مكتب يتبادل فيه الموظفون المذكرات. ما دامت المهام قليلة، يعمل كل واحد بمفرده. ولكن يأتي طلب عاجل — وتبدأ بعض الأقسام في إرسال الرسائل بنشاط إلى أقسام أخرى، ويصبح العمل الجماعي أكثر انسجامًا. هذا تقريبًا ما يفعله الدماغ عندما نحاول الاحتفاظ بعدة أشياء في أذهاننا في الوقت نفسه.
وجد العلماء طريقة للاطلاع على هذه "المراسلات". استخدموا بيانات فحص الدماغ لـ 470 شخصًا أدوا مهمة تذكر: كان عليهم متابعة تسلسل الحروف والإجابة عما إذا كان الحرف الحالي يطابق الحرف الذي كان قبل موضعين. كلما كانت المهمة أصعب، زادت المعلومات التي يجب الاحتفاظ بها في الرأس. لم يكتفِ الباحثون بالنظر إلى المناطق النشطة، بل قاسوا مقدار المعلومات التي تخزنها كل منطقة ومقدار ما تنقله إلى غيرها.
يفتح هذا النهج مسارًا جديدًا في دراسة التفكير. فبدلاً من مجرد رؤية "أين تضيء المصباح"، يمكننا فهم كيف تتدفق المعلومات عبر الدماغ بالضبط. قد يساعد هذا في تشخيص اضطرابات الذاكرة أو الانتباه، وكذلك في تطوير واجهات أكثر دقة بين الدماغ والحاسوب.
كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.03240
Cognition is increasingly framed in terms of information processing, yet most fMRI analyses focus on activation or functional connectivity rather than quantifying how information is stored and transferred. To remedy this problem, we propose a framework for estimating measures of information processing: active information storage (AIS), transfer entropy (TE), and net synergy from task-based fMRI. AIS measures information maintained within a region, TE captures directed information flow, and net synergy contrasts higher-order synergistic to redundant interactions. Crucially, to enable this framework we utilised a recently developed approach for calculating information-theoretic measures: the cross mutual information. This approach combines resting-state and task data to address the challenges of limited sample size, non-stationarity and context in task-based fMRI. We applied this framework to the working memory (N-back) task from the Human Connectome Project (470 participants). Results show that AIS increases in fronto-parietal regions with working memory load, TE reveals enhanced directed information flows across control pathways, and net synergy indicates a global shift to redundancy. This work establishes a novel methodology for quantifying information processing in task-based fMRI.
شارك في التجربة 470 شخصًا — أي ما يعادل سكان قرية صغيرة. خضع كل منهم لفحص الدماغ أثناء أداء مهمة تذكر الحروف.
في فيلم "تذكر كامل"، يستخدم الأبطال غرسات لتغيير الذاكرة. تُظهر دراسات مماثلة كيف يرمّز الدماغ المعلومات وينقلها في الواقع، مما يقرب الخيال العلمي من الواقع.