חושב–חולם–הוזה - מגזין TheMarker - TheMarker
 

אתם מחוברים לאתר דרך IP ארגוני, להתחברות דרך המינוי האישי

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

תיק מניות

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.

לרשימת הקריאה המלאה לחצו כאן
מדע וחדשנות

חושב–חולם–הוזה

המוח אוהב לפעול קרוב לקצה, מגלה מחקר חדש. הנטייה הזו מאפשרת יכולות תפישה ועיבוד מידע אופטימליות, אבל גם עלולה לגרום לנו לגלוש להזיות

תגובות

עם היוודע דבר המינוי של ליברמן לשר ביטחון, במאי, אמר חבר הכנסת בני בגין כי זהו "מינוי הזוי". בלקסיקון הישראלי העכשווי, המילה "הזוי" מתארת תרחיש כה בלתי סביר ומנותק מהמציאות, עד שאין מנוס מלקבוע שמקורו בהזיה. אבל האם המרחק בין המציאות לעולם ההזיות הוא באמת כה גדול?

מחקר שנערך לאחרונה על ידי ד"ר אורן שריקי מהמחלקה למדעי הקוגניציה והמוח באוניברסיטת בן גוריון, בשיתוף פעולה עם ד"ר דובי ילין מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן, מציע כי אנחנו קרובים למצב של הזיה יותר ממה שנדמה לנו. על פי המודל התיאורטי שניסחו החוקרים, רשתות תאי עצב (נוירונים) באזורי החישה במוח עובדות רוב הזמן במצב גבולי, שמאפשר להן לעבד מידע חושי באופן אופטימלי. נקודת הגבול הזו היא עדינה ביותר, ובתנאים מסוימים של חסך במידע אובייקטיבי מהסביבה, עייפות או הפרעות מוחיות שונות, המוח עלול לחצות אותה ולהיכנס למצב של הזיות שבו תמונת המציאות משתבשת. המחקר פורסם בפברואר בכתב העת PLoS Computational Biology.

כיצד אנו רואים ושומעים? לעיניים ולאוזניים יש בכך חלק לא קטן, אבל זוהי רק תחילתו של התהליך שבסופו נוצרים במוח תמונה או ייצוג של צליל שאותם אנו מפרשים כחלק מהמציאות. לעיבוד המידע הגולמי שמגיע מאברי החישה אל המוח אחראים נוירונים במוח המקיימים זה עם זה קשרים מורכבים של משוב והעברת מידע. דפוסי הפעולה העצביים של רשתות אלה הם שאחראים ליצירתה של תמונת המציאות שאנו חווים, ואת האופן המורכב שבו הן מעבדות מידע המדענים רק מתחילים להבין לעומק בשנים האחרונות.

"מחקר הביולוגיה של המוח אנחנו יודעים שבכל אזור שלו יש חיבור הדדי משמעותי בין הנוירונים. רואים את זה באנטומיה", אומר ד"ר שריקי. "במחקר אנו שואלים מהו התפקיד החישובי של הקשרים האנטומיים האלו. וכשניתחנו את הרשתות העצביות באזורי החישה במוח, מצאנו שלעוצמת קשרי המשוב בין הנוירונים יש קשר משמעותי לאמינותה של תמונת המציאות שאנו חווים. אם הקשרים 
המשוביים בין הנוירונים יהיו חלשים מדי, המערכת לא תהיה רגישה מספיק לקלטים התחושתיים ולא תייצג אותם נאמנה. אם הם יהיו חזקים מדי, הרשתות יוכלו להציג פעילות גם בלי קלט חיצוני. בתרגום לחוויה יומיומית שתהיה מוכרת לכולם, זהו מצב של הזיות".

לב המחקר הוא מודל מתמטי תיאורטי. איך מודל חישובי יכול לחקות התנהגות של נוירונים במוח?

"המורכבות של המוח מקשה מאוד על תיאור מתמטי מדויק שלו, אבל אפשר לתאר את התמצית של הפעולה שמבצע נוירון באמצעות מבנים מתמטיים פשוטים יחסית. חוקרי מוח בונים מודלים כאלה מאז שנות ה־40 וה־50. יש מודלים מפורטים שנאמנים לביולוגיה, אבל קשה להבין ולפרש אותם. מודלים מהסוג שבו אני עוסק הם פשוטים יותר וקצת רחוקים מהמציאות הביולוגית, אבל מייצגים עקרונות בסיסיים וקל יותר לקשר אותם לתופעות קוגניטיביות".

מה מתאר המודל שלכם?

"המודל מתאר את אזורי העיבוד של החושים במוח. באזורים האלה יש רשתות נוירונים שהפעילות שלהם מייצגת את מה שאנחנו חשים – כשהם פעילים, אנחנו יודעים שאנחנו רואים או שומעים משהו. אנחנו לא יודעים איך הפעילות הזו נהפכת לחוויה מודעת. מה שידוע הוא שאם הנוירונים האלה לא פעילים אין לך חוויה של משהו תחושתי, ואם הם פעילים יש לך חוויה, וגם שהפעילות שלהם קובעת את סוג החוויה, כלומר אם אני רואה עכשיו אותך או את השולחן או משהו אחר".

במודל מוצגות שתי שכבות של נוירונים: באחת נוירונים שאחראים לקלט החושי, ובשנייה נוירונים שתפקידם לעבד את המידע. מידע מהחושים מועבר משכבת הקלט אל שכבת העיבוד, אך הנוירונים בשכבת העיבוד גם מנהלים שיח פנימי משלהם, ולדברי שריקי, הפטפוט הפנימי הזה חיוני לפעולת הרשת. "כשאתה עכשיו שומע משהו, רואה או חש משהו כשנוגעים בך, רק חלק מזה מגיע ממה שמעבירים למוח איברי החישה", הוא אומר. "חלק אחר מקורו בשיח הפנימי הזה – זוהי הגברה שמתרחשת בתוך המוח, כתוצאה של קשרי המשוב בין הנוירונים. ללא ההגברה הזאת, הרגישות התחושתית שלך היתה נמוכה יותר".

בהנחה שהמוח שואף לאופטימיזציה של ההגברה הזאת. איך זה קורה?

"במחקר אנחנו בוחנים רשתות עצביות כאלה ושואלים מה טוב להן לעשות מבחינה חישובית, איך כדאי לקשרים בין הנוירונים להתארגן כך שייצוג המידע יהיה מיטבי. לשם כך פיתחנו אלגוריתמים מתמטיים שמשנים את הקשרים בין הנוירונים כך שייצוג המידע ילך וישתפר. מתברר מתוך המודל שבנינו שיש יתרון למערכת כשהיא עובדת קרוב מאוד לנקודה קריטית, כלומר כאשר קשרי המשוב חזקים דיים כדי לתת הגברה טובה של המידע, אבל עדיין לא חזקים במידה כזו שייחצה הסף שמעבר לו מתפתחות הזיות. ההסבר האינטואיטיבי לאופן הפעולה הזה הוא שבנקודה הזאת אתה מגביר הכי טוב את הקלט החיצוני, אבל עדיין לא מגביר רעשים ומכניס לתהליך יותר מדי מידע שלא קשור לקלט החושי.

"הרשת מנסה, כאמור, לייצג מידע בצורה טובה. אם הקלטים תמיד ברורים, אין לה תלונות. במצב כזה קשרי המשוב לא יהיו משמעותיים, כי הרשת לא זקוקה להם כל כך. ככל שהקלטים יהיו חלשים יותר, כפי שקורה לא פעם במצבים מציאותיים, הקשרים יתחזקו כדי לתת הגברה מקומית טובה יותר".

עד כמה, ובאיזה מצבים, המוח מגביר את עוצמת הקלט?

"כאן נכנס לתמונה מושג מפתח בעבודה הזאת, 'הגברה אוטומטית' (Automatic Gain Control). תחשוב שאתה במכונית והרדיו פועל. בזמן נסיעה עוצמת הרעש במכונית משתנה – בנסיעה מהירה יש הרבה רעש, וכשעומדים ברמזור אין כמעט רעש, נניח שהרדיו היה מתאים את עצמו לרעש הסביבתי, ומגביר או מפחית את העוצמה לפי הצורך. הטענה היא שהמוח עושה דבר דומה. הוא מתאים את ההגברה שלו לסטטיסטיקה של הקלטים.

"זה עיקרון אינטואיטיבי, אבל יש לו השלכות לא טריוויאליות, כי מה קורה כשלוקחים את זה לקצה? מה קורה, למשל, כשהקלט החושי משובש או לא חזק מספיק כדי להפיק ממנו מידע אמין? במקרים כאלה דברים יכולים להשתבש".

המערכת "משתגעת".

"כן. זה יכול להתבטא בתופעות כמו טנטון (טיניטוס), צפצוף באוזניים שעשוי להתרחש אצל כל אדם בריא. בתנאי שקט מוחלט, בחדר מבודד מרעשים, בתוך חמש דקות אנשים מתחילים לשמוע צפצופים באוזניים. בערך דקה אחרי שהם יוצאים מהחדר הצפצופים נעלמים. המערכת יודעת להתאים את עצמה לסטטיסטיקה של קלטים ואם תשנה את הסטטיסטיקה בצורה חדה היא תגלה שהיא לא מתאימה. זה מראה לנו שהמנגנונים האלה יכולים גם להגיע למצבי קיצון. במקרה הזה הם מביאים לכך שאתה שומע משהו שלא קיים. למה זה קורה? המערכת מנסה לעבד קלטים חלשים מאוד. היא מחפשת איזושהי נקודת עבודה ותוך כדי כך יוצרת הגברה גבוהה מאוד. יש פה שני היבטים: הראשון הוא שנקודת העבודה הזו צריכה להתאים לעולם החיצון, והשני הוא איך אני מחפש אותה. המוח מחפש את נקודת העבודה בצעדים, אבל אם הוא מתקדם לעברה מהר מדי, הוא עלול לעבור אותה".

איך התהליך הזה גורם להזיות?

"המצב הטבעי הוא שהנוירונים פעילים ומייצגים מידע רק כשיש קלט חושי. זה מה שיקרה ברשת פשוטה, שבה מידע זורם רק בכיוון אחד, משכבה לשכבה. אבל כשיש קשרי משוב גם בין הנוירונים בשכבת העיבוד, הם עשויים לקיים פעילות גם כאשר אין שום קלט תחושתי. במקרה כזה המערכת מייצרת בעצמה מידע – ולזה אנחנו קוראים הזיות. זה יעיל בהקשר של דמיון וחלומות, אבל כשזה קורה באזורים תחושתיים שבדרך כלל הם פעילים רק אם יש קלט אובייקטיבי, אז יש לנו מצב חריג, מצב של הזיה. אתה מפרש את זה כאילו שאתה רואה משהו לנגד עיניך או שומע משהו בראש למרות שאין שם כלום".

איך זה מתבטא במעבדה?

"אנחנו מודדים גלי מוח ומבצעים הדמיה של פעילות מוחית לנבדקים בריאים וגם לנבדקים עם בעיות מוחיות שונות. אנחנו מסתכלים על תבניות של פעילות שמתקדמות במוח בהיבטים של מרחב וזמן ומנתחים את שרשראות הפעילות. הניתוח מבוסס על תיאוריות מתמטיות של מערכות קריטיות, ואנחנו מוצאים שבאמת ההתנהגות מתאימה לניבויים של המודלים האלה ברמה כמותית. נמצא גם מתאם בין זמני התגובה של אנשים בניסויים פסיכולוגיים לבין המדדים המוחיים שמבוססים על המודל.

מהם הכיוונים העתידיים במחקר?

"אחד הדברים שמעניינים אותי הוא לפתח תובנות לגבי מה משתבש בהפרעות פסיכיאטריות מסוימות. קו אחד של מחקרים במעבדה מנסה לתפוס יותר פרטים מהמציאות הביולוגית ולנסות לקשר את זה להפרעות פסיכיאטריות ונוירולוגיות. הקו השני קשור יותר לרמה הניסיונית. אנחנו מנסים להשתמש ברעיונות תיאורטיים כדי לפתח כלים אבחוניים חדשים". 



תגובות

דלג על התגובות

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

סדר את התגובות

כתבות ראשיות באתר

כתבות שאולי פיספסתם

*#