الباحثون من كلية لندن الجامعية (بريطانيا العظمى) حقق طفرة في مجال التصوير العصبي. وفي دراسة جديدة نشرت في المجلة eLifeتمكن العلماء من إعادة بناء مقاطع الفيديو، التي رأتها الفئران يعتمد فقط على نشاط الخلايا العصبية في القشرة البصرية الحيوانات. في الحقيقة العلماء كانوا قادرين على رؤية العالم من خلال “عيون” القوارض في الوقت الحقيقي.

من البكسل إلى الخلايا العصبية

في السنوات الأخيرة، حاول علماء الأعصاب بنشاط فك رموز كيفية تفسير الدماغ للإشارات الصادرة عن الأعضاء البصرية. في السابق، تم إجراء تجارب مماثلة على الأشخاص الذين يستخدمون التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI)، ولكن هذه الطريقة توفر فقط صورة غير مباشرة وغامضة إلى حد ما للدماغ. فريق من لندن ذهب أبعد من ذلك باستخدام طريقة تسجيل نشاط الخلايا الفردية.

تمثل الصفوف ذات الأرقام الفردية مقاطع الفيديو المرجعية المعروضة على الفئران. تعرض الصفوف ذات الأرقام الزوجية مقاطع فيديو مُعاد بناؤها بناءً على نشاط ≈8000 خلية عصبية.
جويل باور وآخرون/eLife، 2026

يوضح مؤلف الدراسة الرئيسي الدكتور جويل باور: “أردنا إيجاد طريقة أكثر دقة لفهم كيفية تفسير الدماغ لما يراه”. – الأساليب الحالية لا تعمل بشكل جيد في المواقف التي لم يتم اختبارها مسبقا. كان هدفنا هو إنشاء خوارزمية يمكنها التقاط التمثيل الداخلي للواقع في الدماغ ومقارنتهيكون مع الأصل.”

رياضيات الرؤية

ولتنفيذ المشروع، استخدم العلماء نموذجًا ديناميكيًا للترميز العصبي. وقام النظام بتحليل نشاط كل خلية عصبية أثناء مشاهدة الفأر للفيديو، مع الأخذ في الاعتبار في الوقت نفسه حركات الحيوان وقطر بؤبؤ العين. تم تسجيل نشاط الدماغ باستخدام الفحص المجهري عالي التقنية، والذي يتتبع الارتفاعات في مستويات الكالسيوم في الخلايا أثناء تشغيلها.

كانت عملية إعادة البناء تشبه عمل فنان: بدأت الخوارزمية بـ “لوحة قماشية فارغة” (شاشة سوداء) وقامت بتحديث كل بكسل تدريجيًا بناءً على الفرق بين السلوك المتوقع والسلوك الفعلي للخلايا العصبية. ونتيجة لذلك، تمكن النظام من إعادة إنشاء مقطع مدته 10 ثوانٍ شاهده الفأر لأول مرة، ولم يتم تدريب الشبكة العصبية على هذا الفيديو بالتحديد، ولكن “قرأته” مباشرة من رأس القارض.

التشويه كوظيفة

وأظهرت الدراسة أن دقة الصورة تعتمد بشكل مباشر على عدد الخلايا العصبية المعنية. أكد الاختبار باستخدام طريقة الارتباط بكسل ببكسل أن التوقيت (وقت ظهور الكائنات) في النسخة الأصلية وإعادة الإعمار هو نفسه تقريبًا، على الرغم من أن دقة الصورة لا تزال منخفضة.

ومع ذلك، فإن العلماء لا يهتمون فقط بالتشابه التام. الهدف الرئيسي للمشروع هو دراسة اللحظات التي تدخل فيها “الصورة” إلى الدماغيكون ينحرف عن الواقع .

ويخلص الدكتور باور إلى أنه “لا توجد مرآة مثالية للعالم في رؤوسنا”. – يقوم النظام البصري بتشويه المعلومات وتحويلها. هذه الانحرافات ليست أخطاء، ولكنها وظيفة أساسية للدماغ، مما يعكس كيفية تفسيرنا للبيانات الحسية واستكمالها.

في المستقبل، ستمكننا هذه التكنولوجيا من الفهم الدقيق لكيفية “إكمال” أدمغة الأنواع المختلفة من المخلوقات للواقع، وستساعد في إنشاء أنظمة رؤية صناعية أكثر تقدمًا وواجهات عصبية.