היתרונות החברתיים של סנכרון המוח שלנו | מגזין קוונטה

צמד הפסנתרים הפולני הנודע Marek ו-Wacek לא השתמש בתווים בעת ניגון קונצרטים חיים. ובכל זאת על הבמה הזוג נראה מסונכרן בצורה מושלמת. על פסנתרים סמוכים, הם קלטו בשובבות נושאים מוזיקליים שונים, שילבו מוזיקה קלאסית עם ג'אז ואילתור בזמן אמת.

"הלכנו עם הזרם", אמר מרק טומאשבסקי, שהופיע עם וואצק קיסילבסקי עד מותו של וואצק ב-1986. "זה היה כיף טהור".

הפסנתרנים כאילו קראו את מחשבותיו של זה על ידי החלפת מבטים. זה היה, אמר מרק, כאילו הם על אותו אורך גל. גוף הולך וגדל של מחקרים מצביע על כך שאולי היה נכון פשוטו כמשמעו.

עשרות ניסויים שחוקרים לאחרונה את פעילות המוח של אנשים המופיעים ועובדים יחד - פסנתרנים דואטים, נגני קלפים, מורים ותלמידים, פאזלים ואחרים - מראים שגלי המוח שלהם יכולים להתיישר בתופעה המכונה סנכרון עצבי בין-אישי, הידוע גם בשם בין-מוחי. סנכרון.

"יש עכשיו הרבה מחקרים שמראה שאנשים המקיימים אינטראקציה ביחד מציגים פעילויות עצביות מתואמות", אמר ג'אקומו נובמברה, מדען מוח קוגניטיבי במכון הטכנולוגי האיטלקי ברומא, שפרסם נייר מפתח על סנכרון עצבי בין אישי בקיץ האחרון. המחקרים יצאו בקליפ הולך וגדל במהלך השנים האחרונות - אחד לאחרונה שבוע שעבר - שכן כלים חדשים וטכניקות משופרות חידדו את המדע והתיאוריה.

הם מגלים שלסנכרון בין מוחות יש יתרונות. זה קשור לפתרון בעיות טוב יותר, למידה ושיתוף פעולה, ואפילו להתנהגויות שעוזרות לאחרים במחיר אישי. יתרה מכך, מחקרים עדכניים שבהם מוחות עוררו באמצעות זרם חשמלי מרמזים שהסנכרון עצמו עלול לגרום לשיפור הביצועים שנצפו על ידי מדענים.

"קוגניציה היא משהו שקורה לא רק בגולגולת אלא בקשר עם הסביבה ועם אנשים אחרים", אמר גיום דיומא, פרופסור לפסיכיאטריה חישובית באוניברסיטת מונטריאול. הבנה מתי ואיך המוח שלנו מסתנכרן יכולה לעזור לנו לתקשר בצורה יעילה יותר, לעצב כיתות טובות יותר ולעזור לצוותים לשתף פעולה.

נכנסים לסנכרון

לבני אדם, כמו לחיות חברתיות אחרות, יש נטייה לסנכרן את ההתנהגויות שלהם. אם אתה הולך ליד מישהו, סביר להניח שתתחיל ללכת בצעד. אם שני אנשים יושבים זה לצד זה בכיסאות נדנדה, רוב הסיכויים שהם יתחילו להתנדנד בקצב דומה.

סנכרון התנהגותי כזה, מחקרים מראים, גורם לנו לסמוך יותר, עוזר לנו להתחבר ומגביר את האינסטינקטים החברתיים שלנו. באחד ללמוד, ריקוד מסונכרן גרם למשתתפים להרגיש קרובים רגשית אחד לשני - הרבה יותר מקבוצות שנעו באופן אסינכרוני. ב במחקר אחר, משתתפים ששרו מילים בצורה קצבית נטו יותר לשתף פעולה במשחק השקעה. אפילו הליכה פשוטה ביחד עם אדם ממיעוט אתני יכולה להפחית דעות קדומות.

"קואורדינציה היא סימן היכר של אינטראקציה חברתית. זה באמת קריטי, "אמר נובמבר. "כאשר הקואורדינציה נפגעת, האינטראקציה החברתית נפגעת מאוד."

כאשר התנועות שלנו מתואמות, מתעוררים בגופנו אינספור סנכרונים בלתי נראים לעין בלתי מזוינת. כשאנשים מתופפים יחד, הלב שלהם פועם יחד. קצב הלב של המטפלים והמטופלים שלהם יכול להסתנכרן במהלך הפגישות (במיוחד אם הקשר הטיפולי עובד היטב), וגם אלה של זוגות נשואים יכולים. תהליכים פיזיולוגיים אחרים, כמו קצב הנשימה שלנו ורמות מוליכות העור, עשויים גם הם להסתדר עם אלה של אנשים אחרים.

האם פעילות במוח שלנו יכולה להסתנכרן? בשנת 1965, כתב העת מדע פרסם את התוצאות של an לְנַסוֹת שהציע שזה יכול. מדענים מאוניברסיטת תומס ג'פרסון בפילדלפיה בדקו זוגות של תאומים זהים על ידי החדרת אלקטרודות מתחת לקרקפתם כדי למדוד את גלי המוח שלהם - טכניקה הנקראת אלקטרואנצפלוגרפיה. החוקרים דיווחו שכאשר התאומים נשארו בחדרים נפרדים, אם אחד מהם עצם את עיניו, גלי המוח של שניהם ישקפו את התנועה. הקוצים על האלקטרואנצפלוגרף של תאום אחד שיקפו קוצים על זה של השני.

המחקר, לעומת זאת, היה פגום מתודולוגית. החוקרים בדקו כמה זוגות של תאומים אך פרסמו תוצאות רק מהזוג שבו הם צפו בסינכרון. זה לא עזר לתחום האקדמי המתפתח. במשך עשרות שנים, מחקר על סינכרון בין-מוח נדחף לקטגוריית "מוזרות פאר-נורמליים מוזרים" ולא נלקח ברצינות.

המוניטין של התחום החל להשתנות בתחילת שנות ה-2000 עם הפופולריות של היפר סריקה, טכניקה המאפשרת למדענים לסרוק בו-זמנית את המוח של מספר אנשים המקיימים אינטראקציה. בהתחלה זה היה כרוך בבקשת זוגות של מתנדבים לשכב במכונות fMRI נפרדות, מה שהגביל מאוד את סוגי המחקרים שמדענים יכלו לבצע. החוקרים הצליחו בסופו של דבר להשתמש בספקטרוסקופיה קרובה-אינפרא אדום פונקציונלית (fNIRS), המודדת את פעילות הנוירונים בשכבות החיצוניות של קליפת המוח. היתרון הגדול של טכנולוגיה זו הוא קלות השימוש שלה: מתנדבים יכולים לנגן בתופים או ללמוד בכיתה כשהם חובשים כובעי fNIRS, שמזכירים כובעי שחייה עם שלל כבלים בולטים החוצה.

כאשר מספר אנשים קיימו אינטראקציה כשהם לובשים כובעי fNIRS, מדענים החלו למצוא פעילות פנימית מסונכרנת ב אזורים ברחבי המוח, שהשתנו לפי משימה ומערך הלימודים. הם גם צפו בגלי מוח, המייצגים דפוסים חשמליים בירי נוירוני, המסונכרנים במספר תדרים. בקריאה אלקטרואנצפלוגרף של שני מוחות מסונכרנים, הקווים המייצגים את הפעילות העצבית של כל אדם משתנים יחדיו: בכל פעם שאחד עולה או צולל למטה, כך גם השני, אם כי לפעמים בפיגור זמן. מדי פעם מופיעים גלי מוח בתמונות שיקוף - כאשר זו של אדם אחד עולה, זו של השני יורדת באותו הזמן ובעוצמה דומה - אשר חלק מהחוקרים מחשיבים גם הם סוג של סנכרון.

עם כלים חדשים, התברר יותר ויותר שהסנכרון הבין-מוחי אינו מטאפיזי מטאפיזי ולא תוצר של מחקר פגום. "[האות] בהחלט קיים," אמר אנטוניה המילטון, מדען מוח חברתי באוניברסיטת קולג' בלונדון. מה שקשה יותר להבין היה כיצד שני מוחות עצמאיים, בשני גופים נפרדים, יכולים להראות פעילות דומה ברחבי החלל. כעת, אמר המילטון, השאלה הגדולה היא "מה זה אומר לנו?"

המתכון לסינכרון

Novembre כבר זמן רב מוקסם מהאופן שבו בני אדם מתאמים כדי להשיג מטרות משותפות. איך מוזיקאים - פסנתרנים דואטים, למשל - משתפים פעולה כל כך טוב? ובכל זאת זה חשב על בעלי חיים, כגון גחליליות מסנכרנות את ההבזקים שלהן, שהובילו אותו לדרך לחקור את המרכיבים הדרושים לסינכרון בין-מוחי להתעורר.

בהתחשב בכך שהסינכרון "כל כך נפוצ על פני כל כך הרבה מינים שונים", הוא נזכר, "חשבתי: 'בסדר, אז אולי יש איזו דרך מאוד פשוטה להסביר את זה'".

Novembre ועמיתיו הקימו ניסוי, פורסם בקיץ שעבר, שבו זוגות מתנדבים לא עשו דבר מלבד לשבת זה מול זה בזמן שציוד המצלמה עוקב אחר תנועות העיניים, הפנים והגוף שלהם. לפעמים יכלו המתנדבים לראות זה את זה; במקרים אחרים הם הופרדו על ידי מחיצה. החוקרים גילו שברגע שהמתנדבים הסתכלו זה לזה בעיניים, גלי המוח שלהם הסתנכרנו באופן מיידי. חיוך הוכיח את עצמו כעוצמתי עוד יותר ביישור גלי המוח.

"יש משהו ספונטני בסינכרון", אמר נובמבר.

גם תנועה קשורה לפעילות גלי מוח מסונכרנת. במחקר של Novembre, כאשר אנשים הזיזו את גופם בסנכרון - אם, נניח, אחד ירים את היד והשני יעשה את אותו הדבר - הפעילות העצבית שלהם תתאים, בפיגור קל. עם זאת, סינכרון בין-מוחי חורג מעבר לשיקוף תנועות פיזיות. במחקר של פסנתרנים מנגנים דואטים פורסם בסתיו האחרון, התמוטטות בסינכרון ההתנהגותי לא גרם לשני המוחות להתנתק.

נראה כי מרכיב חשוב נוסף לסינכרון עצבי פנים אל פנים הוא חיזוי הדדי: ציפייה לתגובות והתנהגויות של אדם אחר. כל אדם "מזיז את ידיו או את פניו או את גופו, או שהם מדברים", הסביר המילטון, "וגם מגיב למעשיו של האדם האחר". למשל, כשאנשים שיחק את משחק הקלפים האיטלקי Tressette, הפעילות העצבית של בני זוג הסתנכרנה יחד - אבל המוח של יריביהם לא התיישר איתם.

שיתוף מטרות ותשומת לב משותפת נראים לעתים קרובות חיוניים לסנכרון בין מוחי. בניסוי שנערך בסין, קבוצות של שלושה אנשים נאלצו לשתף פעולה בפתרון בעיה. היה טוויסט: אחד מחברי הצוות היה חוקר שרק העמיד פנים שהוא עוסק במשימה, מהנהן והעיר כאשר מתאים אבל לא ממש אכפת לו מהתוצאה. המוח שלו לא הסתנכרן עם אלה של חברי צוות אמיתיים.

עם זאת, מבקרים מסוימים טוענים כי הופעת פעילות מוחית מסונכרנת אינה עדות לקשר כלשהו, ​​אלא ניתנת להסבר על ידי אנשים המגיבים לסביבה משותפת. "שקול שני אנשים מאזינים לאותה תחנת רדיו בשני חדרים שונים", כתב קליי הורויד, מדעי המוח הקוגניטיביים באוניברסיטת גנט בבלגיה שאינו לומד סינכרוני בין-מוח, בעיתון משנת 2022. "[הסנכרון הבין-מוחי] עשוי לעלות במהלך שירים ששניהם נהנים מהם בהשוואה לשירים שלשניהם משעממים, אבל זו לא תהיה תוצאה של צימוד ישיר בין מוח למוח."

כדי לבדוק ביקורת זו, מדענים מאוניברסיטת פיטסבורג ומאוניברסיטת טמפל עיצבו ניסוי שבו המשתתפים עבדו בצורה שונה על משימה ממוקדת: השלמת פאזל. המתנדבים הרכיבו פאזל בשיתוף פעולה או עבדו על פאזלים זהים בנפרד, זה לצד זה. אמנם היה סנכרון פנימי מסוים בין חידות שעבדו באופן עצמאי, אבל זה היה הרבה יותר גדול אצל אלה ששיתפו פעולה.

לדעת Novembre, ממצאים אלה ודומים מצביעים על כך שסינכרון בין-מוחי הוא יותר מחפץ סביבתי. "כל עוד אתה מודד מוחות במהלך אינטראקציה חברתית, אתה תמיד תצטרך להתמודד עם הבעיה הזו", אמר. "מוח באינטראקציה חברתית ייחשף למידע דומה."

אלא אם כן הם במקומות שונים, כלומר. במהלך המגיפה, החוקרים התעניינו בהבנה כיצד סינכרון בין מוחי עשוי להשתנות כאשר אנשים מדברים פנים אל פנים באמצעות וידאו. במחקר אחד, פורסם בסוף 2022, דיומא ועמיתיו מדדו את הפעילות המוחית של אמהות וילדיהן בגיל העמידה כשהם תקשרו באמצעות וידאו מקוון. המוח של הזוגות בקושי הסתנכרן, הרבה פחות מאשר כשהם דיברו באופן אישי. סינכרון בין-מוחי לקוי באינטרנט יכול לעזור להסביר מדוע פגישות זום נוטות להיות כל כך מעייפות, על פי מחברי המחקר.

"יש הרבה דברים בשיחת Zoom שחסרים בהשוואה לאינטראקציה פנים אל פנים", אמר המילטון, שלא היה מעורב במחקר. "קשר העין שלך קצת שונה כי מיקום המצלמה שגוי. אפילו יותר חשוב, תשומת הלב המשותפת שלכם שונה".

זיהוי המרכיבים הדרושים להיווצרות סנכרון בין מוחי - בין אם זה קשר עין, חיוך או שיתוף מטרה - יכול לעזור לנו להשיג טוב יותר את היתרונות של סנכרון עם אחרים. כשאנחנו על אותו אורך גל, הדברים פשוט נעשים קלים יותר.

יתרונות מתעוררים

מדען המוח הקוגניטיבי סוזן דיקר אוהבת לאמץ את הצד היצירתי שלה על ידי שימוש באמנות כדי ללמוד כיצד פועל המוח האנושי. כדי ללכוד את הרעיון החמקמק של להיות על אותו אורך גל, היא ועמיתיה יצרו את מכונת גל הדדית: חצי מיצב אמנותי, חצי ניסוי במדעי המוח. בין 2013 ל-2019, עוברי אורח במגוון ערים ברחבי העולם - מדריד, ניו יורק, טורונטו, אתונה, מוסקבה ואחרות - יכלו להתחבר לאדם אחר כדי לחקור את הסינכרון הפנימי. הם ישבו בשני מבנים דמויי מעטפת זה מול זה כשהם לובשים אוזניות אלקטרואנצפלוגרף כדי למדוד את פעילות המוח שלהם. כשהם היו באינטראקציה במשך 10 דקות, הפגזים היו מוארים בהקרנות חזותיות ששימשו כנוירופידבק: ככל שההקרנות בהירות יותר, כך גלי המוח שלהן מחוברים יותר. עם זאת, לכמה זוגות לא נאמר שהבהירות של ההקרנות משקפת את רמת הסנכרון שלהן, בעוד שלאחרים הוצגו תחזיות שווא.

כאשר דיקר ועמיתיה ניתח את התוצאות, שפורסם ב-2021, הם גילו שזוגות שידעו שהם רואים נוירופידבק גדלו יותר מסונכרנים עם הזמן - השפעה המונעת מהמוטיבציה שלהם להישאר ממוקדים בבן הזוג שלהם, הסבירו החוקרים. חשוב מכך, הסנכרון המוגבר שלהם הגדיל את מידת החיבור החברתי של הזוג. עלייה על אותו אורך גל מוחי, כך נראה, יכולה לעזור לבנות מערכות יחסים.

דיקר גם למד את הרעיון הזה בסביבה פחות אמנותית: הכיתה. בכיתה מאולתרת במעבדה, מורה למדעים בתיכון הדריך קבוצות של עד ארבעה תלמידים בזמן שדיקר ועמיתיה תיעדו את פעילות המוח שלהם. ב מחקר פורסם בשרת preprint biorxiv.org בשנת 2019, החוקרים דיווחו שככל שהמוח של התלמידים והמורה הסתנכרנו יותר, כך התלמידים שמרו טוב יותר על החומר כאשר נבדקו שבוע לאחר מכן. א 2022 אנליזה שבדק 16 מחקרים אישרו שסינכרון בין-מוחי אכן קשור ללמידה טובה יותר.

"האדם שמקדיש הכי הרבה תשומת לב או ננעל בצורה הטובה ביותר לאות הדובר יהיה גם הכי מסונכרן עם אנשים אחרים שגם מקדישים את תשומת הלב הטובה ביותר למה שהדובר אומר", אמר דיקר.

לא רק למידה נראית מחוזקת כשהמוח שלנו מסונכרן, אלא גם ביצועי צוות ושיתוף פעולה. במחקר אחר על ידי דיקר ועמיתיה, קבוצות של ארבעה אנשים סיעור מוחות על שימושים יצירתיים עבור לבנה או דירוג פריטים חיוניים לשרוד התרסקות מטוס. התוצאות הראו שככל שגלי המוח שלהם הסתנכרנו טוב יותר, כך הם ביצעו את המשימות הללו בצורה טובה יותר כקבוצה. מחקרים אחרים מצאו, בינתיים, שצוותים מסונכרנים עצבית לא רק לתקשר טוב יותר אלא גם להתעלות על אחרים בפעילויות יצירתיות כגון לפרש שירה.

בעוד שמחקרים רבים קישרו סינכרוני בין מוחי עם למידה וביצועים טובים יותר, נותרה השאלה האם הסנכרון אכן גורם לשיפורים כאלה. האם במקום זאת זה יכול להיות מדד למעורבות? "הילדים ששמים לב למורה הולכים להראות יותר סנכרון עם המורה הזה כי הם יותר מאורסים", אמר הולרויד. "אבל זה לא אומר שתהליכים סינכרוניים למעשה תורמים איכשהו לאינטראקציה וללמידה."

עם זאת, ניסויים בבעלי חיים מצביעים על כך שסינכרון עצבי אכן יכול להוביל לשינויים בהתנהגות. כאשר הפעילות העצבית של עכברים נמדדה על ידי כך שהם לובשים חיישנים זעירים בצורת כובע עליון, למשל, סינכרון בין המוח חזה האם וכיצד בעלי החיים יתקשרו בעתיד. "זו ראיה די חזקה שיש קשר סיבתי בין השניים", אמר נובמבר.

בבני אדם, העדויות החזקות ביותר מגיעות מניסויים המשתמשים בגירוי מוחי חשמלי כדי ליצור סנכרון פנימי. ברגע שמניחים אלקטרודות על הקרקפות של אנשים, ניתן להעביר זרמים חשמליים בין האלקטרודות כדי לגרום לפעילות נוירונית במוחם של אנשים להסתנכרן. בשנת 2017, Novembre וצוותו ביצע את הראשון of ניסויים כאלה. התוצאות הצביעו על כך שסנכרון גלי המוח ברצועת הבטא, המקושרת לתפקודים מוטוריים, שיפר את היכולת של המשתתפים לסנכרן את תנועות הגוף שלהם - במקרה זה, תיפוף קצב באצבעותיהם.

כמה מחקרים שיחזרו לאחרונה את הממצאים של נובמבר. בסוף 2023, חוקרים גילו שברגע שגלי המוח של אנשים מסונכרנים על ידי גירוי חשמלי, יכולתם לשתף פעולה במשחק מחשב פשוט השתפרה משמעותית. ובקיץ שעבר, מדענים אחרים הראו שברגע ששני מוחות הופכים להיות מסונכרנים, אנשים הופכים טובים יותר בהעברת מידע והבנת זה את זה.

המדע הוא חדש, כך שחבר המושבעים עדיין לא יודע אם יש קשר סיבתי אמיתי בין סינכרוני להתנהגות אנושית משותפת. למרות זאת, מדע הסינכרון העצבי כבר מראה לנו כיצד אנו מרוויחים כאשר אנו עושים דברים בסנכרון עם אחרים. ברמה הביולוגית, אנו מחווטים להתחבר.