ثلاثي جاز يعزف في شبه ظلام النادي. عازف البيانو يقود اللحن، وعازف الكونترباس يمسك الإيقاع، وعازف الطبول يوزع النقرات. إذا استمعت إلى الثنائيات فقط، قد تلتقط كيف يتكيف عازف البيانو مع الباس، أو الباس مع الطبول. لكن الأهم يولد عندما يرتجل الثلاثة معًا في الوقت نفسه: عبارة واحدة من البيانو تغير لعب الطبال، والتي بدورها تدفع عازف الباس إلى خطوة جديدة. الدماغ في لحظات العمل النشط يشبه هذا الثلاثي: عدة مناطق قد تعمل معًا، وهذا اللعب الجماعي لا يُختزل إلى مجموع الثنائيات المنفردة.

حتى وقت قريب، كان علماء الأعصاب يقيسون الروابط في الدماغ بشكل ثنائي حصريًا تقريبًا. كانوا يأخذون إشارة من منطقة واحدة وإشارة من منطقة أخرى وينظرون إلى مدى تطابقهما الزمني. هذا النهج كان يغفل المواقف التي تتناسق فيها ثلاث مناطق أو أكثر معًا: على سبيل المثال، قد تتحكم منطقة واحدة في عمل منطقتين أخريين، وهاتان بدورهما تؤثران عليها. اقترح مؤلفو الدراسة الجديدة أسلوبًا يقيس التفاعلات الثلاثية تحديدًا، بالاعتماد على نظرية المعلومات. نظروا إلى 105 شبكات راحة داخلية، وهي مجموعات من المناطق التي تنشط بشكل منسق عندما لا يكون الشخص منشغلًا بأي شيء. لكل ثلاثية من الشبكات، تم حساب مقياس للاعتماد المشترك يُسمى الارتباط الكلي (total correlation).

النتائج كانت غير متوقعة. في حالة الراحة، حملت الارتباطات الثلاثية معلومات أكثر بشكل ملحوظ من الثنائية، ومع زيادة عدد المناطق المتفاعلة من ثلاث إلى عشر، زادت كمية المعلومات الملتقطة بشكل رتيب. عندما شاهد المشاركون الفيلم الكرتوني، أصبح الفرق بين الراحة وأداء المهمة واضحًا بشكل خاص في الرتب العليا من التفاعل. بعبارة أخرى، إنجاز المهمة يستدعي عمليات جماعية أكثر تنسيقًا لا يراها التحليل الثنائي ببساطة. إجمالًا، لـ 105 شبكات هناك 187,460 ثلاثية فريدة، أي أكثر بـ 34 مرة من عدد الثنائيات، لكن بدلًا من الفوضى، تشكل هذه الثلاثيات عناقيد منتظمة تعكس روابط ذات دلالة بيولوجية.

الأسلوب المستخدم في الدراسة يعتمد على تقدير مصفوفي لإنتروبيا ريني، وهي تقنية رياضية تسمح بحساب مقاييس الاعتماد المعقدة دون تقديرات ضخمة لكثافة الاحتمال. بفضل هذا، أمكن معالجة بيانات 600 شخص سليم في حالة الراحة و66 مشاركًا (أطفالًا وبالغين) أثناء مشاهدة الفيلم الكرتوني القصير «Partly Cloudy». اتضح أن الارتباطات الثلاثية لا تُختزل إلى الثنائية: فهي تحمل معلومات إضافية وتظهر بشكل مختلف في الراحة وأثناء المهمة. وهذا يفتح الطريق أمام نماذج أكثر واقعية للكونيكتوم، تأخذ في الاعتبار التأثيرات الجماعية وليس فقط الثنائيات المعزولة.

وبالعودة إلى ثلاثي الجاز: التفاعلات الثنائية تشبه البروفة حيث يتكيف كل موسيقي مع الآخر بشكل منفصل. لكن الموسيقى الحقيقية تولد عندما يسمع الثلاثة بعضهم البعض في الوقت نفسه. وكذلك الدماغ: عمله الحقيقي يظهر ليس في أزواج منفردة من المناطق، بل في ارتجالهم الجماعي. الأسلوب الجديد يسمح بسماع هذه الموسيقى، وربما بفهم ما يحدث عندما يختلّ الانسجام في حالة المرض.