کشف دلیل گشاد شدن عجیب مردمک چشم هنگام غافلگیری

این رفلکس کاملاً شناخته شده است، اما گشاد شدن مردمک چشم می‌تواند به دلایل کمتر آشکار دیگری نیز رخ دهد.

به عنوان مثال وقتی غافلگیر می‌شویم، مردمک چشم ما ممکن است گشاد شود، گویی ناگهان در تاریکی فرو رفته‌ایم که بخشی از یک واکنش برانگیختگی گذراست که عملکرد و اثرات رفتاری آن هنوز به خوبی شناخته نشده است.

اکنون محققان در یک مطالعه جدید، ارتباط بین غافلگیری و اندازه مردمک را روشن کرده‌اند و شواهدی یافته‌اند که نشان می‌دهد مردمک‌های گشاد شده و واکنش برانگیختگی گسترده‌تری که نشان می‌دهند، ممکن است نقشی کلیدی در کمک به ما در واکنش به رویدادهای غیرمنتظره داشته باشند.

مت نصار(Matt Nassar)، دانشیار علوم اعصاب و علوم شناختی و روانشناسی در دانشگاه براون و نویسنده ارشد این مطالعه توضیح می‌دهد که پس از یک غافلگیری، به نظر می‌رسد مغز به حالت «تازه‌سازی»(refresh) تغییر می‌کند و مردمک‌های گشاد شده به عنوان یکی از نشانه‌های قابل مشاهده‌تر عمل می‌کنند.

نصار می‌گوید: گشاد شدن مردمک چشم، نشان‌دهنده‌ افزایش ناگهانی برانگیختگی است و یافته‌های ما از این ایده پشتیبانی می‌کند که این نوسانات سریع در برانگیختگی، کار مفیدی در مغز انجام می‌دهند. آنها ما را قادر می‌سازند تا با جهانی که اغلب از یک زمینه به زمینه‌ دیگر تغییر می‌کند، مقابله کنیم.

مطالعات نشان داده‌اند که گشاد شدن مردمک چشم پیچیده‌تر از آن چیزی است که به نظر می‌رسد و به طور بالقوه مجموعه‌ای از جزئیات داخلی را فراتر از ارتباط شناخته‌شده با روشنایی خارجی منعکس می‌کند.

مردمک چشم ما می‌تواند در پاسخ به تلاش شناختی، فعالیت بدنی یا برانگیختگی عاطفی، به عنوان مثال به دلیل استفاده از برخی داروها گشاد شود. اندازه آنها همچنین ممکن است سرنخ‌هایی در مورد آنچه تصور می‌کنیم یا خاطراتی که هنگام خواب مرور می‌کنیم، نشان دهد.

مردمک چشم همچنین به طور منظم و هماهنگ با تنفس، اندازه خود را تغییر می‌دهد. مردمک معمولاً هنگام بازدم منبسط و در شروع دَم، منقبض می‌شود.

نوسانات برانگیختگی پس از یک غافلگیری تا حدودی توسط «لوکوس سیرولئوس»(locus coeruleus که خوشه کوچکی از نورون‌ها در ساقه مغز است، واسطه‌گری می‌شود. این ساختار منبع اصلی نوراپی‌نفرین ماست که یک انتقال دهنده عصبی و هورمونی است که در پاسخ «جنگ یا گریز» دخیل است.

«لوکوس سیرولئوس» اغلب پس از یک رویداد غافلگیرکننده وارد عمل می‌شود و فعالیت بیشتری را نشان می‌دهد که با تغییر اندازه مردمک چشم و با امواج مغزی خاصی که از طریق الکتروانسفالوگرافی(EEG) قابل تشخیص هستند، مرتبط است.

نصار خاطرنشان می‌کند که تحقیقات قبلاً شواهدی از افزایش ناگهانی نوراپی‌نفرین و سایر نشانگرهای برانگیختگی را در پی رویدادهای غافلگیرکننده یافته‌اند، اما هنوز مشخص نیست که آنها چه عملکردی دارند و چگونه ممکن است بر رفتار تأثیر بگذارند.

نصار و همکارانش برای بررسی این موضوع، ۶۳ شرکت کننده بزرگسال سالم را برای یک آزمایش استخدام کردند که در آن پیش‌بینی‌هایی در مورد محرک‌های رنگی روی صفحه نمایش انجام می‌دادند.

نمایشگرها مجموعه‌ای از تکه‌های رنگی را برای شرکت‌کنندگان نمایش می‌دادند که ابتدا از آنها خواسته می‌شد به سادگی رنگ‌هایی را که تازه دیده بودند، به خاطر بیاورند. آنها در نهایت بر اساس الگوهایی که از تصاویر قبلی آموخته بودند، به پیش‌بینی رنگ‌هایی که در تصویر بعدی ظاهر می‌شوند، پرداختند.

محققان همزمان با انجام این کار توسط شرکت‌کنندگان، داده‌های فیزیولوژیکی از جمله سیگنال‌های EEG و تغییرات در قطر مردمک چشم را جمع‌آوری کردند تا بررسی کنند که مغز چگونه به یک تغییر غیرمنتظره واکنش نشان می‌دهد.

هریسون ماربل(Harrison Marble)، دستیار پژوهش و مدیر آزمایشگاه نصار می‌گوید: ما می‌خواستیم پدیده‌ای را که با دو ایده کلی در مورد چگونگی تأثیر سیستم برانگیختگی بر رفتار مرتبط است، ثبت کنیم. یکی از آنها مربوط به یادگیری و دیگری مربوط به سوگیری ادراکی است.

این مطالعه نشان داد که وقتی نمایشگر رنگ‌های غافلگیرکننده‌ای را نشان می‌دادند که پیش‌بینی‌ها را به چالش می‌کشیدند، شرکت‌کنندگان مردمک‌های گشاد شده‌ای را نشان دادند که همراه با افزایش امواج مغزی خاص مرتبط با برانگیختگی گذرا و فعال شدن سیستم لوکوس سیرولئوس/نوراپی‌نفرین بود.

به نظر می‌رسید کسانی که این پاسخ را تجربه کردند، از این موضوع سود بردند و تنظیمات یادگیری متناسب با شرایط و کاهش سوگیری ادراکی را نشان دادند.

شرکت‌کنندگان با مطابقت تصاویر با پیش‌بینی‌هایشان، سوگیری بیشتری نشان دادند، اما به نظر می‌رسید دیدن یک تصویر غیرمنتظره آنها را از این وضعیت خارج کرد.

داده‌های مردمک و امواج مغزی نشان می‌دهد که آنها از غافلگیری‌ها درس گرفته‌اند و از آن برای اطلاع‌رسانی در مورد پیش‌بینی‌های آینده استفاده کرده‌اند.

این ممکن است مانند یک مکانیسم تازه‌سازی برای مغز عمل کند و به ما کمک کند تا انتظارات قدیمی را کنار بگذاریم و ما را برای شروع یادگیری انتظارات جدید آماده کند.

نصار می‌گوید: مغز به برخی زمینه‌های ذهنی پایبند است و سپس وقتی تشخیص می‌دهد که شما در موقعیت جدیدی هستید، آن زمینه را جایگزین می‌کند. تغییرات در قطر مردمک چشم و همچنین خوانش‌های خاص EEG، نشانگرهای خارجی مغز هستند که نشان می‌دهند مغز در حال بارگذاری آن زمینه جدید است.

وی افزود: این امر هم تأثیر زمینه قبلی بر ادراک را محدود می‌کند و هم یک صفحه سفید و بدون موانع انتظارات قبلی را فراهم می‌کند و در نتیجه به فرد اجازه می‌دهد سریع‌تر یاد بگیرد.

این مطالعه در مجله Nature Human Behaviour منتشر شده است.