کشف دلیل گشاد شدن مردمک چشم هنگام غافلگیری

فرارو- وقتی وارد اتاقی تاریک می‌شوید، مردمک‌های چشمتان به‌سرعت گشاد می‌شوند تا نور بیشتری برای دیدن وارد شود؛ و هنگامی که در محیطی روشن‌تر قرار می‌گیرید، متناسب با آن منقبض می‌شوند. 

به گزارش فرارو به نقل از ساینس آلرترت، این واکنش بازتابی کاملاً شناخته‌شده است، اما گشاد شدن مردمک می‌تواند به دلایل دیگری که چندان آشکار نیستند نیز رخ دهد. 

برای مثال، وقتی غافلگیر می‌شویم، ممکن است مردمک‌هایمان درست مانند زمانی که ناگهان در تاریکی فرو می‌رویم، گشاد شوند؛ این پدیده بخشی از یک واکنش برانگیختگیِ گذراست که کارکرد و پیامدهای رفتاری آن هنوز به‌خوبی شناخته نشده است. 

در پژوهشی جدید، محققان به بررسی ارتباط میان غافلگیری و اندازه مردمک پرداخته و شواهدی یافته‌اند که نشان می‌دهد گشاد شدن مردمک‌ها — و واکنش برانگیختگیِ گسترده‌تری که نشانگر آن است — ممکن است نقشی کلیدی در کمک به ما برای واکنش نشان دادن به رویدادهای غیرمنتظره ایفا کند. 

مت نصار، دانشیار علوم اعصاب و علوم شناختی-روان‌شناختی در دانشگاه براون و از نویسندگان این پژوهش، توضیح می‌دهد که به نظر می‌رسد پس از وقوع یک غافلگیری، مغز به حالت «بازنشانی» (یا تازه‌سازی) تغییر وضعیت می‌دهد و گشاد شدن مردمک‌ها یکی از نشانه‌های بیرونی و آشکار این فرایند است. 

نصار می‌گوید: گشاد شدن مردمک نشان‌دهنده افزایش ناگهانی سطح برانگیختگی است و یافته‌های ما مؤید این ایده است که این نوسانات سریع در برانگیختگی، کارکرد مفیدی در مغز دارند. آن‌ها به ما امکان می‌دهند تا با دنیایی که اغلب از یک بافت (موقعیت) به بافت دیگر تغییر می‌کند، سازگار شویم و تعامل داشته باشیم. 

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

مردمک چشم شما می‌تواند در پاسخ به تلاش شناختی، فعالیت بدنی یا برانگیختگی عاطفی، به عنوان مثال، یا به دلیل برخی داروها گشاد شود. اندازه آن‌ها همچنین ممکن است سرنخ‌هایی در مورد آنچه تصور می‌کنید یا خاطراتی که هنگام خواب مرور می‌کنید، آشکار کند. 

مردمک چشم همچنین به طور منظم و هماهنگ با تنفس تغییر اندازه می‌دهند، معمولاً هنگام بازدم منبسط می‌شوند و در شروع دم منقبض می‌شوند. 

نوسانات برانگیختگی پس از یک غافلگیری تا حدودی توسط لوکوس سرولئوس، خوشه کوچکی از نورون‌ها در ساقه مغز، واسطه‌گری می‌شود. این ساختار منبع اصلی نوراپی نفرین، یک انتقال دهنده عصبی و هورمونی است که در پاسخ «جنگ یا گریز» نقش دارد. 

ناحیه «لوکوس سرولئوس» (locus coeruleus) اغلب پس از وقوع یک رویداد غافلگیرکننده فعال می‌شود و افزایش فعالیتی را نشان می‌دهد که با تغییر اندازه مردمک چشم و امواج مغزی خاصی که از طریق نوار مغزی (EEG) قابل‌تشخیص هستند، همبستگی دارد. 

به گفته نصار، تحقیقات پیشین شواهدی از جهش سطح نوراپی‌نفرین و سایر نشانگرهای برانگیختگی پس از رویدادهای غیرمنتظره یافته‌اند؛ با این حال، هنوز مشخص نیست که این موارد چه کارکردی دارند و چگونه ممکن است بر رفتار تأثیر بگذارند. 

نصار و همکارانش برای بررسی این موضوع، ۶۳ شرکت‌کننده بزرگسال و سالم را برای آزمایشی به کار گرفتند که در آن باید درباره محرک‌های رنگیِ نمایش‌داده‌شده روی صفحه، پیش‌بینی‌هایی انجام می‌دادند. 

صفحه‌نمایش‌ها مجموعه‌ای از لکه‌های رنگی را به شرکت‌کنندگان نشان می‌دادند و از آن‌ها خواسته می‌شد ابتدا صرفاً رنگ‌هایی را که به‌تازگی دیده بودند، به خاطر بیاورند. آن‌ها سپس بر اساس الگوهایی که از تصاویر قبلی آموخته بودند، پیش‌بینی می‌کردند که در تصویر بعدی چه رنگ‌هایی ظاهر خواهد شد. 

هم‌زمان با انجام این کار توسط شرکت‌کنندگان، پژوهشگران داده‌های فیزیولوژیکی – از جمله سیگنال‌های EEG و تغییرات قطر مردمک – را گردآوری می‌کردند تا واکنش مغز به یک تغییر غیرمنتظره را بررسی کنند. 

هریسون ماربل، از نویسندگان مقاله و دستیار پژوهشی و مدیر آزمایشگاه نصار، می‌گوید: ما می‌خواستیم پدیده‌ای را ثبت کنیم که با دو ایده کلی درباره نحوه تأثیرگذاری سیستم برانگیختگی بر رفتار مرتبط است. یکی از آن‌ها به یادگیری مربوط می‌شود و دیگری به سوگیری ادراکی. 

این مطالعه نشان داد که وقتی صفحه نمایش‌ها رنگ‌های شگفت‌انگیزی را نشان می‌دادند که پیش‌بینی‌ها را به چالش می‌کشیدند، شرکت‌کنندگان مردمک‌های گشاد شده‌ای را نشان دادند، همراه با افزایش امواج مغزی خاص مرتبط با برانگیختگی گذرا و فعال شدن سیستم لوکوس سرولئوس/نوراپی نفرین. 

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 دیدن یک تصویر غیرمنتظره به نظر می‌رسید که آن‌ها را از این وضعیت خارج می‌کند. داده‌های مردمک و امواج مغزی نشان می‌دهد که آن‌ها از شگفتی‌ها 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: غز به برخی زمینه‌های ذهنی پایبند می‌ماند و سپس وقتی تشخیص می‌دهد که شما در موقعیت جدیدی هستید، آن زمینه را جایگزین می‌کنید. 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. 

او می‌افزاید: 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.