في إطلاق الخلايا العصبية، والتي تتزامن على عدة ترددات. في قراءة مخطط كهربية الدماغ لدماغين متزامنين، تتقلب الخطوط التي تمثل النشاط العصبي لكل شخص معًا: كلما ارتفع أحدهما لأعلى أو يهبط لأسفل، كذلك يفعل الآخر، على الرغم من وجود فارق زمني في بعض الأحيان. في بعض الأحيان تظهر موجات الدماغ في صور معكوسة - عندما يرتفع شخص ما، تنخفض موجة الآخر في نفس الوقت وبحجم مماثل - وهو ما يعتبره بعض الباحثين أيضًا شكلاً من أشكال التزامن.

وباستخدام الأدوات الجديدة، أصبح من الواضح على نحو متزايد أن التزامن بين الأدمغة لم يكن كلامًا ميتافيزيقيًا أو نتاجًا لأبحاث خاطئة. قال: "[الإشارة] موجودة بالتأكيد". أنطونيا هاميلتون، عالم الأعصاب الاجتماعي في جامعة كوليدج لندن. وما كان من الصعب فهمه هو كيف يمكن لعقلين مستقلين، في جسدين منفصلين، إظهار نشاط مماثل عبر الفضاء. وقال هاملتون إن السؤال الكبير الآن هو: "ماذا يخبرنا ذلك؟"

وصفة التزامن

لقد كان نوفمبر مفتونًا منذ فترة طويلة بكيفية تنسيق البشر لتحقيق الأهداف المشتركة. كيف يتعاون الموسيقيون - عازفو البيانو الثنائي، على سبيل المثال - بشكل جيد؟ ومع ذلك كان يفكر في الحيوانات مثل اليراعات مزامنة ومضاتهامما وضعه على الطريق لدراسة المكونات اللازمة لنشوء التزامن بين الأدمغة.

ونظرًا لأن التزامن "منتشر جدًا عبر العديد من الأنواع المختلفة"، يتذكر قائلاً: "فكرت: حسنًا، قد تكون هناك طريقة بسيطة جدًا لتفسير ذلك".

قام نوفمبري وزملاؤه بإجراء تجربة، نشرت الصيف الماضي، حيث لم يفعل أزواج من المتطوعين شيئًا سوى الجلوس في مواجهة بعضهم البعض بينما كانت معدات الكاميرا تتعقب حركات عيونهم ووجههم وأجسادهم. في بعض الأحيان كان بإمكان المتطوعين رؤية بعضهم البعض؛ وفي أوقات أخرى تم فصلهم بقسم. ووجد الباحثون أنه بمجرد أن نظر المتطوعون في أعين بعضهم البعض، تزامنت موجات أدمغتهم على الفور. أثبت الابتسام أنه أكثر قوة في محاذاة موجات الدماغ.

قال نوفمبري: "هناك شيء عفوي في التزامن".

وترتبط الحركة أيضًا بنشاط موجة الدماغ المتزامن. في دراسة نوفمبري، عندما قام الناس بتحريك أجسادهم بشكل متزامن - على سبيل المثال، إذا رفع أحدهم يده والآخر فعل الشيء نفسه - فإن نشاطهم العصبي سوف يتطابق، مع تأخر طفيف. ومع ذلك، فإن التزامن بين الأدمغة يتجاوز مجرد عكس الحركات الجسدية. في دراسة لعازفي البيانو وهم يعزفون الثنائي نشرت في الخريف الماضي، فإن انهيار التزامن السلوكي لم يتسبب في عدم التزامن بين الدماغين.

يبدو أن عنصرًا مهمًا آخر للتزامن العصبي وجهًا لوجه هو التنبؤ المتبادل: توقع استجابات وسلوكيات شخص آخر. وأوضح هاملتون أن كل شخص "يحرك يديه أو وجهه أو جسده، أو يتحدث، ويستجيب أيضًا لأفعال الشخص الآخر". على سبيل المثال، عندما الناس لعبت لعبة الورق الإيطالية Tressetteتزامن النشاط العصبي للشركاء معًا، لكن أدمغة خصومهم لم تتوافق معهم.

غالبًا ما تبدو مشاركة الأهداف والاهتمام المشترك أمرًا بالغ الأهمية للتزامن بين الأدمغة. في تجربة أجريت في الصين، كان على مجموعات مكونة من ثلاثة أشخاص القيام بذلك التعاون على حل مشكلة ما. كان هناك تطور: كان أحد أعضاء الفريق باحثًا تظاهر فقط بالمشاركة في المهمة، ويومئ برأسه ويعلق عندما يكون ذلك مناسبًا، لكنه لا يهتم حقًا بالنتيجة. لم يتزامن دماغه مع دماغ أعضاء الفريق الحقيقيين.

ومع ذلك، يرى بعض النقاد أن ظهور نشاط الدماغ المتزامن ليس دليلاً على أي نوع من الاتصال، بل يمكن تفسيره من خلال استجابة الأشخاص لبيئة مشتركة. كتب: "فكر في شخصين يستمعان إلى نفس محطة الراديو في غرفتين مختلفتين". كلاي هولرويد، عالم في علم الأعصاب الإدراكي في جامعة غنت في بلجيكا ولا يدرس التزامن بين الأدمغة، في ورقة عام 2022. "قد يزداد [التزامن بين العقول] أثناء الأغاني التي يستمتع بها كل منهما مقارنة بالأغاني التي يجدها كلاهما مملة، لكن هذا لن يكون نتيجة للاقتران المباشر بين الدماغ والدماغ."

ولاختبار هذا النقد، صمم علماء من جامعة بيتسبرغ وجامعة تيمبل تجربة عمل فيها المشاركون بشكل مختلف على مهمة مركزة: استكمال اللغز. قام المتطوعون إما بتجميع أحجية بشكل تعاوني أو عملوا على ألغاز متطابقة بشكل منفصل، جنبًا إلى جنب. في حين كان هناك بعض التزامن العصبي بين محبي الألغاز الذين يعملون بشكل مستقل، إلا أنه كان أكبر بكثير لدى أولئك الذين تعاونوا.

إلى نوفمبر، تشير هذه النتائج وغيرها إلى أن التزامن بين الأدمغة هو أكثر من مجرد قطعة أثرية بيئية. وقال: «طالما أنك تقيس أدمغتك أثناء التفاعل الاجتماعي، فسيتعين عليك دائمًا التعامل مع هذه المشكلة». "سوف تتعرض العقول في التفاعل الاجتماعي لمعلومات مماثلة."

ما لم يكونوا في أماكن مختلفة، هذا هو. خلال الوباء، أصبح الباحثون مهتمين بفهم كيف يمكن أن يتغير التزامن بين الأدمغة عندما يتحدث الناس وجهًا لوجه عبر الفيديو. في إحدى الدراسات، نُشر في أواخر عام 2022قام دوماس وزملاؤه بقياس نشاط الدماغ لدى الأمهات وأطفالهن في سن المراهقة عندما تواصلوا عبر الفيديو عبر الإنترنت. بالكاد كانت أدمغة الزوجين متزامنة، أقل بكثير مما كانت عليه عندما تحدثوا وجهاً لوجه. يمكن أن يساعد هذا التزامن الضعيف بين الأدمغة عبر الإنترنت في تفسير سبب كون اجتماعات Zoom متعبة للغاية، وفقًا لمؤلفي الدراسة.

وقال هاميلتون، الذي لم يشارك في البحث: "هناك مجموعة من الأشياء في مكالمة Zoom مفقودة مقارنة بالتفاعل وجهاً لوجه". "الاتصال البصري لديك مختلف بعض الشيء لأن موضع الكاميرا خاطئ. والأهم من ذلك، أن اهتمامكم المشترك مختلف. "

إن تحديد المكونات الضرورية لنشوء التزامن بين الأدمغة - سواء كان ذلك التواصل البصري، أو الابتسام، أو مشاركة الهدف - يمكن أن يساعدنا على تحقيق فوائد المزامنة مع الآخرين بشكل أفضل. عندما نكون على نفس الطول الموجي، تصبح الأمور أسهل.

المزايا الناشئة

عالم الأعصاب المعرفي سوزان ديكر تحب احتضان جانبها الإبداعي باستخدام الفن لدراسة كيفية عمل العقول البشرية. لالتقاط الفكرة المراوغة المتمثلة في كوننا على نفس الطول الموجي، قامت هي وزملاؤها بإنشاء آلة الموجة المتبادلة: نصف تركيب فني، ونصف تجربة علم الأعصاب. بين عامي 2013 و2019، تمكن المارة في مجموعة متنوعة من المدن حول العالم - مدريد، ونيويورك، وتورنتو، وأثينا، وموسكو وغيرها - من الاقتران مع شخص آخر لاستكشاف التزامن العصبي. كانوا يجلسون في هيكلين يشبهان الصدفة في مواجهة بعضهما البعض أثناء ارتداء سماعة رأس تخطيط كهربية الدماغ لقياس نشاط الدماغ. وبينما كانوا يتفاعلون لمدة 10 دقائق، كانت القذائف تضيء بإسقاطات بصرية كانت بمثابة ارتجاع عصبي: كلما كانت الإسقاطات أكثر سطوعًا، كلما كانت موجات الدماغ أكثر اقترانًا. ومع ذلك، لم يتم إخبار بعض الأزواج بأن سطوع الإسقاطات يعكس مستوى تزامنها، بينما تم عرض إسقاطات خاطئة على الآخرين.

عندما ديكر وزملائها تحليل النتائجوأوضح الباحثون، الذين نُشروا في عام 2021، أنهم وجدوا أن الأزواج الذين عرفوا أنهم يرون ارتجاعًا عصبيًا أصبحوا أكثر تزامنًا بمرور الوقت، وهو تأثير مدفوع بدوافعهم لمواصلة التركيز على شريكهم. والأهم من ذلك، أن التزامن المتزايد بينهما زاد من مدى شعورهما بالارتباط الاجتماعي. يبدو أن الحصول على نفس الطول الموجي للدماغ يمكن أن يساعد في بناء العلاقات.

درس ديكر أيضًا هذه الفكرة في بيئة أقل فنية: الفصل الدراسي. في فصل دراسي مؤقت في المختبر، قام مدرس العلوم في المدرسة الثانوية بتدريس مجموعات تصل إلى أربعة طلاب بينما سجلت ديكر وزملاؤها نشاط الدماغ. في دراسة تم نشره على خادم ما قبل الطباعة biorxiv.org في عام 2019، أفاد الباحثون أنه كلما زادت مزامنة أدمغة الطلاب والمعلمين، كان احتفاظ الطلاب بالمواد أفضل عند الاختبار بعد أسبوع. أ 2022 تحليل التي نظرت في 16 دراسة أكدت أن التزامن بين الأدمغة يرتبط بالفعل بتعلم أفضل.

قال ديكر: "الشخص الذي يولي أكبر قدر من الاهتمام أو يلتزم بشكل أفضل بإشارة المتحدث سيكون أيضًا أكثر تزامنًا مع الأشخاص الآخرين الذين يولون أيضًا أفضل اهتمام لما يقوله المتحدث".

ليس التعلم فقط هو الذي يبدو معززًا عندما تكون أدمغتنا متزامنة، ولكن أيضًا أداء الفريق والتعاون. في دراسة أخرى بواسطة ديكر وزملائها، قامت مجموعات مكونة من أربعة أشخاص بطرح أفكار لاستخدامات إبداعية للطوب أو العناصر المصنفة الضرورية للنجاة من حادث تحطم طائرة. وأظهرت النتائج أنه كلما كانت موجات الدماغ متزامنة بشكل أفضل، كلما قاموا بأداء هذه المهام بشكل أفضل كمجموعة. وفي الوقت نفسه، وجدت دراسات أخرى أن الفرق المتزامنة عصبيًا لا تقتصر على ذلك فقط التواصل بشكل أفضل ولكن أيضًا تتفوق على الآخرين في الأنشطة الإبداعية مثل تفسير الشعر.

وفي حين ربطت العديد من الدراسات التزامن بين الأدمغة والتعلم والأداء الأفضل، يبقى السؤال ما إذا كان التزامن يسبب بالفعل مثل هذه التحسينات. هل يمكن أن يكون بدلاً من ذلك مقياسًا للمشاركة؟ قال هولرويد: "الأطفال الذين يهتمون بالمعلم سيظهرون المزيد من التناغم مع ذلك المعلم لأنهم أكثر تفاعلاً معه". "لكن هذا لا يعني أن العمليات المتزامنة تساهم فعليًا بطريقة أو بأخرى في التفاعل وفي التعلم."

ومع ذلك، تشير التجارب على الحيوانات إلى أن التزامن العصبي يمكن أن يؤدي بالفعل إلى تغيرات في السلوك. عندما تم قياس النشاط العصبي للفئران من خلال جعلها ترتدي أجهزة استشعار صغيرة على شكل قبعة، على سبيل المثال، التزامن بين الأدمغة تنبأ هل وكيف سوف تتفاعل الحيوانات في المستقبل. وقال نوفمبري "هذا دليل قوي على وجود علاقة سببية بين الاثنين".

في البشر، أقوى دليل يأتي من التجارب التي تستخدم تحفيز الدماغ الكهربائي لتوليد التزامن العصبي. بمجرد وضع الأقطاب الكهربائية على فروة رأس الأشخاص، يمكن تمرير التيارات الكهربائية بين الأقطاب الكهربائية لمزامنة النشاط العصبي في أدمغة الأشخاص. في عام 2017 نوفمبر وفريقه أجرى الأول of مثل هذه التجارب. تشير النتائج إلى أن مزامنة موجات الدماغ في نطاق بيتا، المرتبط بالوظائف الحركية، عزز قدرة المشاركين على مزامنة حركات أجسادهم - في هذه الحالة، قرع الإيقاع بأصابعهم.

قامت العديد من الدراسات مؤخرًا بتكرار نتائج نوفمبر. في أواخر 2023وجد الباحثون أنه بمجرد مزامنة موجات الدماغ لدى الأشخاص عن طريق التحفيز الكهربائي، تحسنت قدرتهم على التعاون في لعبة كمبيوتر بسيطة بشكل ملحوظ. والصيف الماضيوأظهر علماء آخرون أنه بمجرد مزامنة دماغين، يصبح الناس أفضل في نقل المعلومات وفهم بعضهم البعض.

العلم جديد، لذا لا تزال هيئة المحلفين غير متأكدة مما إذا كانت هناك علاقة سببية حقيقية بين التزامن والسلوك البشري التعاوني. ومع ذلك، فإن علم التزامن العصبي يظهر لنا بالفعل كيف نستفيد عندما نقوم بأشياء متزامنة مع الآخرين. على المستوى البيولوجي، نحن مجبرون على التواصل.