هایپراسکنینگ (Hyperscanning) یکی از نوآورانه‌ترین تکنیک‌های تصویربرداری عصبی در دهه‌های اخیر است که امکان ثبت هم‌زمان فعالیت مغزی دو یا چند نفر را حین تعاملات اجتماعی فراهم می‌کند. این روش که به‌واسطه‌ی قابلیت منحصربه‌فردش در تحلیل پویایی‌های بین‌مغزی در موقعیت‌های اجتماعی شناخته شده، افق‌های جدیدی در فهم ارتباطات انسانی، رشد شناختی، و هم‌آوایی عصبی گشوده است.
بر خلاف رویکردهای سنتی در علوم اعصاب، که مغز افراد را به‌صورت مجزا و در شرایط آزمایشگاهی کنترل‌شده بررسی می‌کنند، هایپراسکنینگ امکان مطالعه مغزها را در موقعیت‌های طبیعی، تعاملی و هم‌زمان فراهم کرده است. این تحول، دیدگاه‌های رایج درباره رابطه ذهن و مغز را به چالش کشیده و چارچوب‌های نظری جدیدی را برای درک نقش زمینه‌های اجتماعی در فرایندهای شناختی پیشنهاد داده است.
تفاوت میان جفت‌شدن و همراه‌شدن عصبی
در تحلیل تعاملات اجتماعی، تمایز مهمی میان همراه‌شدن عصبی (Neural Co-activation) و جفت‌شدن عصبی (Neural Coupling) وجود دارد. در همراه‌شدن عصبی، دو مغز به‌صورت جداگانه به یک تجربه مشترک واکنش نشان می‌دهند، درحالی‌که در جفت‌شدن عصبی ـ که از طریق هایپراسکنینگ قابل سنجش است ـ تعامل مستقیم و دوسویه بین مغزها مورد بررسی قرار می‌گیرد. این تفاوت بنیادی، نقطه قوت اصلی هایپراسکنینگ در تحلیل سازوکارهای اجتماعی پیچیده است؛ زیرا می‌توان تغییرات لحظه‌ای در فعالیت مغزها را در واکنش به یکدیگر شناسایی و تحلیل کرد.
تفاوت‌های اساسی بین هایپراسکنینگ و روش‌های تصویربرداری مغز سنتی چیست؟
هایپراسکنینگ و روش‌های تصویربرداری مغز سنتی عمدتاً در رویکرد خود به مطالعه‌‌ی فعالیت مغز به‌ویژه در زمینه‌های اجتماعی متفاوت می‌پردازند. روش‌های تصویربرداری مغز سنتی، مانند fMRI، EEG و MEG، معمولاً بر فعالیت مغز یک فرد به‌عنوان پاسخ به محرک‌های کنترل‌شده تمرکز دارند و غالباً محیط‌های تصنعی آزمایشگاهی و به دور از تعاملات اجتماعی واقعی انجام می‌شوند. در عوض، هایپراسکنینگ امکان ضبط هم‌زمان فعالیت مغز از دو یا چند فرد را که در تعاملات اجتماعی شرکت دارند فراهم می‌کند و بینش‌هایی را درباره‌ی پیوندهای بین‌مغزی و مبنای عصبی‌شناخت اجتماعی ارائه می‌دهند. این روش به‌ویژه برای درک نحوه‌ی تغییر پاسخ‌های مغزی به‌طور هم‌زمان در طول تعاملات اجتماعی ارزشمند است، چیزی که روش‌های سنتی نمی‌توانند به‌دلیل تمرکز بر فعالیت مغز فردی ضبط کنند.
ابزارهای مورد استفاده در هایپراسکنینگ
در پژوهش‌های هایپراسکنینگ، از فناوری‌های مختلفی مانند EEG، fMRI، MEG و fNIRS بهره گرفته می‌شود. از میان این ابزارها، fNIRS (طیف‌سنجی نزدیک به مادون‌قرمز عملکردی) و EEG به دلیل هزینه پایین‌تر، انعطاف‌پذیری بیشتر، و مناسب‌بودن برای محیط‌های طبیعی، کاربرد گسترده‌تری یافته‌اند. از سال ۲۰۱۵، fNIRS به‌عنوان محبوب‌ترین ابزار در مطالعات ثبت هم‌زمان شناخته شده است.
مطالعه مروری سیزومسکی و همکاران (2021) نشان می‌دهد که fNIRS حساسیت کمتری نسبت به حرکات آزمودنی دارد و امکان تصویربرداری در فعالیت‌های روزمره مانند حل پازل یا بازی‌های مشترک را فراهم می‌سازد. این مزیت‌ها، به‌ویژه در پژوهش‌های کودکان و موقعیت‌های مشارکتی، کارایی بالای این ابزار را تضمین کرده‌اند.
ویژگی‌های فنی fNIRS
fNIRS از جفت اپتودهایی تشکیل شده که نور مادون‌قرمز را به قشر مغز تابانده و پس از عبور، آن را دریافت می‌کنند. این ابزار عمدتاً فعالیت‌های قشری سطحی را با وضوح مکانی در حد سانتی‌متر و تفکیک زمانی حدود 10 هرتز اندازه‌گیری می‌کند. با اینکه نمی‌تواند ساختارهای عمقی مغز را بررسی کند و داده‌های آن غیرمستقیم هستند (بر اساس پاسخ‌های هموداینامیک)، اما برای موقعیت‌های طبیعی و محیط‌های مشارکتی ایده‌آل است. ویژگی‌های فرکانسی سیگنال‌های fNIRS، از جمله هم‌پوشانی با نوسانات تنفسی و قلبی، در طراحی آزمایش و تحلیل داده‌ها باید با دقت کنترل شوند.
کاربردهای پژوهشی هایپراسکنینگ
هایپراسکنینگ در حوزه‌های گوناگونی از جمله آموزش، روانشناسی اجتماعی، علوم شناختی، و به‌ویژه روابط والد و کودک، تحولی بنیادین ایجاد کرده است. مطالعات نشان داده‌اند که هم‌آوایی عصبی میان والد و کودک، به‌ویژه در ناحیه‌ی پیش‌پیشانی جلویی جانبی، شاخصی مهم از کیفیت ارتباط و رشد شناختی کودک است. این هم‌آوایی که گاهی به‌عنوان نشانگر زیستی (Biomarker) تلقی می‌شود، منعکس‌کننده‌ی سازوکارهای نوروبیولوژیکی وابستگی، دل‌بستگی، و همدلی در روابط اولیه انسانی است.
همچنین، یافته‌ها نشان داده‌اند که مغز والد برای پاسخ‌گویی به نیازهای کودک، شبکه‌های عصبی تازه‌تکامل‌یافته‌ای را برای افزایش سازگاری به‌کار می‌گیرد و مغز در حال رشد کودک نیز از این تبادلات عصبی منتفع می‌شود. در شرایطی مانند حل مسئله‌ی مشارکتی، هم‌آوایی عصبی والد و کودک با موفقیت در عملکرد مشارکتی مرتبط است. این موضوع همچنین در روابط پدر و کودک نیز صادق است.
مطالعات موردی و یافته‌های کلیدی
مطالعات متعددی با استفاده از هایپراسکنینگ نشان داده‌اند که روابط نزدیک ـ مانند زوج‌های عاشق یا دوستان قدیمی ـ الگوهای واگرای عصبی (divergent neural patterns) در تعاملات خود دارند، درحالی‌که افراد غریبه تمایل بیشتری به هم‌گرایی در فعالیت عصبی دارند. این هم‌آوایی یا واگرایی نشان‌دهنده‌ی تنظیمات عصبی پویا در پاسخ به کیفیت رابطه اجتماعی است.
همچنین، هم‌آوایی عصبی بالا در نواحی خاصی از مغز مانند قشر پیش‌پیشانی با کارکردهای پیچیده‌ای مانند تصمیم‌گیری مشترک، توجه اشتراکی، و انعطاف‌پذیری شناختی مرتبط است. ناحیه‌ی پیش‌پیشانی جلویی جانبی (lPFC)، به‌عنوان منطقه‌ای کلیدی در مدیریت تغییر توجه بین همکار و مسئله، نقش مهمی در موفقیت تعاملات دارد.
در ارتباطات حرکتی نیز، بسته به بار عاطفی حرکات، نواحی مغزی مختلفی مانند قشر پیش‌پیشانی درگیر می‌شوند و هم‌آوایی عصبی می‌تواند نمایانگر کیفیت ارتباط غیرکلامی باشد. این یافته‌ها نقش هایپراسکنینگ را در درک ارتباطات چندوجهی انسانی بیش از پیش برجسته می‌سازد.
نوآوری‌ها و چالش‌های آینده در هایپراسکنینگ
با وجود پیشرفت‌های قابل‌توجه، هایپراسکنینگ همچنان با چالش‌هایی مواجه است. مهم‌ترین چالش، دشواری در استنتاج روابط علّی بین پیوندهای بین‌مغزی و تغییرات رفتاری است. دلیل این امر، تفاوت در مقیاس زمانی بین پاسخ‌های رفتاری و فعالیت عصبی، و نیز تمرکز روش‌ها بر هم‌بستگی به‌جای علّیت است. همچنین، نبود استانداردسازی در مراحل پیش‌پردازش و تحلیل داده‌ها، امکان برآوردهای نادرست از هم‌زمانی بین‌مغزی را افزایش می‌دهد.
با این حال، نوآوری‌های فناورانه، از جمله ترکیب fNIRS با EEG برای بهبود وضوح زمانی و مکانی، توسعه الگوریتم‌های تحلیل شبکه‌های عصبی بین‌مغزی، و طراحی پروتکل‌های تعاملی پیچیده‌تر، نوید آینده‌ای روشن را برای این حوزه می‌دهند.
نتیجه‌گیری
هایپراسکنینگ به‌عنوان یک ابزار بین‌رشته‌ای در مرزهای علوم اعصاب، روانشناسی، فناوری و تعاملات اجتماعی، تحولی بنیادین در فهم پویایی‌های ارتباطات انسانی به‌وجود آورده است. با ارائه بینشی عمیق از نحوه هم‌گامی مغزها در موقعیت‌های تعاملی واقعی، این تکنیک نه‌تنها به پیشرفت نظری علوم اعصاب اجتماعی کمک کرده، بلکه کاربردهای عملی گسترده‌ای در حوزه‌های درمان، آموزش، و تشخیص اختلالات ارتباطی و رشد شناختی نوید می‌دهد.
