حدقة العين: نافذة على العقل!

إنالثقبالموجودفيوسطالعينيسمحبدخولالضوءفيها،مايمكّنكمنجمعالمعلوماتحولالعالمالمحيطبكولكنالعكسصحيحأيضًا،إذيمكنجمعمعلوماتحولمايجريفيالدماغاستنادًاإلىسلوكالحدقتين。والحدقةهيالثقبالواقعفيوسطالعينالذييبدوكنقطةسوداءيحيطهاالجزءالملونمنالعينوهيالشبكية。أماالقزحية،فهيعضلةفيالعينتقومبدورالبؤرةفيالكاميرا(انظرشكل1)。تستجيبالقزحيةلمقدارالضوءالذييدخلالعينمنخلالتعديلحجموقُطرالحدقة(الفتحة)للسماحبدخولالكميةالمناسبةمنالضوءفيالعين(الكاميرا)。يتنقلالضوءعبرالسائلالكائنفيالعينويتمامتصاصهبعدئذفيالجزءالخلفيمنالعين،فيمنطقةمعروفةباسمالشبكية。الشبكية مغطاة بخلايا متخصصة اسمهامستقبلاتالضوء(تخيلهذاالجزءمنالعينكفيلمالكاميراالذييتمفيهالتقاطالصورة)。تجمعمستقبلاتالضوءالمعلوماتمنالضوءوترسلهاإلىالدماغليتمتحويلهاإلىالصورةالتيتراها。

كيف تعمل الحدقة؟

عندما تكون الإضاءة شديدة، تستجيب القزحية من خلالالانقباض،مايجعلالحدقةأصغر،فيدخلالقليلمنالضوءإلىالعين。عندما تكون الإضاءة خافتة، تستجيب القزحية من خلالالاتساع،مايجعلالحدقةأكبرفيالحالاتالتيتستدعيرؤيةالمزيدمنالضوء。وهذايسمىمنعكس الحدقة تجاه الضوء［1]。الجهاز العصبي الذاتيهوجزءالجهازالعصبيالمسؤولعنالعملياتاللاواعيةواللاإرادية،وهيعملياتلايمكنناالتحكمفيهابإدراك،مثلنبضاتالقلبوالهضم。وهذاالجهازمسؤولأيضًاعنمنعكسالحدقةتجاهالضوء。إذًايمكناعتباراستجاباتالحدقةجزئيًاكاستجاباتجسديةلاإراديةأولاواعيةلظروفالإضاءة،ولكنهذامجردجزءصغيرمنواقعالأمر(انظرشكل2)。

وفقًا للوصف أعلاه، استجابة الحدقة عبارة عن عمليةمعالجة من أسفل إلى أعلى。تخيّلالمعالجةمنأسفلإلىأعلىعلىأنهامعالجةللمعلومات(أيالضوءأوالصوتأوالضغطأوالحرارةأوالموادالكيميائية)منالجسم”صعودًا”إلىالدماغ。

فيالمعالجةمنأسفلإلىأعلى،تدخلالمعلوماتالجسممنخلالالأعضاءالحسية(العينانوالأذنانوالجلدوالفموالأنف)“بالأسفل”。ثميُصعدبالمعلوماتلتتممعالجتهافيالدماغ”بالأعلى”،لتكوينتفسير(أيإدراك)للمعلوماتأوذكرىلهاأوتفكيرآخرعاليالمستوى。واستجاباتالحدقةللضوءتُعتبرمعالجةمنأسفلإلىأعلىلأنهاناتجةعنالمحفزاتالخارجية(مستوىشدةمعينللضوءالداخلإلىالعي)نالتيتتممعالجتهافيالدماغثمإدراكها(يتمإدراكأنشدةالضوءعبارةعنسطوع)。وهنا،يرسلالدماغإشاراتإلىالقزحية،مايؤديإلىانقباضهاأواتساعها،حسبمدىسطوعالضوء[2]。إذنمنالمنطقيأنتستجيبالحدقةفقطلظروفالإضاءةلأنالتحكمفيمقدارالضوءهوالغرضالرئيسيمنالحدقةعلىمايبدو。ولكنلايمكنناالجزمبصحةهذهالعبارةتمامًا،فمنخلالدراسةاستجاباتالحدقة،ندركالآنأنهايمكنأنتزودنابمعلوماتعنأنشطةدماغيةأكبرتعقيدًابكثير。

لا يقتصر الأمر على مدى السطوع فقط

قياس حدقة العينهيطريقةلدراسةالتغيراتفيحجمالحدقةاستجابةًلأنواعمختلفةمنالتحفيز。من خلال قياس حدقة العين، اكتُشفت علاقة أخرىمن أعلى إلى اسفلبيناستجاباتالحدقةوعدةعملياتعقليةتكونمعقدةكثيرًافيبعضالأحيان[1]。ويمكنتخيلالمعالجةمنأعلىإلىأسفلعلىأنهاإرسالمعلوماتعاليةالمستوىمنالدماغ”هبوطًا”إلىالجسم。فيالجزءالمتبقيمنالمقال،سنخبركعنالعلاقةالمدهشةوغيرالمتوقعةبينثقبالعينهذاوالعملياتالداخليةفيالعقل:وعلىوجهالخصوصالإدراكوالاستجاباتالانفعاليةوالعبءالمعرفي。

الإدراك: التفكير في الضوء

اكتشفالعلماءمؤخرًاأنالحدقتينتستجيبانللمحفزاتالتيتدلضمنًاعلىظرفإضاءةبنفسالطريقةالتيتتفاعلبهاعندماتحدثتغيراتحقيقيةفي ظروف الإضاءة。لشرحالأمرببساطة،نقولإنهحتىعندمالايحدثتغيرفيالسطوعالفعليلمحفزما،قدتستجيبحدقةالشخصمنخلالالانقباضلأنهذاالمحفزيشيرفيالعادةإلى وجود إضاءة ساطعة。على سبيل المثال، عرضت تجربة بيندا وآخرين [3.]علىالمشاركينصورساطعةبالقدرنفسهللشمسوالقمرونعرفبالطبعأنهاتكونساطعةأوخافتةفيالعادة،بالإضافةإلىصورمشوشةلميظهرفيهاأيشيءمحدد。وكانتهذهالصورالأخيرةإما”متوسطةالإنارة”أو”مشوشة”،وعلىعكسصورالشمسوالقمر،لمتتضمنهذهالصورعمدًاأيمعنىحتىتُعزىأياستجابةمنالحدقةإليهاإلىسطوعهافقط،وليسإلىدلالتهاالضمنيةعلى ظرف إضاءة。كانتالصورمتوسطةالإنارةبنفساللون،كماتساوتمعالصورةالكليةللشمسفيالمتوسطالإجماليللسطوعواللون。يمكنتخيلالصورالمشوشةللشمسعلىأنهاأحجيةصورمقطوعةتختلطفيهاكلالقطع。كانتهذهالصورساطعةإجمالاًفيالمتوسطكالصورةالأصليةللشمس،ولكنتمتشويشأجزاءمنهذهالصورحتىلاتشبهصورةالشمس。

بهذهالطريقة،اختلفتالأنواعالأربعةمنالصورفيمغزاهاوليسفيالسطوع،مايجعلأياختلافملحوظفياتساعالحدقةناتجًاعنشيءآخرغيرالاختلافاتفيالسطوع。اكتشفالباحثونتفاعلالحدقتينلدىالمشاركينمعصورالشمس(الساطعةللغايةفيالعادة)منخلالالانقباض。ولكنصورالقمروالصورالتيلميظهربهاشيءمحددلمتؤدّإلىانقباضحدقةالمشاركين،علىالرغممنأنهاكانتبنفسسطوعصورةالشمس。بالمثل، وجدت دراسة ماثهوت وآخرين [4]أنحدقةالمشاركينانقبضتعندتعرضهالكلمات(مسموعةومرئية)عبرتعنمفهومالضوءوأنالحدقةاتسعتعندالتعرضلكلماتتحملمعنىالظلام。لذايبدوأنفهممصطلحيالضوءأوالظلامأوالتفكيرفيهماكافيانلتوليدنفسالاستجابةمنالحدقتينتمامًامثلالضوءوالظلامالفعليين。نستنتجمنهذاأنالحدقتينقدتستجيبانللمعلوماتالبيئيةالمعاَلجةمنأسفلإلىأعلىوكذلكقدتتحفزانبعملياتالمعالجةمنأعلىإلىأسفلأوالمعلوماتالواردةمنالدماغبدلاًمنالبيئة。

مرآة الانفعال هما العينان

يتحفزنشاطالحدقةأيضًابأجزاءالدماغالمعنيةبعملياتالمعالجةعاليةالمستوى،مثلالانفعالوالمعرفة(التفكير)。ويمكنأنيزيداتساعالحدقةبسببالنشاطفيأجزاءالدماغالتيتساعدناعلىالشعوربالانفعالات،كمايمكنأنينتجاتساعالحدقةعنأشياءفيالبيئةتتسببفياستجاباتانفعاليةإيجابيةأوسلبية。على سبيل المثال، عرضت دراسة بارتالا وسوراكا [5]علىالمشاركينسلسلةمنالأصواتوراقبتالحدقتينلدىالمشاركينأثناءاستماعهملهذهالأصوات。

بعدعرضكلصوت،قامالمشاركونبتقييمهعلىأنهإيجابيأوسلبيأومحايدمنالناحيةالانفعالية。بالنسبةللأصواتالتيتمتقييمهاعلىأنهاإيجابية(مثلضحكطفلرضيع)أوسلبية(مثلبكاءطفلأوشجاربينزوجين)،فقدتسببتفيزيادةاتساعالحدقةمقارنةًبالأصواتالمحايدة(مثلضجيجالخلفيةفيمكتب)التيلمتؤثربشكلكبيرعلىحجمالحدقة。

المعرفة: التفكير بتمعن

إذاحاولتالقيامبشيءمختلف،شيءلميسبقلكفعله،عليكبذلالمزيدمنالجهدالعقليللقيامبهذهالمهمة،مايعنيلزومالتفكيربتمعن。ينتجالاتساعالزائدفيالحدقتينأيضًامنهذهالزيادةفيالجهدالعقلي،وهومايشارإليهفيالغالبباسمالعبءالمعرفي。عندماتستمرالزيادةفيالعبءالمعرفيلفترة،يتواصلاتساعالحدقتينأيضًالفترة،مايشيرإلىأنهذاالشخصمازاليفكرفيالمهمةالصعبةويصبانتباههعليها。يرتبطالعبءالمعرفيالزائدبأجزاءفيالدماغمسؤولةعنالانتباهالمستمر،وتقعفيالفصالجبهيللدماغ(خلفالجبين)。يُلاحظهذاالتزايدفياتساعالحدقةنتيجةالعبءالمعرفيالزائدعندقيامالأفرادبمهامصعبة。فالمهاممثلحلمسائلالحسابالصعبةأوحفظمجموعاتكبيرةمنالمعلوماتأوالعدالتنازليبطرح7تؤديإلىزيادةفيالعبءالمعرفي،مايتسببفياتساعالحدقةأكثر[2]。¹

عنداستخداماتساعالحدقةكمؤشرعلىزيادةالعبءالمعرفي،وجدتدراساتالذاكرةأنالعبءالمعرفييزيدعندحفظالمعلوماتوتذكرهاوالتعرفعليها،وأنهيتضاعفمعالمحتوىالأكثرصعوبة。على سبيل المثال، في دراسة بابيش وآخرين [6]،لوحظتزيادةكبيرةفيالعبءالمعرفيعندماطولبالمشاركونبحفظكلماتمصطنعة(مثلكاير) واسترجاعها من الذاكرة، مقارنةً بكلمات حقيقية。وجدالباحثونأنهعندتوظيفالمزيدمنالجهدالعقليلحفظالمعلومات،كانيتمتذكرهابصورةأفضللاحقًا。والجانبالأهمهناهوارتباطهذاالأمرباتساعالحدقةأيضًا،فكلماكانتالذاكرةأقوى،اتسعتالحدقةأكثرفيالغالب。

تنطبقهذهالنتائجأيضًاعلىقدرةالأطفالعلىاستخدامالذاكرةقصيرةالمدى،أيالذاكرةالتينستخدمهاعندمحاولةتذكرمعلوماتلفترةقصيرة。تخيّلعلىسبيلالمثالأنكسمعتعربةالمثلجات،فتعرضبسخاءأنتشتريمنهلثلاثةمنأصدقائك。إذاحاولتتذكرنوعالمثلجاتالتييريدهاكلواحدمنهمحتىتركضإلىالعربةوتشتريها،فأنتتستخدمالذاكرةقصيرةالمدىللاحتفاظبهذهالمعلومات。في دراسة جونسون وآخرين [7]جرىبحثحولالذاكرةقصيرةالمدىمنخلالمهمةقامفيهاالمشاركونبحفظسلاسلطويلةمنالأرقامثمتسميعهافورًا。راقبالباحثونحدقتيكلمشاركلملاحظةزيادةاتساعهماوثباته،حيثساعدهمهذاعلىمعرفةالأوقاتالتيكانيحفظفيهاالمشاركونالمعلوماتوتلكالتيلميحدثفيهاذلك。بعدحفظستةأرقام،بدأتحدقتاالمشاركينالأطفالفيالانقباض،بينماظلتحدقتاالمشاركينالبالغينمتسعتين。دلّهذاعلىأنالستةأرقامكانتالحدالأقصىالذييمكنللأطفالحفظه،فتوقفواعندئذعنالحفظ،علىعكسالبالغين。أثبتتهذهالدراسةالتيتمفيهاقياسحدقةالعينأنالأطفاللديهمذاكرةقصيرةالمدىأقلسعةًمنالبالغين。

يكمنالاختلافبيناستجاباتالحدقتينالتيتحدثأثناءالعبءالمعرفيواستجاباتالحدقتينأثناءالإدراكوالانفعال،فيأنالعبءالمعرفيهوالسببفيكلمنانقباضالحدقتينوكذلكاتساعهما。فالحدقتان تتسعان أثناء معالجة المعلوماتأوتذكرها،لأنهاتينالعمليتينصعبتانمنالناحيةالمعرفية。ثمتنقبضالحدقتانفيالغالبعندنقلالمعلومات،لأنالعبءالمعرفيينخفضفورتذكرالمعلوماتبنجاح。وفيالنهاية،تعودالحدقتانإلىالحجمالمتوسطعنداكتمالالمعالجةالعقلية[2]。بالتالي،تفيدنامراقبةاتساعالحدقتينفيتتبعالحالاتالتينبذلفيهاجهدًاأكبرفيالتفكير،منبدءمعالجةالمعلوماتحتىنقلهافيالنهاية。

الخاتمة

قديكوناتساعالحدقةطريقةغيرمعتادةلفهمالعقلالبشري،ولكنهامفيدةحقًا،إذيمكناستخدامهالدراسةفئاتمختلفة،مثلالرضعأوالأطفالأوالأفرادالمصابينباضطراباتعقليةأوالذينيعانونمنصعوباتفيالتواصل。ومنخلالدراسةالحدقة،يمكنناالاستفادةمنحقيقةأنالعينامتدادللدماغ。فكما قال إيكهارد هيس [8]:يبدوالأمركمالوكانالطبيبالنفسيينظرإلىجزءمنالدماغمنخلالالعينين。

مسردللمصطلحات

الحدقة (البؤبؤ)(小学生)：↑الثقبالموجودفيوسطالقزحيةوالذييسمحبدخولالضوءإلىالعين

قياس حدقة العين(瞳孔测量)：↑دراسةوقياسقُطرالحدقةوكيفيةاستجابتهاللمحفزاتالبيئيةوالعملياتالعقلية

العبء المعرفي(认知负荷)：↑مقدار الجهد العقلي المبذول أثناء معالجة المعلومات

الاتساع(扩张)：↑ارتخاء عضلي في القزحية، ما يسبب تزايد قُطر الحدقة

الانقباض(收缩)：↑شدّ عضلي في القزحية، ما يسبب صغر قُطر الحدقة

إقرار تضارب المصالح

يعلنالمؤلفونأنالبحثقدأُجريفيغيابأيعلاقاتتجاريةأوماليةيمكنتفسيرهاعلىأنهاتضاربمحتملفيالمصالح。

هامش

[1]↑يمكنكاختبارذلكبنفسك:اطلبمنصديقالتواصلبالعينينمعك(قديكونهذاالجزءالأصعبلأنهطلبمحرجبعضالشيء)،ثماطرحعليهأسئلةرياضياتسهلة(ماحاصلجمع2 + 2،1 + 1…؟)。لن تلاحظ تغيرًا في اتساع الحدقة。والآناطرحعليهسؤالرياضياتصعبًا(مثلاً،حاصلضرب53في87)،وقدتلاحظزيادةمفاجئةفياتساعالحدقة。إذاكانباستطاعةصديقكحلالمسألةأوتوقّفلمحاولةحلها،قدتلاحظعودةحدقتيهإلىالحجمالطبيعي。

---

المراجع

[1]↑Sirois, S, and Brisson, J. 2014。瞳孔测量法。威利Interdiscip。启Cogn。Sci。5:679 - 92。doi: 10.1002 / wcs.1323

[2]↑施泰因豪尔，S. R.，西格尔，G. J.， Condray, R.和Pless, M. 2004。持续加工过程中瞳孔扩张的交感神经和副交感神经支配。Int。j . Psychophysiol。52:77 - 86。doi: 10.1016 / j.ijpsycho.2003.12.005

[3]↑Binda, P.， Pereverzeva, M.， and Murray, S. O. 2013。看太阳照片时瞳孔收缩。j .粘度13:。doi: 10.1167 / 13.6.8

[４]↑Mathôt, S.， Grainger, J.， and Strijkers, K. 2017。瞳孔对传达光明或黑暗感觉的词语的反应。Psychol。Sci。28:1116-24。doi: 10.1177 / 0956797617702699

[5]↑Partala, T.和Surakka, V. 2003。瞳孔大小的变化是情感处理的指示。Int。j .的嗡嗡声。第一版。钉。59:185 - 98。doi: 10.1016 / s1071 - 5819 (03) 00017 - x

[6]↑帕佩什，M. H.，戈德林格，S. D.和豪特，M. C. 2012。瞳孔测量显示记忆强度和特异性。Int。j . Psychophysiol。83:56 - 64。doi: 10.1016 / j.ijpsycho.2011.10.002

[7]↑约翰逊，E. L.，米勒·辛格利，A. T.，佩卡姆，A. D.，约翰逊，S. L.和邦吉，S. A. 2014。任务诱发瞳孔测量为研究短期记忆能力的发展提供了一个窗口。前面。Psychol。5:218。doi: 10.3389 / fpsyg.2014.00218

［8］↑赫斯，1965。态度和瞳孔大小。科学。我。212:46-54。doi: 10.1038 / scientificamerican0465-46