تعديل سريع لسلوك الاختيار بواسطة الموجات فوق الصوتية على حقول العين الجبهية البشرية

لماذا يهم هذا البحث للاختيارات اليومية

العديد من اختياراتنا الفورية، مثل المكان الذي ننظر إليه عندما يومض شيء في رؤيتنا المحيطية، تبدو تلقائية. ومع ذلك فهي مدفوعة بنشاط دقيق في مناطق دماغية صغيرة تقع عميقاً تحت الجمجمة. تُظهر هذه الدراسة أن نبضات رقيقة من الموجات فوق الصوتية، تُسَلَّم من خارج الرأس، يمكنها أن تؤثر على اختيارات حركات العين السريعة لدى البشر خلال أجزاء من المئات من الثانية. يفتح هذا العمل الباب لاستخدام الموجات الصوتية لاستكشاف كيف تدعم دوائر الدماغ اتخاذ القرار، ويشير إلى احتمالات علاجات مستقبلية شديدة التحديد لا تتطلب جراحة أو أجهزة مزروعة.

طريقة جديدة لتحفيز نشاط الدماغ

سعى العلماء منذ زمن طويل إلى أدوات يمكنها تغيير نشاط الدماغ بدقة مكانية عالية وتوقيت بمقدار المللي ثانية. الطرق الحالية مثل التحفيز المغناطيسي أو الكهربائي قد تؤثر على مناطق واسعة وأحياناً تسبب استجابات قوية ومزعجة. بالمقابل، يستخدم التحفيز فوق الصوتي عبر الجمجمة (TUS) موجات صوتية مركزة بترددات أعلى بكثير من نطاق السمع للتأثير بلطف على نسيج الدماغ دون جراحة. أشارت دراسات على الحيوانات إلى أن TUS يمكن أن يزحزح الاختيارات عبر التأثير على دوائر دماغية محددة، لكن كان من غير الواضح ما إذا كان بالإمكان تحقيق نفس التأثيرات الفورية والدقيقة بأمان لدى البشر، أو ما إذا كانت النتيجة ستكون إثارة، أو تثبيطاً، أو مجرد تشويش للنشاط الجاري.

استهداف مركز التحكم بحركات العين في الدماغ

ركز الباحثون على حقول العين الجبهية (FEFs)، وهي مناطق صغيرة على كل جانب من الدماغ تساهم في تقرير المكان التالي الذي ننظر إليه. تسيطر كل FEF بشكل رئيسي على الحركات العينية السريعة، أو القفزات البصرية (saccades)، نحو الجانب المعاكس من الفضاء. هذا يجعل FEF أرضية اختبار مثالية: إذا غيّر التحفيز مخرجاتها، يجب أن تتحول اختيارات حركة العين بطريقة واضحة وقابلة للقياس. في الدراسة، أدى 35 متطوعاً لعبة بسيطة. في كل تجربة، ظهر هدفان قصيران على شكل "كوكب" واحدًا تلو الآخر على اليسار واليمين من نقطة تثبيت مركزية، مفصولين ببضع أجزاء من الألف من الثانية فقط. كان على المشاركين أن ينظروا بأسرع ما يمكن إلى أي هدف ظهر أولاً، مكتسبين أو خاسرين نقاطاً بناءً على الدقة.

نبضات صوتية تزيح الكفة برفق

خلال التجارب الحرجة، سلّمت المجموعة قطارات من الموجات فوق الصوتية المركزة مدتها 500 مللي ثانية إلى الـ FEF الأيسر أو الأيمن تماماً عند ظهور الهدف الأول. في تجارب أخرى، حفزوا منطقة ضابطة في منطقة اليد من القشرة الحركية، أو أشغلوا صوت تمويه فقط دون موجات فوق صوتية. صُمِّمَت المهمة بحيث كانت العديد من التجارب تحتوي على فروق زمنية صغيرة جداً بين الهدفين، مما جعل الإجابة "الصحيحة" غير مؤكدة وبالتالي أكثر قابلية للتأثر حتى بانحياز طفيف في نشاط الدماغ. النتيجة الأساسية كانت أن TUS إلى FEF زاد بشكل موثوق الحركات العينية نحو الجانب المعاكس من الفضاء: تحفيز FEF الأيسر أدى إلى مزيد من الخيارات نحو اليمين، وتحفيز FEF الأيمن أدى إلى مزيد من الخيارات نحو اليسار، لا سيما عندما كانت الأدلة البصرية غامضة. والأهم أن نفس التعرض بالموجات فوق الصوتية لمنطقة اليد الحركية لم يغيّر اختيارات العين، مما يبيّن أن التأثير كان محدداً لدائرة التحكم بحركة العين وليس مجرد إحساس عام أو صوت من الجهاز.

كيمياء الدماغ تفسر من يتأثر أكثر

لم تتغير اختيارات الجميع بنفس القدر. لفهم السبب، قاس الباحثون مستويات GABA+، وهو علامة على الكيمياء المثبطة في الدماغ، في الـ FEF الأيسر والقشرة الحركية اليسرى باستخدام مطياف الرنين المغناطيسي. أظهر المشاركون ذوو مستوى GABA+ القاعدي الأدنى في الـ FEF—مما يعني لهجة تثبيطية أقل—أكبر تغيير ناتج عن الموجات فوق الصوتية في انحياز حركة العين، بينما تغير أولئك ذوو لهجة تثبيطية أعلى أقل. كانت هذه العلاقة محددة للـ FEF: لم تتنبأ مستويات GABA+ في القشرة الحركية بوجود أي تأثير لـ TUS على اختيارات العين. تشير النتائج إلى أن الموجات فوق الصوتية لا ترفع أو تخفض نشاط الدماغ بطريقة ثابتة واحدة؛ بل تتفاعل مع التوازن القائم بين الإثارة والتثبيط في دماغ كل شخص.

سريع ودقيق وواعد للتطبيقات المستقبلية

توقيت التأثيرات أمر حاسم. ظهر التحول في حركات العين حتى في أسرع التجارب، عندما كان لدى المشاركين أقل من نحو 265 مللي ثانية من التحفيز قبل تحريك أعينهم. في الوقت نفسه، لم يكن هناك انخفاض في الدقّة الإجمالية وقليل من الأدلة على أن الانحياز استمر إلى التجربة التالية. مجتمعة، يشير ذلك إلى أن TUS يمكن أن يعمل كـ "دفع" لحظي لعمليات الدماغ الجارية بدلاً من أن يكون تعطيلاً عنيفاً وطويلاً الأمد. بالنسبة لمراقب عام، الخلاصة هي أن الموجات فوق الصوتية المضبوطة بعناية يمكن أن توجه اختيارات حركات العين الصغيرة لدينا في الوقت الحقيقي، وأن مدى فعاليتها يعتمد على كيمياء الدماغ الأساسية لكل شخص. يضع هذا الموجات فوق الصوتية المركزة كأداة قوية وغير جراحية لرسم علاقات السبب والنتيجة في الدماغ البشري، وكخطوة محتملة نحو علاجات شخصية مستقبلية لاضطرابات الانتباه والحركة واتخاذ القرار.

الاستشهاد: Farboud, S., Kop, B.R., Koolschijn, R.S. et al. Rapid modulation of choice behavior by ultrasound on the human frontal eye fields. Nat Commun 17, 2966 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69854-7

الكلمات المفتاحية: الموجات فوق الصوتية عبر الجمجمة, حركات العين, تحفيز الدماغ, اتخاذ القرار, تثبيط GABA