הקידוד של עצמו

פריצות הדרך המרשימות במדעי הקוגניציה מוכיחות לנו חדשות לבקרים כי אנו בהחלט יכולים לחקור את עצמינו, אך השאלה אשר נותרת מהדהדת בין כותלי מעבדות המחקר וכיתות האקדמיה היא עד כמה?

-

אחת המטרות העיקריות של חקר המוח בימינו הינה מציאת משוואה או סט משוואות אשר יסבירו את המוח בכללותו, כלומר באופן שיכלול את כלל התופעות הקשורות למוח, אלה הידועות לנו ואלה שעוד לא.

תופעות אלו מגוונות ביותר. החל מלמידה, זיכרון ושפה ועד מחשבה, חוויה ותודעה. משימה זו היא קשה ביותר, ונשאלת אף השאלה – האם היא בכלל אפשרית? רבים מהחוקרים בימינו טוענים שהזמן יעשה את שלו ושכתוצאה מהכמות ההולכת וגדלה של נתונים יבוא יום שבו נוכל לכתוב משוואה כזו. מנגד, אחרים טוענים כי באופן עקרוני וא-פריורי לעולם לא נוכל להשלים את המשימה. 

זוהי מחלוקת מטרידה, הלא כן? ואותי במיוחד, בהיותי חוקרת מוח לעתיד. מבחינתי שאלה זו מובילה לשאלה בסיסית יותר: האם המוח יכול לחקור את עצמו? האם התשובה לשאלה הזו תלויה בכמות המידע אשר נמצאת ברשותינו או שלחלופין היא תלויה בתנאי האפשרות להכרה וידיעה בכלל, קרי – האם התשובה תלויה בתוכן המבנה או במורכבות של צורת המבנה? האם למוח יש גבולות? ואם כן, כיצד הם באים לידי ביטוי בחקירה המדעית?

שינויים בתפיסה

המסתורין סביב המוח, והקשר בינו לבין יכולותינו השכליות והנפשיות, מלווה את האנושות מזה זמן רב. במהלך התואר הראשון שלי בחקר התודעה (שחולק לתארים מקבילים בביולוגיה ובפילוסופיה) נתקלתי לראשונה בניסיונות מעמיקים ל־"פיצוח" המוח. לא איחרתי להבין שבביולוגיה עוסקים לרוב בשאלה איך המוח עובד. לעומת זאת, בפילוסופיה העיסוק המרכזי הוא בשאלה למה המוח עובד כמו שהוא עובד ומהי המשמעות של היותו כזה. את החיבור בין שתי הגישות האלה חשתי בעצמה הרבה ביותר עת עסקנו בשאלות על הקשר בין גוף ונפש. אולם, לאורך השנים חזרו וצפו בי ספקות בנוגע לאפשרות של הגישות האלו להתכתב אחת עם השניה לכדי הבנה חדשה. וכפועל יוצא, שאלתי את עצמי פעמים רבות האם המוח שלנו בכלל מסוגל לתפוס או לחשוב על המהות הזו שאנחנו כל כך שואפים להבין. 

באמצעות שילוב של הגישות שעתה הזכרתי אנסה לגשת לשאלות האלה כאן, בתקווה להבהיר לי ולכם את האפשרויות הטמונות בחקר המוח. לצורך כך, נדון תחילה בסוגיה מרכזית בחקר המוח העוסקת בקשר שבין תפקודים קוגניטיביים לבין אזורי המוח המופקדים עליהם. 

בתחילת המאה ה-20 רווחה גישה לפיה חלקים מוגדרים של המוח אחראים על תפקודים קוגניטיביים ייחודיים. פירושו של דבר, שכל התנהגות קשורה לאזור או לאזורים ייחודיים במוח, ורק להם. בעקבות זאת מיפו חוקרים את קליפת המוח (הקורטקס) וקבעו היכן במוח ממוקמים תפקודים כמו קריאה, שפה, זיכרון, למידה, התמצאות במרחב וכן הלאה. 

מאוחר יותר, בעיקר בשנות השישים, החלו לראות במוח מנגנון כללי לעיבוד מידע, שחלקים רבים ממנו מעורבים בכל פעילות. במילים אחרות, הוטל ספק בעניין המיקום הייחודי של כל פעילות קוגניטיבית והתגבשה דעה לפיה תהליכים מנטליים גבוהים ומורכבים כמו זיכרון, תפיסה וכיוצא בזה, הם תוצאה של פעילות המוח כיחידה אחת ולא של פעילות של אזורים מסוימים בנפרד. 

ברבות השנים התפתחה גישה שלישית, גישת ביניים, המשלבת את שתי הגישות הקודמות. לפי גישה זו לכל סוג של פעילות יש מבנה מוחי מוגדר המופקד עליה אך עם זאת, התפקוד המנטלי מיוצג באזורים שונים במידה שונה ומושפע מהפעילות או מאי-הפעילות הכללית של כל אזורי קליפת המוח. כלומר, תגובות המוח לגירויים חושיים, למשל, מושפעות גם מאזורים אחרים שאינם האזור הייחודי לסוג הגירוי. 

שינויים אלו בתפיסה נשענו על תגליות רבות. בשנת 1906 זכו בפרס נובל שני נוירו-אנטומיסטים, קמילו גולג'י ורמון י. קכאל, עבור עבודתם באיפיון הנוירונים, הלא הם התאים שמעבירים אותות במערכת העצבים שבמוחנו. למרות חוסר ההסכמה ביניהם בנוגע לארגון הנוירונלי המרחבי במוח, השתמש קכאל בשיטה המהפכנית שהמציא גולג׳י לצביעת אברונים בשביל להמחיש לראשונה את האנטומיה של הנוירון הבודד ועל כך הם זכו בפרס נובל משותף.

מאוחר יותר אף התברר שהנוירונים מקיימים קשר מיוחד ביניהם – הקשר הסינפטי. הקשר או המרווח הסינפטי הוא המאפשר את המעבר של פעילות חשמלית מתא א' לתא ב' וזאת באמצעות נוירוטרנסמיטורים – מולקולות תיווך כימיות. במחצית השנייה של המאה ה–20, כתוצאה מהתפתחות שיטות לרישום הפעילות החשמלית במוחנו, התברר כי כל אשר נקלט באמצעות מערכת החושים שלנו (חפץ, דמות, צליל, ריח) או כל אשר נוצר בתוכנו כפלט (רגש, רצון, רעיון וכאב), כמו גם התנועה של איברי גופנו, כולם מיוצגים על-ידי אותות חשמליים המופיעים בתאי עצב שיחד מרכיבים רשת עצבית גדולה ומסוימת.

בימינו, בתחילת המאה ה–21, מתרחשות קפיצות דרך מרשימות ביותר בחקר המוח. שיטות מולקולריות לצביעת תאי עצב במוח בשילוב מערכות מחשב המאפשרות שחזור תלת–מימדי של רשתות העצבים המרכיבות את מוחנו, מתחילות לשרטט לפנינו לראשונה מפה מפורטת של המוח המגיעה לרמה של התא הבודד והקשר הסינפטי שבין התאים. חוקרים רבים טענו כי שיטות לרישות חשמלי רב ערוצי בצירוף שיטות אופטיות חדישות המאפשרות התקדמות ניכרת במשימת פיצוח הקוד העצבי העומד בבסיס הפעילות הקוגניטיבית שלנו, יאפשרו למדע לפענח את הקשר בין מבנה המוח ופעילותו החשמלית לבין החלטותינו ופועלינו בעולם. נשמע מבטיח בהחלט. 

משחק החיקוי

פרופ' ישעיהו ליבוביץ, מבין האינטלקטואלים הישראלים הגדולים ביותר, דן רבות בסוגיית הגוף ונפש, או כפי שכינה אותה – ׳הבעיה הפסיכופיזית׳. לדעתו, שאלת הקשר בין הגוף לנפש (בקצרה – האם אלו הם שני דברים שונים או שני ביטויים של אותו הדבר?) אינה פתירה מכיוון שאין לנו יכולת לתאר את החוויה הסובייקטיבית (הנפשית כביכול) באמצעים אוביקטיביים.

בפרויקט ה'מוח הכחול' מנסים לפענח את מסתורי מוח האדם ובמובן מסוים מנסים ליצור אותו מחדש מסך כל מרכיביו. הפרויקט מסתמך על הטענה, כי הדואליות שיצרה הבעיה הפסיכופיזית כפי שתיאר אותה לייבוביץ׳ בטלה, וכי מוחנו, כמו כל שאר אברינו, הוא תוצר של הגנים שלנו הבנויים מסדרת מרכיבים כימיים פשוטים למדי. מי שהיטיב להגדיר את הגישה הזאת הוא חתן פרס הנובל פרנסיס קריק, אשר היה שותף לפענוח הקוד הגנטי, בספרו 'ההשערה המדהימה': ”אתה, הנאותיך וסבלותיך, זיכרונותיך ושאיפותיך, תחושת ה־'אני' שלך והרצון החופשי – כולם, אחרי ככלות הכל, אינם יותר מאשר התנהגות של קבוצות ענקיות של המולקולות ותאי העצב המרכיבים אותם".

אתה, הנאותיך וסבלותיך, זיכרונותיך ושאיפותיך, תחושת ה־'אני' שלך והרצון החופשי – כולם, אחרי ככלות הכל, אינם יותר מאשר התנהגות של קבוצות ענקיות של המולקולות ותאי העצב המרכיבים אותם

החוקרים בפרויקט 'המוח הכחול' מסתמכים על הרעיונות האלו בתוספת גישתו המפולפלת של אחד מגדולי המתמטיקאים ומאבות המחשב, ג‘ון פון נוימן, קישר לראשונה בין המוח לבין המחשב האנלוגי. הוא טען שגם המוח, כמו המחשב, עורך חישובים של העולם שלפניו, קולט מן החושים שלו ופולט תוצאות מעובדות באמצעות מעבדים קטנים – הלוא הם הנוירונים. בהשראתו, מפתחי פרויקט המוח הכחול סימנו להם כמטרה (נועזת, יש להודות) לבנות שחזורים דיגיטליים מפורטים והדמיות מלאות של המוח ובכך לחקות את פעולת המוח באמצעות מחשב־על.

כך התאספה לה חבורה של 140 מדענים מכל העולם במטרה אחת – לדמות פעולת מוח שלם. לצערי, חרף רצוני הרב להאמין בצדקת הפרויקט ובמתודולוגיה המדעית שעליו הוא נשען, אני מתקשה להאמין בחזונם. הרי גם אם נניח שנוכל להציג תרשים מדויק ושלם של המוח ולהכיר באופן מלא את מרכיביו המבניים על כל קשריהם, כמו גם את חוקי השינוי וההתחדשות של הרשת העצבית (ושאר תאי התמך במוח) הנוטה להשתנות תכופות, וגם אם נניח שנצליח לרשום את הפעילות החשמלית והכימית מכל התאים בכל מצב פעילות – עדיין נצטרך להבין את העיקרון המתמטי שמחבר את הרמה המבנית והחשמלית לכדי התנהגות ותודעה. כלומר, יתכן שהשאלה כיצד נוצרת החלטה, הכרה או מחשבה מאוסף של פעילויות חשמליות וכימיות ברשת עצבים נתונה תישאר לא פתורה, ותמשיך לדרוש תשובה. 

האם בסופו של דבר אנחנו בעצם קוד? תמונה: Markus Spiske. מקור: Unsplash.

האם יתכן שלמרות חששותיי פרויקט המוח הכחול, המשתמש במערכות מודל מורכבות (למשל, מודל האלגוריתם הלומד) יוכל לדמות את פעילות המוח הסובייקטיבית ובכך לפרוץ דרך בידיעה האנושית את המוח?

שקרנים דוברי אמת

התייחסות עצמית היא תופעה העומדת בבסיסם של פרדוקסים מזויפים רבים, בהם הטענה מתייחסת לעצמה. מה שהתברר הוא שמרבית הפרדוקסים לא מבטאים סתירה פנימית או חיצונית באמת, אלא מבוססים על הנחה שגויה סמויה שמובילה למסקנה בלתי אפשרית. במילים פשוטות: הם רק נראים מאיימים או רק עושים רושם של בלתי פתירים – אך בפועל הם מיוסדים על הנחת מוצא שגויה.

במרבית הפרדוקסים מתגלות הטעויות במהרה, וחשיפתן מהווה לא יותר מאשר פתרון חידה, לעיתים קשה למדי אבל כמעט אף פעם לא בלתי פתירה. למרות זאת, יש כמה פרדוקסים שהחזיקו מעמד לאורך שנים רבות, וחלקם זוכים עד היום ליחס של כבוד כאילו חבויה בהם סתירה אמיתית. למרבה הפלא, בכל הפרדוקסים מן הסוג הזה ההטעיה מבוססת על אותו תעלול מעגלי – כלומר, על הגדרה של דבר בעזרת עצמו. מסתבר שאת המעגליות אפשר להסוות די בקלות ולתת לפרדוקסים שאינם פרדוקסים חזות מהוגנת. איך זה שפרדוקסים עובדים על בני אדם? כנראה שהמוח שלנו מתקשה לחשוף מעגליות בקלות. 

המפורסם מבין הפרדוקסים המתייחסים לעצמם הוא כנראה 'פרדוקס השקרן', שמקורו ביוון במאה החמישית לפני הספירה. פרדוקס זה נראה כך:

המשפט הזה הוא שקר.

אם המשפט אמיתי, אז על פי תוכנו, הוא שקרי. אבל אם הוא שקרי, אז על פי תוכנו, הוא אמיתי. פרדוקס זה העסיק פילוסופים במשך דורות רבים אך מסתבר שהוא מיוסד בדיוק על התעלול עליו דיברנו – ערך האמת של המשפט הזה מוגדר בצורה מעגלית. הרי כדי להבין את ערכו האמיתי או השקרי של משפט מסוים יש לטרוח בהשוואת המשפט עם המציאות. אלא שהמשפט של השקרן מדבר על ערך האמת של עצמו, ולכן חלק המציאות איתו צריך להשוות את המשפט אינו אלא, שוב, ערך האמת עצמו. מהמעגליות הזו נגזר שלמשפטו של השקרן פשוט אין ערך אמת – הוא אינו אמיתי ואינו שקרי.

גם אם נניח שנצליח לרשום את הפעילות החשמלית והכימית מכל התאים בכל מצב פעילות – עדיין נצטרך להבין את העיקרון המתמטי שמחבר את הרמה המבנית והחשמלית לכדי התנהגות ותודעה

קורט גדל שהיה מן הלוגיקנים והמתמטיקאים הגדולים והידועים במאה ה-20, השתמש בטענה דומה לטענה זו אך בהבדל עיקרי אחד – הטענה שלו אינה מתייחסת לערך האמת של עצמה, אלא לאפשרות ההוכחה שלה. גדל טען:

טענה זאת אינה ניתנת להוכחה.

גדל ניסח את הטענה הזו באמצעים מתמטיים, במהלך מופלא אגב, והראה שהפסוק אינו ניתן להוכחה אך בנוסף לכך הראה כי שלילתו אינה ניתנת להוכחה, בדומה למה שראינו במשפטו של השקרן. באמצעות הטענה הזו, גדל הצביע על כך שתורת המספרים אינה שלמה ואינה עקבית שכן ישנה נוסחה שהתורה אינה מסוגלת להכריע עבורה האם היא נכונה או לא. מסיבה זו גדל הסיק כי לעולם לא נוכל למדל את המתמטיקה בשלמותה (שכן כפועל יוצא נתקל בנוסחאות בלתי פתירות), ולכן ניסח גדל את משפט אי השלמוּת

מה הדג יודע?

למשפט אי השלמות של גדל ישנן השלכות החורגות מתחום תורת המספרים: כל מערכת סופית של חוקים וכללים המאפשרת התייחסות עצמית, מביאה למצבים שאת אמיתותם לא ניתן לקבוע. במונחים ובפרקטיקה הביולוגית, נהוג לחקור את האדם כמערכת סופית וסגורה. לעומת זאת, במונחים פילוספיים ובחקר התודעה בפרט עניין זה מורכב יותר ונתון לדיון. בהקשר שלנו, נשאלת השאלה: האם האדם בחקר העצמו, נתון גם הוא למרותם של גבולות ההכרה? האם אי פעם נוכל להעמיד סט של משוואות אשר יתארו באופן מלא את מוחנו? האם המדע שעסוק בחקר המוח, בעזרת המוח, ובניסיון לתאר את המוח בשלמותו, את פנימיותו כמו גם את חיצוניותו, עומד בפני כשל מבני ביכולת ההכרה שלו את עצמו?

כדי להמשיך להעמיק בשאלות הללו אשמח לרגע לדמות עצמי למדריכת יוגה מן השורה ולהדריך אתכם בניסוי מחשבתי קטן. נסו לדמיין שנולדתם לפני זמן מה באמצע איצטדיון כדורגל ענק, ושמאז לא זכיתם לצאת מן האיצטדיון: זכיתם אמנם לראות את כל המשחקים בחינם אך מעולם לא ראיתם כיצד האיצטדיון הזה נראה מבחוץ ואף פעם לא ראיתם באמת את הקירות שתוחמים את מקום מושבכם. האם לדעתכם, למרות שביליתם את כל חייכם בתוך האיצטדיון, אתם יודעים כל מה שניתן לדעת אודותיו? או במילותיו של אלברט איינשטיין: 

מה יודע הדג על המים שהוא שוחה בהם כל ימיו?

בעודנו נחלצים מדמיוננו המתפרע בדבר גולים אירופאים במגרש הביתי שלנו, נדמה כי לאדם אין אפשרות להיחלץ מתוך גבולות עצמו ולהבין את עצמו לגמרי. יתכן כי סופנו שלא נבין את עצמנו עד הסוף, ולמעשה קיימת אסכולה פילוסופית שלמה סביב התזה הזו, המכונה 'המיסתריאניזם החדש'. כתולדה מכך, לעולם לא נוכל לכתוב את ה'קידוד' של עצמנו באופן שלם, וכל 140 מדעני המוח הכחול, אולי עדיף שישקיעו מרצם בכיוונים אחרים. ואולי, מצד שני, בכל זאת יש תקווה – באופן די משעשע, דווקא בזכות התוכנה.

התוכנה כמטאפורה

שעשוע תכנותי די נפוץ הוא לכתוב תוכניות מחשב שמדפיסות את הקוד של עצמן. הכוונה היא לתוכנית מחשב המסוגלת להדפיס את הקוד של עצמה מבלי לגשת לקבצים או לעזרים אחרים. הבעיה בכתיבת קוד בדרך זו היא ההרחבה הבלתי רצויה של קוד המקור (מי שמבין קצת בתכנות יקל להבין את הבעייתיות הזו המתקבלת משימוש בפקודת 'print'). לכן המשימה קצת יותר מורכבת מהצפוי.

הראשונה שהצליחה במשימה (והראשונה מסוגה בכלל) היא תוכנת מחשב שנקראת 'קווין'. כאשר מריצים את קווין, היא מוציאה פלט אשר זהה לה עצמה לחלוטין, בלי תוספות מיותרות. קווין מלמדת שבאמצעות רעיונות מתמטיים פשוטים למדי ניתן לעקוף את הבעייתיות הזו ולבנות מכונה ש'תדע מה הקידוד שלה' ותהיה מסוגלת להשתמש בידע הזה באופן חופשי בחישוביה. מה זה אומר לגבינו? אם המחשב יכול, אולי גם אנחנו? האם גם האדם יכול לכתוב את הקידוד של עצמו?

כל מערכת סופית של חוקים וכללים המאפשרת התייחסות עצמית, מביאה למצבים שאת אמיתותם לא ניתן לקבוע

משפט גדל אמנם מוכיח כי במערכות סופיות וסגורות ישנם דברים שלגביהם לעולם לא נדע אם הם אמיתיים או לא, מצבים שאינם ניתנים להוכחה. אך האם המכונה שיכולה להשתמש בקוד של עצמה יכולה לשמש כקושיה על גדל ואי-השלמות שלו?

נדמה כי השילוב בין הטענות האלו מתאר בעצם מצב בו לא נוכל להכיר באמיתות הדברים כולם אך כן נוכל לדעת על עצם קיומם. המקרה דומה להשערה המבוססת מציאות ויתכן שנכונה, אך לעולם לא נוכל להוכיח או להפריך אותה. זו כמובן פשרה, ולמרות זאת יתכן שלשם החקירה המדעית הנוכחית זה מספיק (ראו השערת גולדבך).

בחזרה לאיצטדיון. במשל זה מעולם לא ראיתם בעצמכם את קירות האיצטדיון החיצוניים אבל אתם יודעים על עצם קיומם. אתם יודעים כיצד הקירות האלו נראים מבפנים ואולי אפילו חבר טוב הואיל בטובו והציג בפניכם תמונה של האיצטדיון מבחוץ! בעצם, למרות שהחושים שלכם מעולם לא תפסו באופן ישיר את מראהו החיצוני של האיצטדיון, אין אתם יכולים להכחיש את קיומו. העובדה כי אינכם יודעים בוודאות האם התמונה שקיבלתם מחברכם היא אמיתית או לא, אינה משנה, לצורך הדיון, את העובדה שהקירות בהכרח נמצאים שם. אם כך, האם עדיין אין אתם יכולים להגיד דבר אודותיהם?

אז אם יש לנו מחשב שיודע לקודד את עצמו, ואם אנחנו, ה־"כלואים" בתוך האיצטדיון, בכל זאת מסוגלים לתפוס משהו מהסביבה החיצונית שלו, אולי כאן מתחיל המסע אשר יהווה פתרון לשאלותינו היסודיות ביותר? 140 החוקרים המצוינים של פרויקט המוח הכחול מאמינים שזה רק עניין של זמן, וביום מן הימים המדע יוכל לסיים את המסע שלנו להבנת עצמנו. ואכן, תוכנות קווין ואחרות מבססות את האפשרות העקרונית לעשות זאת. יחד עם זאת, כפי שעלה מבעד שורותיו של מאמר זה, יתכן מאוד שהנקודה הסופית של המחקר הזה לא תהיה בדיוק מה שאנו כה מייחלים לו. ימים יגידו.

דימוי שער: "צילום מבנה מתכתי בזווית נמוכה", Alina Grubnyak. מקור: Unsplash.

שיתוף ב facebook
שיתוף ב print
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב email