בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו
 

אתם מחוברים לאתר דרך IP ארגוני, להתחברות דרך המינוי האישי

טרם ביצעת אימות לכתובת הדוא"ל שלך. לאימות כתובת הדואל שלך  לחצו כאן

לקרוא ללא הגבלה, רק עם מינוי דיגיטלי בהארץ  

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

שאלות מהותיות | למה המוח הוא בסך הכל מכונה?

תגובות

לפני כמאה אלף שנה הופיע על פני כדור הארץ יצור מיוחד במינו - ההומו-הומו-ספיינס. התפצלנו מאבינו הקרוב כל כך אלינו, השימפנזה, לפני כארבעה עד שמונה מיליון שנה. משקל מוחנו גדל פי שלושה, מספר תאי העצב במוחנו עצום - כמאה מיליוני מיליונים (10 בחזקת 14, מספר המורכב מ-1 ואחריו 14 אפסים), ומספר הקשרים ביניהם מגיע ל-10 בחזקת 18, יותר ממספר הכוכבים בשביל החלב.

המוח החדש הזה, בסיוע הגוף שאליו הוא מחובר, התחיל ליצור תוצרים חדשים, מדהימים. ציורים מתוך הזיכרון במערות הפרה-היסטוריות; שפה סימבולית וכתב לייצוג קטגוריות בעולם שמחוץ לנו - "שולחן", "פנים"; כמו גם ייצוג של תוצריו היותר-מופשטים: "אהבה", "מחשבה". מוחנו המתוחכם גם פיתח את השיטה המדעית לחקר העולם שמסביבנו, ולהבנת המערכות הפועלות בגופנו פנימה, כולל המוח עצמו. ולפני כ-60 שנה הצליח מוחנו בעזרת השיטה המדעית שפיתח, לפצח את מבנה "מולקולת החיים", הדנ"א, ואת הקוד הגנטי העומד בבסיס פעולתה של המולקולה הזאת, האחראית לבנייתו של המוח עצמו.

מצאנו להפתעתנו, שהקוד הגנטי הוא אוניברסלי: מהבקטריה החד-תאית בת 3.5 מיליארד שנה, דרך בעלי החוליות בני 300 מיליון השנה, עד לקופים (70 מיליון שנה), ולנו, הצעירים כל כך. ובשנים האחרונות אף הצלחנו להשלים את מיפוי הגנום האנושי כולו.

קל לו, למוחנו המודרני, כך נדמה, לקבל שלבנו, זרועותינו, עדשת (בבת) עיננו, הן כולן מערכות פיזיקליות-ביולוגיות, הניתנות להחלפה בשעת הצורך במערכות פיזיקליות מלאכותיות, הממלאות את תפקיד הרקמה והאיבר החסרים. קיבלנו, אולי עם קושי מסוים, שניתן גם להתערב במוחנו במקרים של מחלות מוחיות כמו סכיזופרניה ופרקינסון, באמצעים פיזיקליים-תרופתיים וחשמליים. הרחבנו את יכולת המוח לראות למרחוק (טלסקופ), ומקרוב (מיקרוסקופ), לנוע במרחב (במכונית) ובחלל (חללית). למדנו באמצעות השיטה המדעית על נגזרותיה הטכנולוגיות והאבסטרקטיות, להכיר את המוח לפרטיו, על מבנהו המיוחד, מנגנוני יצירת הפעימה החשמלית, הקיימת בכל תאי העצב - מאלו שאצל התולעת הפשוטה ביותר ועד לתאי העצב האנושיים. התקדמנו במידה מרשימה ביותר, בהבנת המנגנונים העומדים בבסיס יכולתו של המוח ללמוד, לזכור ולשכוח.

* * *

אך למרות ההתקדמות העצומה הזאת, למרות שהבנו שהעולם הפיזיקלי משפיע ומשנה את המוח (והמוח משנה אותו), ולמרות שהוכחנו שהגנום המייצר את המוח, ניתן לפיצוח ולהבנה באמצעות המוח עצמו (מעין פרדוקס?), רובנו עדיין מאמינים שבניגוד למערכות גוף אחרות, המוח אינו עונה לחוקי הפיזיקה והכימיה בלבד, אלא יש בו גם איכות רוחנית שתוצריה - רגשות, מחשבות, יצירתיות, אמונה - אינם ניתנים להבנה בכלים מדעיים, ורבים אף חושבים שטוב שכך יישארו פני הדברים.

והנה לפני כ-60 שנה, המציא מוחנו מכונה מופלאה השונה מכל קודמותיה, המחשב הדיגיטלי. מכונה זו נרקחה במוחותיהם הגאוניים של וויליאם צ'רץ', אלן טיורינג וג'ון וון-ניומן. שלישייה זו, שאליהם הצטרף מפתח תורת האינפורמציה, קלוד שאנון, אחראית במידה רבה למהפכת המידע, הגדולה אולי, אפילו מהמהפכה התעשייתית. התברר שהמחשב הדיגיטלי הוא מכונת חישוב אוניברסלית, המסוגלת לחקות באופן עקרוני כל פעולת חישוב, כולל כאלו שהמוח מממש באמצעות החומרה הביולוגית שמרכיבה אותו.

המחשב מאפשר לחקות באופן מתמטי ("למדל"), את התהליכים המתרחשים במערכות ביולוגיות - ככל שנבין אותם ונצליח לתת להם תיאור מתמטי. הוא גם דומה למוחנו במובן זה שהוא קולט מידע, מעבד אותו, ופולט קלט. גם מוחנו קולט מידע חושי, ומפרש אותו פירוש פונקציונלי המאפשר לנו - הרובוטים בעלי הלב - לפעול בהצלחה בעולם המורכב שמסביבנו. האם המחשב יוכל לחקות את יחסי הקלט-פלט הללו, באינטראקציה עם העולם המציאותי, ולהפיק תוצרים דומים במהלך החישוב הזה - אהבה, מחשבה, דמיון, רגשות?

נכון, המוח והמחשב אינם זהים. יחידת החישוב הבסיסית של המחשב מהירה כיום פי כמיליארד מיחידת החישוב היסודית של המוח, תא העצב האטי מאוד, שעושה עד 1,000 פעולות בשנייה בלבד. המחשב מבוסס על חישוב סדרתי ומדויק, כאשר שינוי של ביט בודד של מידע, עשוי לשנות באופן משמעותי את תוצאתו. לעומת זאת, תא העצב והקשרים שהוא יוצר עם תאים אחרים, הם אלמנטים רועשים, סטטיסטיים ובלתי אמינים. החישוב במוחנו מתרחש בעיקרו באופן מקבילי, ובמידה מסיבית. רשתות עצבים גדולות, המורכבות ממיליוני תאים, מבצעות בו-זמנית את פעולת החישוב הנדרשת - כגון זיהוי פנים או זיהוי קטע מוזיקלי. והחשוב והמיוחד מכל: מערכת העצבים משתנה כל העת בעקבות פעולתה: קשרים חדשים נוצרים, והקיימים משנים את יעילותם, בעוד מבנה המחשב קבוע.

* * *

אך למרות ההבדלים, המחשב הוא עדיין מכונה אוניברסלית, המסוגלת לחקות גם את פעולות החישוב שהמוח מבצע. בפרויקטים שהתבססו על מחשבי-על, בנו חוקרים רפליקות מושלמות של רקמת מוח קטנה, על ידי מידול מפורט ומדויק של 10,000 תאי מוח. בסופו של דבר, המוח הוא מכונה, ובדיוק כמו איברים אחרים, גם היא מערכת פיסיקלית המבוססת על גנום ולכן ניתנת לחיקוי מתמטי במחשב. המוח אינו שונה משריר או עצם, שאנו כבר מקבלים כמעט כמובן מאליו, שניתן ליצור להם תחליף מלאכותי.

עכשיו אנחנו מוכנים לפרויקט הגדול ביותר: חיקוי ממוחשב של מוח שלם. זו מטרת "פרויקט המוח האנושי", שהוצג לאחרונה על ידי קבוצה גדולה של חוקרים מאירופה ומישראל, לתוכנית "ספינת הדגל" (Flagship) של האיחוד האירופי. בשנה הבאה יבחר האיחוד בשניים מתוך שישה פרויקטים מדעיים, שיצעידו אותו לחזית המחקר העולמי. אם יזכה פרויקט המוח האנושי במימון המבוקש - מיליארד יורו לעשר שנים - ייבנה מתקן מרכזי, ובתוכו מחשב-על חדש שיבצע מיליארד מיליארדי (עשר בחזקת 18) פעולות בשנייה, ויאחד את כל הידע שצברנו על המוח במאה שנות המחקר האחרונות.

בהיכל המוח הממוחשב הזה, יבנו המדענים מודלים מתמטיים לתהליכים מוחיים שונים, מהגנום דרך תא העצב ועד למוח כולו. כמו כן, יפותחו רובוטים בעלי אברי חישה (ראייה, ריח, שמיעה) ובעלי אברי תנועה. מתמטיקאים ופיזיקאים (רבים מישראל) יפתחו תיאוריות-על לתיאור עקרונות הפעולה של רשתות עצבים. במוח המלאכותי הממוחשב, נברר אם אכן ניתן לתאר את כל התהליכים המוחיים המורכבים לנו באמצעות המוח-מכונה הזה.

נרצה לדמות מחלות נוירולוגיות קשות לפרטי פרטיהן, על הרשתות העצביות העומדות בבסיסן והתוצרים הקוגיניטיביים הנובעים מהן. נוכל לתקן מחלות אלה: תחילה במחשב החולה, ואחר כך במוח החולה. דור חדש של תרופות מבוססות-סימולציה יאפשר לכוון באופן מדויק ומושכל את התרופה, הגירוי, התחליף, למחלה או לאזור שנפגע במוחנו. המחשב הדיגיטלי, על דורותיו העתידיים, יילך וידמה למחשב הפיזיקלי המדהים מכולם - מוח האדם. האם לאותה מכונה יהיו רגשות או דמיון? זו שאלה שנבחן, בתוך עולם מרתק שייפתח בפנינו, בזכות מוחנו היצירתי והמחשב שפיתחנו כעזר כנגדו.

הכותב הוא פרופסור מרצה וחוקר במחלקה לנוירוביולוגיה באוניברסיטה העברית, חבר במרכז לחישוביות עצבית ובמרכז אדמונד ולילי ספרא למדעי המוח באוניברסיטה. הוא ישתתף בפסטיבל הפילוסופים הבינלאומי



איור: מורן ברק



תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר הארץ

סדר את התגובות

כתבות שאולי פספסתם

*#
בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו