السبت 18 يوليو 2026
كيف ينظم الدماغ اتساع حدقة العين والانتباه؟
لماذا تتسع حدقة العين عند سماع صوت مفاجئ أو أثناء التركيز؟ دراسة حديثة تضع القشرة الحزامية الأمامية في قلب هذه الاستجابة العصبية السريعة.
ملخص
قد لا يكون اتساع حدقة العين مجرد استجابة تلقائية للضوء أو الحركة، بل انعكاسًا مباشرًا لحالة اليقظة داخل الدماغ نفسه. هذا ما تشير إليه دراسة جديدة نُشرت في مجلة Science Advances، بعدما كشفت عن دور أوسع للقشرة الحزامية الأمامية في تنظيم الانتباه والاستثارة العصبية.
اعتمد باحثون من جامعة روتغرز وجامعة لافال على تجارب أُجريت على الفئران، راقبوا خلالها نشاط الدماغ بالتزامن مع تغيرات حجم الحدقة وحركات الوجه والجسم. كما استخدموا تقنيات التحكم الضوئي العصبي لتنشيط مناطق محددة في الدماغ أو تعطيلها، بهدف تتبع تأثيرها المباشر على حالة اليقظة.
وأظهرت النتائج أن اتساع الحدقة ترافق غالبًا مع مؤشرات واضحة على ارتفاع اليقظة، مثل زيادة الحركة وتسارع ضربات القلب. لكن النتيجة الأبرز كانت أن تنشيط القشرة الحزامية الأمامية تسبب في اتساع الحدقة حتى من دون وجود حركة ملحوظة، ما يوحي بأن هذه المنطقة لا تكتفي بمتابعة النشاط الجسدي، بل تشارك فعليًا في تنظيم حالة الاستثارة نفسها. وفي المقابل، أدى تعطيل نشاطها إلى استجابة أضعف وأقصر زمنًا.
كما بحثت الدراسة العلاقة بين القشرة الحزامية الأمامية والموضع الأزرق، وهو مركز عصبي معروف بدوره في اليقظة وإفراز النورإبينفرين. وتشير النتائج إلى أن الموضع الأزرق يطلق إشارة الاستثارة بسرعة، بينما تساعد القشرة الحزامية الأمامية في ضبط قوة هذه الاستجابة واستمرارها مع الوقت.
ورغم أن النتائج ما تزال مقتصرة على نماذج حيوانية، فإنها قد تفتح الباب لفهم أوضح للطريقة التي يترجم بها الدماغ حالاته الداخلية إلى إشارات جسدية يمكن ملاحظتها بسهولة، حتى عبر شيء بسيط مثل اتساع حدقة العين.
لماذا تتسع حدقة العين عندما ينتبه الدماغ
عندما نسمع صوتًا لافتًا من حولنا، أو ينتقل الجسم من السكون إلى الحركة، قد تتسع حدقة العين خلال لحظات. هذا التغير الصغير ليس حركة عشوائية في العين، بل علامة على أن الدماغ والجسم انتقلا إلى مستوى أعلى من اليقظة والاستعداد. لذلك يتعامل العلماء مع اتساع حدقة العين باعتباره نافذة يمكن أن تكشف جانبًا من طريقة عمل دوائر الانتباه والاستثارة في الدماغ.
لتسليط الضوء على هذه العلاقة، نشر فريق من جامعة روتغرز (Rutgers University) وجامعة لافال (Université Laval) دراسة جديدة في Science Advances بحثت دور القشرة الحزامية الأمامية (anterior cingulate cortex, ACC) في الاستثارة المرتبطة باتساع حدقة العين (pupil-linked arousal). واعتمدت الدراسة على تجارب في الفئران، حيث راقب الباحثون حجم الحدقة وحركات الوجه ونشاط الدماغ في الوقت نفسه، ثم اختبروا ما يحدث عندما تُعطّل أو تُنشّط هذه المنطقة القشرية بدقة.
اتساع حدقة العين يكشف حالة اليقظة
بدأت الدراسة من ملاحظة أساسية. عندما يرتفع مستوى اليقظة، لا يتغير نشاط الدماغ وحده، بل تظهر معه علامات جسدية يمكن قياسها. ومن بين هذه العلامات اتساع حدقة العين. في التجارب، وجد الباحثون أن اتساع الحدقة ترافق مع ارتفاع معدل ضربات القلب، ما دعم فكرة أن الحدقة تعكس جانبًا من الاستثارة اللاإرادية المرتبطة باتساع حدقة العين.
وفي ظروف لم تكن فيها الفئران تؤدي مهمة محددة أو تتلقى محفزات خارجية، ظهرت تغيرات الحدقة بشكل عفوي. غالبًا ما سبقتها حركات صغيرة في الوجه، مثل حركة الشوارب، بينما ارتبطت الاتساعات الأكبر بحركة الحيوان على عجلة الركض. بهذا المعنى، لم تكن الحدقة مجرد تفصيل بصري، بل كانت تسجل انتقال الحيوان من هدوء نسبي إلى حالة يقظة وحركة أكبر.
القشرة الحزامية الأمامية ودورها في اتساع حدقة العين
بعد رصد العلاقة بين حركة الوجه واتساع الحدقة، انتقل الباحثون إلى السؤال الأهم. هل تراقب القشرة الحزامية الأمامية حالة اليقظة فقط، أم أنها تشارك فعليًا في ضبطها؟ للإجابة، استخدم الفريق تقنية التحكم الضوئي العصبي (optogenetics)، وهي طريقة تسمح بتعطيل أو تنشيط خلايا عصبية محددة باستخدام الضوء.
عندما عُطّلت القشرة الحزامية الأمامية أثناء اتساع الحدقة، لم تختفِ الاستجابة بالكامل، لكنها أصبحت أضعف وأقصر. كانت موجة الاستثارة قد بدأت بالفعل، لكن غياب نشاط هذه المنطقة جعل الحدقة تعود أسرع نحو حالتها السابقة. وعندما عُطّلت منطقة بصرية أخرى للمقارنة، لم يظهر التأثير نفسه، ما عزز فكرة أن القشرة الحزامية الأمامية تؤدي دورًا خاصًا في ضبط الاستجابة.
وهنا لم تعد القشرة الحزامية الأمامية تبدو مجرد منطقة تتفاعل مع اتساع حدقة العين، بل جزءًا من الآلية التي تضبط قوته واستمراره. هذا الربط بين القشرة الحزامية الأمامية واتساع حدقة العين يمنح الدراسة أهمية خاصة في فهم كيف يضبط الدماغ لحظات اليقظة السريعة.
تنشيط القشرة الحزامية الأمامية يزيد اتساع حدقة العين
لم يكتفِ الباحثون بتعطيل القشرة الحزامية الأمامية. سجّلوا أيضًا نشاطها أثناء التغيرات الطبيعية في حجم الحدقة، فظهرت علاقة واضحة. كلما كان اتساع حدقة العين أكبر، ارتفع نشاط هذه المنطقة. هذا لا يعني بالضرورة أنها تبدأ كل لحظة يقظة من الصفر، لكنه يشير إلى أنها تساعد في تحديد شدة الاستجابة بعد انطلاقها.
وعندما نشّط الباحثون القشرة الحزامية الأمامية بالضوء، اتسعت الحدقة وزادت الحركة. لكن تجربة قصيرة جدًا أظهرت أن تنشيط هذه المنطقة يمكن أن يزيد اتساع الحدقة من دون أن يسبب حركة واضحة. وهذا يقلل احتمال أن يكون تأثير القشرة على الحدقة مجرد نتيجة للحركة، ويجعل دورها أقرب إلى تنظيم حالة اليقظة نفسها.
موضوعات مرشحة
الأصوات اللافتة تكشف دور القشرة في الانتباه
لم تقتصر النتائج على التغيرات العفوية المرتبطة بالحركة. أراد الباحثون معرفة ما يحدث عندما يظهر محفز واضح في البيئة، لذلك استخدموا نغمات صوتية وقاسوا في الوقت نفسه اتساع حدقة العين ونشاط القشرة الحزامية الأمامية.
استجابت الحدقة للأصوات بالاتساع، وكانت الاستجابات الأقوى مصحوبة بنشاط أعلى في القشرة الحزامية الأمامية. وعندما عُطّلت هذه المنطقة أثناء عرض الأصوات، تراجعت قوة اتساع الحدقة المرتبط بالمحفز الصوتي. عند هذه النقطة، اتضح أن دور القشرة لا يقتصر على الحركة العفوية، بل يمتد إلى لحظات الانتباه التي يثيرها ما يحدث حول الحيوان.
موضوعات مرشحة
الموضع الأزرق يبدأ الإشارة والقشرة تضبط شدتها
توجد منطقة عميقة في الدماغ تُعرف باسم الموضع الأزرق (locus coeruleus, LC)، وهي معروفة بدورها في اليقظة والاستثارة. لذلك قارن الباحثون نشاطها بنشاط القشرة الحزامية الأمامية لمعرفة من يبدأ الاستجابة ومن يضبط قوتها.
أظهرت النتائج أن إشارات خلايا النورإبينفرين في الموضع الأزرق ظهرت أسرع من إشارات القشرة الحزامية الأمامية. لكنها لم تتغير بوضوح مع حجم اتساع الحدقة. في المقابل، كان نشاط القشرة الحزامية الأمامية أكثر ارتباطًا بقوة اتساع الحدقة واستمراره. وبناء على ذلك، تقترح الدراسة أن الموضع الأزرق قد يطلق إشارة البدء السريعة للاستثارة، بينما تساعد القشرة الحزامية الأمامية في ضبط شدة هذه الموجة بعد أن تبدأ.
موضوعات مرشحة
اتساع حدقة العين نافذة صغيرة على أسرار اليقظة في الدماغ
توضح الدراسة أن حالة اليقظة لا تعتمد على مفتاح واحد في الدماغ. هناك مناطق عميقة ترسل الإشارة بسرعة، ومناطق قشرية تساعد على ضبط قوة الاستجابة بحسب اللحظة والسياق. ومن خلال هذا التعاون، يصبح اتساع حدقة العين علامة صغيرة على طريقة أوسع ينظم بها الدماغ حالة اليقظة.
مع ذلك، تبقى النتائج مبنية على تجارب في الفئران، ولا ينبغي تحويلها مباشرة إلى استنتاجات عن الانتباه أو التوتر لدى البشر. أهميتها أنها تضيف دورًا واضحًا للقشرة الحزامية الأمامية في تنظيم الاستثارة المرتبطة باتساع حدقة العين، وتمنح الباحثين طريقة أعمق لفهم كيف يتحول نشاط الدماغ إلى تغيرات جسدية يمكن ملاحظتها في العين.
أسئلة شائعة (FAQ):
##لماذا تتسع حدقة العين عند الانتباه أو التوتر؟
يتوسع حجم الحدقة كجزء من استجابة الجسم لزيادة اليقظة والاستثارة العصبية، ما يساعد الدماغ والجسم على الاستعداد للتفاعل مع المحفزات.
##ما هي القشرة الحزامية الأمامية؟
القشرة الحزامية الأمامية منطقة في الدماغ ترتبط بالانتباه وتنظيم المشاعر واتخاذ القرار والاستجابة للمحفزات المرتبطة باليقظة.
##هل يمكن استخدام اتساع حدقة العين لقياس نشاط الدماغ؟
يستخدم الباحثون اتساع الحدقة كمؤشر غير مباشر على بعض حالات الانتباه والاستثارة العصبية، لأنه يرتبط بتغيرات تحدث داخل الدماغ والجهاز العصبي.
##ما وظيفة الموضع الأزرق في الدماغ؟
الموضع الأزرق منطقة عصبية تلعب دورًا مهمًا في اليقظة والانتباه، وترتبط بإفراز النورإبينفرين المسؤول عن الاستجابة السريعة للمحفزات.
