العلم المتفجر وراء جهاز التتبع العصبي

نشأة مختبر الفيزياء النفسية الطليعي في مونتريال، وقد ازدهر NeuroTracker نحن الآن نقترب من مرور 10 سنوات منذ تطور جهاز NeuroTracker من المختبر إلى العالم الحقيقي. من انتقال العلوم إلى اكتشافات أخرى، كانت أبحاث علم الأعصاب تسير على مسار متفجر، وتنمو بوتيرة أسرع من أي وقت مضى في مجموعة واسعة من مجالات الأداء البشري. في هذه المدونة المتعمقة، سنغطي نظرة شاملة لكل من النتائج المنشورة وخلف الكواليس لطريقة التدريب هذه، بالإضافة إلى سبب تغييرها لقواعد اللعبة بالنسبة للأداء البشري.

الأداء الرياضي

مع وجود عدد كبير من الفرق الرياضية المحترفة التي تستخدم NeuroTracker، كانت هناك بعض الدراسات الكبرى في علوم الرياضة تطرح سؤالاً بقيمة 64 مليون دولار "هل يمكن نقل التدريب المعرفي إلى الميدان؟" وقد جاءت ثلاث دراسات منفصلة إيجابية. قدم لاعبو كرة القدم أول دليل مقنع، حيث أظهروا أن 3 ساعات من التدريب خفضت إلى النصف تقريبًا عدد أخطاء اتخاذ القرار التمريرية التي ارتكبها اللاعبون أثناء اللعب التنافسي.

تضمنت الدراستان الأخريان مزيجًا من الرياضيين الأولمبيين، ثم مزيجًا من نخبة الرياضيين من رياضات مختلفة تمامًا. في جميع المجالات، تم الإبلاغ عن أن التدريب يحسن الأداء الرياضي. كما تم إعطاء الرياضيين الأولمبيين مجموعة صارمة من تقييمات قياس البصر قبل وبعد، والتي كشفت عن مكاسب محددة في القدرات البصرية، بما في ذلك حدة البصر، والتجسيم، وحساسية التباين المكاني. في هذه الدراسات، تطابقت التقييمات الذاتية للاستبيانات التي أجراها الرياضيون أنفسهم بشكل مثالي تقريبًا مع تحسينات الأداء التي تم تقييمها بشكل موضوعي والتي سجلها مدربوهم.

الدكتور باخ ، عالم الأعصاب الذي تدرب في جامعة هارفارد، على أهمية هذا الدليل للانتقال إلى أداء العالم الحقيقي في بودكاست Neuronfire .

"...الدراسات صلبة تمامًا... نخبة الرياضيين، الأشخاص الذين ينظرون إلى أهداف سريعة الحركة لكسب لقمة عيشهم، يعيدون تدريب أدمغتهم بسبب المرونة العصبية، بحيث... تسمح لهم وظيفتهم المعرفية برؤية الأشياء بسرعة أكبر. وهذا يُترجم إلى تحسن بنسبة 15% في كفاءة التمرير. الآن في الرياضات الاحترافية حيث يمكن لنسبة 2% أو 3% أن تصنع الفارق، فهذه نتيجة غير عادية. أنا متحمس لهذا. يعلمنا هذا العمل بشكل أساسي... أنه يمكنك تدريب حتى أفضل العقول البصرية في العالم لتصبح أفضل، وهذا يترجم مباشرة إلى تحسينات في الأداء.

وهذا هو السبب الرئيسي وراء اعتماد القوات الخاصة الأمريكية والكندية لـ NeuroTracker. ولإعطاء مثال على مدى أهمية التدريب على البعد المعرفي، أجرى الجيش الأمريكي دراسة لمعرفة ما إذا كان من الممكن تقليل بمعارك الربع القريب وتشمل هذه الارتباطات مهام مثل غرف التطهير في بيئات لا يمكن التنبؤ بها، والتي تنطوي على مخاطر عالية للغاية حتى بالنسبة لجنود النخبة. استنادًا إلى تقييمات المحاكاة الكاملة، أدى برنامج NeuroTracker مع التدريب على المهام المزدوجة إلى تقليل احتمالية ارتكاب الجنود لأخطاء فادحة في خضم مواقف الضغط العالي.

خذ بعين الاعتبار - تُظهر أبحاث NeuroTracker أن التدريب المعرفي من شأنه أن يأخذ الرياضات الاحترافية إلى مستوى جديد، مما يمهد الطريق لمجالات أخرى عالية الأداء.

المرونة العقلية

نعلم جميعًا أنه عندما تكون مرهقًا، يصبح التركيز أكثر صعوبة بالنسبة لنخبة الرياضيين، يعد هذا أمرًا كبيرًا، لأنه غالبًا ما يتم الفوز أو الخسارة في المنافسات عندما يكون المحترفون في أكثر حالاتهم إرهاقًا. ولاختبار ما إذا كانت المرونة العقلية في مواجهة تأثيرات التعب هذه قابلة للتدريب، تم اختبار لاعبي الرجبي الفرنسيين من الطراز العالمي من قبل علماء الرياضة.

تبين أن الرياضيين الذين لم يتلقوا تدريبًا مسبقًا على NeuroTracker لديهم انخفاض كبير في الأداء بدءًا من الاختبار أثناء الجلوس، إلى الاختبار أثناء الإرهاق على دراجة التمرين. في المقابل، فإن اللاعبين الذين كانوا يتدربون بالفعل على NeuroTracker لا يزال بإمكانهم أداء المهمة على مقربة من حدودهم العليا، حتى عندما يكونون مرهقين. وهذا أمر مهم لأن NeuroTracker هو مؤشر رئيسي للوعي الظرفي، وهو أمر ضروري لاتخاذ قرارات فعالة.

الخلاصة - حتى بالنسبة لكبار الرياضيين، يمكن أن يؤثر الإرهاق بشكل خطير على القدرات العقلية التي تعتبر بالغة الأهمية للأداء في الملعب. ومع ذلك، عندما يتم تدريب هذه القدرات بطريقة مركزة، يمكن تحقيق شكل من أشكال القوة العقلية بسرعة.

بروتوكول الراحة والانتعاش

اكتشف الاتحاد الفرنسي للرجبي (FFR) أن اللاعبين الذين تم تدريبهم مسبقًا على NeuroTracker يمكن تعزيز أداء التتبع لديهم من خلال نوبة قصيرة من التمارين عالية الكثافة. إذا وصلوا لأول مرة إلى الحد الأقصى لقدراتهم على القلب، ثم قاموا على الفور بإجراء NeuroTracker، فإنهم عادةً ما يسجلون أعلى بنسبة 20٪ من عتبة السرعة الحالية.

وهذا هو المفهوم المعروف باسم تأثير التيسير. في هؤلاء اللاعبين الرجبي، أدت ممارسة التمارين الرياضية المكثفة إلى إثارة حالة مؤقتة من الإثارة في الدماغ، مما جعله في حالة تأهب أعلى. وبالمثل، وجدت أبحاث أخرى لـ NeuroTracker أن تأثير التيسير يمكن تحقيقه من خلال التعرض لإثارة ضجيج الملاعب الرياضية، مما يعزز التركيز الذهني ومعدل التعلم.

ومع ذلك، فإن الجزء المثير للاهتمام بالنسبة لـ FFR، هو أنهم لم يجدوا بعد ذلك أي تأثير تسهيل إذا كان الرياضي مرهقًا أو معاقبًا جسديًا من مباراة في اليوم السابق. يعد الإفراط في التدريب، عندما لا يتم التعافي بشكل صحيح، أحد عوامل الخطر الرئيسية للإصابات في الرياضات الجماعية. في الواقع، معرفة متى ومتى لا تتدرب هو أمر بالغ الأهمية ولكن من الصعب الحكم عليه، لأنه يمكن أن يختلف من رياضي إلى آخر. لهذا السبب، طور FFR بروتوكول اختبار ما بعد المباراة باستخدام بيانات NeuroTracker لتحسين أوقات الراحة والتعافي وتقليل معدلات الإصابة المرتبطة بالإفراط في التدريب.

الخلاصة - يمكن تحفيز الدماغ إلى أقصى حد من خلال أنواع معينة من حالات الإثارة. يمكن استخدام NeuroTracker للكشف عن هذا التأثير، مما يفتح نافذة جديدة على الأداء الفيزيائي العصبي.

عكس التدهور المعرفي

من المعروف أن التأثيرات الطبيعية للشيخوخة يمكن أن تؤثر سلبًا على القدرات العقلية. وقد ظهر ذلك من خلال دراسة قارنت خطوط الأساس الأولية للأفراد الأصغر سنًا وكبار السن على NeuroTracker. بخلاف ذلك، كانت سرعة تتبع المشاركين المسنين، الذين يتمتعون بصحة جيدة، أقل بكثير من الشباب، مما يدل على شكل من أشكال التدهور المعرفي.

ومع ذلك، فمن المعروف أيضًا أن قدرة الدماغ على الاحتفاظ بالمرونة العصبية وتكوين الخلايا العصبية يمكن أن تظل نشطة حتى وقت متأخر من الحياة. وقد تجلى ذلك عندما أجرى نفس المشاركين الأكبر سنا برنامجا تدريبيا مدته 3 ساعات على مدى عدة أسابيع. بشكل كبير إلى حد ما، ارتفعت قدراتهم على NeuroTracker بسرعة كبيرة، لدرجة أنهم وصلوا إلى مستوى نظرائهم الأصغر سنًا بحلول نهاية البرنامج.

وهذا أمر مهم، لأنه مع بساطة مهمة NeuroTracker، هناك تأثيرات ضئيلة تتعلق بالممارسة أو التقنية. في الواقع، التحسن هو مقياس للمرونة العصبية الوظيفية، حيث تمثل الدرجات التغيرات الأولية في حالة الدماغ. التشبيه الجسدي هو أن الأشخاص المتقاعدين قادرون على الضغط على مقاعد البدلاء مثل الشباب بعد قضاء ساعات قليلة من التدريب!

والسؤال إذن هو هل ينتقل هذا التغيير فعليًا إلى قدرات العالم الحقيقي؟ في هذه الحالة الجواب هو نعم. من المعروف أن كبار السن يواجهون مشاكل كبيرة في قراءة لغة جسد الإنسان على مسافات قريبة (عندما يكون الأمر أكثر صعوبة). وهذا يمكن أن يؤثر على نوعية الحياة من حيث التواصل الاجتماعي، ولكن الأهم من ذلك أنه يجعل من الصعب التنبؤ بتصرفات الآخرين. على سبيل المثال، عند المشي في مركز تسوق مزدحم، فإن ذلك يزيد من مخاطر الاصطدام بشخص ما والسقوط.

في دراسة متابعة، خضع كبار السن من نفس العمر لنفس البرنامج التدريبي، ولكن هذه المرة تم تقييم قدرتهم على قراءة إشارات الحركة البشرية والتنبؤ بها على مسافة قريبة، قبل وبعد تدريب NeuroTracker. أظهرت النتائج انتعاشًا ملحوظًا في الإدراك، مما يدل على انتقال واضح إلى القدرة في العالم الحقيقي. البروفيسور فوبيرت ، مخترع جهاز NeuroTracker، قاد الدراسة وشرح قيمة الاكتشاف،

‘’لم نر أي اختلاف في اللدونة بين كبار السن والشباب. وبطبيعة الحال، قدراتهم أقل بكثير في البداية، ولكن معدل التقدم كان هو نفسه. لقد أظهرنا أن هذا التغيير... يتحول في الواقع إلى شيء ذي معنى بالنسبة لهم. وعندما نظرنا إلى قدرتهم على قراءة إشارات حركة الجسم، رأينا أن قدرتهم تحسنت بشكل كبير.

ولدعم ذلك، أجرت مجموعة من علماء الأعصاب البرازيليين دراسة حالة متعمقة لشخص مسن يعاني من مشاكل في الذاكرة. ومن خلال إجراء التدريب المعرفي جنبًا إلى جنب مع التقييمات النفسية العصبية على مدى 12 شهرًا، أظهرت النتائج الإجمالية تحسنًا في الذاكرة ومستويات التوتر والثقة ونوعية الحياة.

الخلاصة : حتى في مرحلة الشيخوخة الصحية، يمكن أن تكون آثار التدهور المعرفي كبيرة. ومع ذلك، فإن استعادة القدرات المفقودة يمكن أن يكون أمرًا مثيرًا أيضًا، ويمكن أن يفيد ذلك احتياجات الحياة الواقعية بشكل ملموس.

التعلم من خلال التغذية الراجعة

الارتجاع العصبي هو في الأساس وسيلة للنظر في ما يجري في دماغ شخص ما. بشكل عام، يتم التعرف عليه بشكل أفضل من خلال مخطط كهربية الدماغ (EEG)، وهو وسيلة لقياس النشاط الكهربائي في الدماغ. قام أخصائي الارتجاع العصبي بإعداد تجربة لقياس نشاط الموجات الدماغية الحية للأشخاص أثناء التتبع العصبي، ووجد اختلافات واضحة بين التواجد في المنطقة التي تتبع الأهداف بشكل صحيح، وفقدانها في منتصف التجربة.

أدى ذلك إلى دراسة تجريبية مبتكرة، حيث في كل مرة يتم فيها اكتشاف التوقيع الخاص بفقدان مسار الأهداف، يقوم جهاز NeuroTracker بإعادة تسليط الضوء على الأهداف أثناء الحركة - وهو نوع من "مرحبًا أنا هنا!". وهذا يعني أنه لم تكن هناك حاجة لتحديد الأهداف فعليًا في أي وقت، وبالتالي يمكن أن يكون التدريب أكثر كثافة. وكانت النتيجة معدل تعلم أسرع من المعتاد في المهمة.

ومع ذلك، فقد أظهرت إحدى الدراسات أن مرحلة الإجابة على NeuroTracker هي وسيلة مساعدة تعليمية فعالة للغاية. عندما يتتبع الأشخاص ويحددون فقط، ولكن دون معرفة ما إذا كانوا قد حققوا الأهداف بشكل صحيح أم لا، فإن النتائج تنخفض بشكل كبير. اتضح أن NeuroTracker يوفر شكلاً ثابتًا من الارتجاع العصبي الوظيفي، وهو بمثابة نافذة استبطانية حول كيفية عمل أدمغتنا عندما يتم دفعها بالقرب من حدودها. ولأنها متكررة جدًا، يستفيد الأشخاص بشكل مباشر من المفاجآت مثل "رائع، لقد كنت بعيدًا حقًا؟" وبهذا المعنى، يظهر البحث أن NeuroTracker يوفر شكلاً من أشكال التدريب على الوعي الذاتي، والذي يتكيف الناس معه بسرعة.

الخلاصة - حتى لو كنت تقوم بنفس مهمة NeuroTracker بالضبط، فإن التغذية الراجعة تعمل على تضخيم التعلم من خلال زيادة الوعي الذاتي.

التقييم المعرفي

تقليديًا، إذا كنت ترغب في تقييم مدى قدرة الشخص على العمل فعليًا على المستوى العقلي، فإن النهج القياسي هو التقييمات النفسية العصبية بأسلوب القلم والورقة. وبما أنها تركز بشكل كبير على وظائف دماغية محددة للغاية، فهناك حاجة معترف بها لاتخاذ تدابير أكثر قوة تتعلق بالأداء في العالم الحقيقي.

لهذا السبب، قامت العديد من مجموعات البحث المستقلة بإختبار نظام NeuroTracker لمعرفة ما إذا كان يساعد في الكشف عن كيفية تحرك الأشخاص في المواقف المختلفة. في مجال الرياضة، يتضمن ذلك الكشف عن السمات الخاصة للرياضيين من الطراز العالمي، والتأثيرات المعرفية لشرب الماء لدى رياضيي التحمل، والتنبؤ بإحصائيات المنافسة للاعبي الدوري الاميركي للمحترفين، وسلوك الجري في الرياضات الجماعية، وتوصيف النجوم الصاعدين والقادمين في اتحاد كرة القدم الأميركي و NHL يجمع بين .

ومع ذلك، كانت التطبيقات أكثر تنوعًا بكثير من مجرد الألعاب الرياضية، بما في ذلك ربط مهارات الجراحة وسلامة القيادة، وتقييم المتطلبات العقلية لقيادة طائرة مقاتلة وقياس فوائد الدماغ لأنظمة التمارين الرياضية. ثم، وعلى المستوى الذي ينطبق على أي شخص تقريبًا، وُجد أن نتائج NeuroTracker ترتبط بالذكاء السائل، والتقييمات المعرفية الموحدة، بالإضافة إلى الكشف عن كيفية تطور وتراجع الانتباه والإدراك المجسم، من الطفولة إلى الشيخوخة.

خذ بعين الاعتبار أن مجرد تتبع الكرات المرتدة حول بيئة ثلاثية الأبعاد يمكن أن يؤدي إلى قدر مذهل من المعرفة الجديدة حول كيفية عمل المادة الرمادية لدينا.

قوة البعد المعرفي

يكتسب مجال علم الأعصاب زخمًا أكبر من أي وقت مضى، مما يؤدي إلى آفاق مثيرة لفهم جديد لقدراتنا المعرفية، ومن ثم تعزيزها على نطاق واسع. وكما رأينا من أبرز هذه الأبحاث، هناك الكثير لنتعلمه في هذا المجال المثير. تعد الأبحاث المتنامية التي تقود NeuroTracker مثالًا رائعًا على مدى السرعة التي يمكن بها للمعرفة الجديدة، حول كيفية عمل كل واحد منا بين الأذنين، أن تفيدنا جميعًا.

إذا كنت ترغب في التعمق أكثر في NeuroTracker، فيمكنك الاطلاع على الأبحاث المنشورة لـ NeuroTracker هنا .

‍