סיקור מקיף

מתי אוכל להעלות את המוח שלי למחשב?

שאלת הקורא: אני בן 59, ובבריאות טובה למדי. האם זה אפשרי שאני אחיה מספיק זמן כדי להכניס את המוח שלי למחשב? ריצ'רד דיקסון.

מאת גיום תיירי, פרופסור למדעי המוח הקוגניטיביים, אוניברסיטת בנגור

ממשק מוח מחשב. צילום: depositphotos.com
ממשק מוח מחשב. צילום: depositphotos.com

לעתים קרובות אנו מדמיינים שהתודעה האנושית פשוטה כמו קלט ויציאה של אותות חשמליים בתוך רשת של יחידות עיבוד – ולכן דומה למחשב. המציאות, לעומת זאת, מורכבת הרבה יותר. בתור התחלה, אנחנו לא באמת יודעים כמה מידע המוח האנושי יכול להחזיק.

לפני שנתיים, צוות במכון אלן למדעי המוח בסיאטל, ארה"ב, מיפה את המבנה התלת-ממדי של כל תאי העצב (תאי המוח) המורכבים במילימטר מעוקב אחד של מוחו של עכבר – אבן דרך שנחשבת יוצאת דופן.

בתוך הקובייה הזעירה הזו של רקמת המוח, בגודל של גרגר חול, החוקרים ספרו יותר מ-100,000 תאי עצב ויותר ממיליארד קשרים ביניהם. הם הצליחו לרשום את המידע המתאים במחשבים, כולל הצורה והתצורה של כל נוירון וחיבור, שדרשו שני פטה-בייטים, או שני מיליון ג'יגה-בייט של אחסון. וכדי לעשות זאת, המיקרוסקופים האוטומטיים שלהם היו צריכים לאסוף 100 מיליון תמונות של 25,000 פרוסות של הדגימה הזעירה ברציפות במשך כמה חודשים.

אם זה מה שנדרש כדי לאחסן את המידע הפיזי המלא של נוירונים והקשרים שלהם במילימטר מעוקב אחד של מוח עכבר, אפשר לתאר לעצמנו שאיסוף המידע הזה מהמוח האנושי לא הולך להיות טיול בפארק.

עם זאת, חילוץ ואחסון של נתונים אינם האתגר היחיד. כדי שמחשב יהיה דומה לאופן הפעולה של המוח, הוא יצטרך לגשת לכל המידע המאוחסן בפרק זמן קצר מאוד: המידע יצטרך להיות מאוחסן בזיכרון הגישה האקראית (RAM) שלו, ולא בדיסקים הקשיחים המסורתיים. אבל אם היינו מנסים לאחסן את כמות הנתונים שהחוקרים אספו בזיכרון RAM של מחשב, הוא היה תופס פי 12.5 מהקיבולת של המחשב בעל הזיכרון הבודד הגדול ביותר (מחשב שבנוי סביב זיכרון, ולא עיבוד) שנבנה אי פעם.

המוח האנושי מכיל כ-100 מיליארד תאי עצב (סדר גודל של מספר הכוכבים בשביל החלב) – פי מיליון מאלה הכלולים במילימטר המעוקב של מוח העכבר שלנו. והמספר המשוער של חיבורים הוא עשר בחזקת 15. כלומר עשרה ואחריהם 15 אפסים – מספר דומה לגרגרים הבודדים הכלולים בשכבת חול בעובי של שני מטרים על חוף באורך 1 ק"מ.

שאלה של מרחב

אם אנחנו אפילו לא יודעים כמה אחסון מידע מוח אנושי יכול להחזיק, אתם יכולים לדמיין כמה קשה יהיה להעביר אותו למחשב. תחילה יהיה עליך לתרגם את המידע לקוד שהמחשב יוכל לקרוא ולהשתמש בו לאחר שהוא מאוחסן. כל טעות בכך תתברר כנראה כקטלנית.

כלל פשוט של אחסון מידע הוא שעליך לוודא שיש לך מספיק מקום כדי לאחסן את כל המידע שעליך להעביר לפני שתתחיל. אם לא, תצטרך לדעת בדיוק את סדר החשיבות של המידע שאתה מאחסן וכיצד הוא מאורגן, וזה רחוק מלהיות המקרה של נתוני המוח.

אם אינך יודע כמה מידע עליך לאחסן בעת הפעלתך, ייתכן שייגמר לך המקום לפני השלמת ההעברה, מה שעלול לגרום לכך שמחרוזת המידע עלולה להיות פגומה או בלתי אפשרית לשימוש במחשב. כמו כן, כל הנתונים יצטרכו להיות מאוחסנים בשני עותקים לפחות (אם לא שלושה), כדי למנוע את ההשלכות ההרסניות של אובדן נתונים פוטנציאלי.

זו רק בעיה אחת. אם שמתם לב כשתיארתי את ההישג יוצא הדופן של חוקרים שהצליחו לאחסן באופן מלא את המבנה התלת-ממדי של רשת הנוירונים במוח קטנטן של עכברים, תדעו שזה נעשה מ-25,000 פרוסות (דקות מאוד) של רקמה.

אותה טכניקה תצטרך להיות מיושמת על מוח אנושי, כי רק מידע גס מאוד ניתן לאחזר מסריקות מוח. המידע במוח מאוחסן בכל פרט של המבנה הפיזי של המוח ושל הקשרים בין תאי העצב: גודלם וצורתם, כמו גם מספרם ומיקומם של הקשרים ביניהם. אבל האם תסכימו שהמוח שלכם ייפרס בצורה כזאת?

גם אם תסכימו שאנחנו חותכים את המוח שלכם לפרוסות דקות במיוחד, זה מאוד לא סביר שהנפח המלא של המוח שלכם יוכל אי פעם להיחתך בדיוק מספיק ולהיות "מורכב מחדש" בצורה נכונה. למוחו של אדם יש נפח של כ-1.26 מיליון מילימטרים מעוקבים.

אם עדיין לא הנעתי אותך מלנסות את ההליך, שקול מה קורה כאשר לוקחים בחשבון את הזמן.

לאחר מותנו, המוחות שלנו עוברים במהירות שינויים משמעותיים שהם גם כימיים וגם מבניים. כאשר נוירונים מתים הם מאבדים במהרה את יכולתם לתקשר, ותכונותיהם המבניות והתפקודיות משתנות במהירות – כלומר, הם כבר לא מציגים את התכונות שהם מפגינים כאשר אנו חיים. אבל בעייתית עוד יותר היא העובדה שהמוח שלנו מזדקן.

מגיל 20 אנו מאבדים 85,000 תאי עצב ביום. אבל אל תדאגו (יותר מדי), אנחנו בעיקר מאבדים נוירונים שלא מצאו את השימוש בהם, הם לא התבקשו להסתבך בעיבוד מידע כלשהו ומפעילים תוכנית להרס עצמי (הנקראת אפופטוזיס). במילים אחרות, כמה עשרות אלפי נוירונים שלנו הורגים את עצמם מדי יום. נוירונים אחרים מתים בגלל תשישות או זיהום.

עם זאת, זו לא בעיה גדולה מדי, מכיוון שיש לנו כמעט 100 מיליארד נוירונים בגיל 20, ועם שיעור התשה כזה, איבדנו רק 2-3% מהנוירונים שלנו עד גיל 80. ובהנחה שאיננו נדבקים במחלה נוירודגנרטיבית, המוחות שלנו עדיין יכולים לייצג את סגנון החשיבה שלנו לכל החיים בגיל זה. אבל מה יהיה הגיל הנכון לעצור, לסרוק ולאחסן?

האם אתה מעדיף לאחסן מוח בן 80 או מוח בן 20? ניסיון לאחסן את המוח שלך מוקדם מדי היה מפספס הרבה זיכרונות וחוויות שהיו מגדירים אותך מאוחר יותר. אבל אז, ניסיון ההעברה למחשב מאוחר מדי יסתכן באחסון מוח עם דמנציה, כזה שגם הוא לא ממש "עובד".

לכן, בהתחשב בכך שאנחנו לא יודעים כמה אחסון נדרש, שאנחנו לא יכולים לקוות למצוא מספיק זמן ומשאבים כדי למפות לחלוטין את המבנה התלת-ממדי של מוח אנושי שלם, שנצטרך לחתוך אתכם לזיליונים של קוביות ופרוסות זעירות, ושזה בעצם בלתי אפשרי להחליט מתי לבצע את ההעברה,  אני מקווה שעכשיו אתה משוכנע שזה כנראה לא יהיה אפשרי לזמן מה, אם בכלל. ואם זה היה כך, כנראה שלא הייתם רוצים להסתכן בכיוון הזה. אבל למקרה שאתה עדיין מתפתה, אני אמשיך.

כיצד?

אולי הבעיה הגדולה ביותר שיש לנו היא שגם אם היינו יכולים להבין את הבלתי אפשרי ולקפוץ על המכשולים הרבים שנדונו, אנחנו עדיין יודעים מעט מאוד על המנגנונים הבסיסיים. תארו לעצמכם שהצלחנו לשחזר את המבנה השלם של מאה מיליארד תאי העצב במוחו של ריצ'רד דיקסון יחד עם כל אחד מהקשרים ביניהם, והצלחנו לאחסן ולהעביר את כמות הנתונים האסטרונומית הזו למחשב בשלושה עותקים. גם אם היינו יכולים לגשת למידע הזה על פי דרישה ובאופן מיידי, עדיין היינו עומדים בפני נעלם גדול: איך זה עובד?

אחרי שאלת ה"מה" (איזה מידע יש?), ושאלת ה"מתי" (מתי יהיה הזמן הנכון להעביר?), הקשה ביותר היא שאלת ה"איך". בואו לא נהיה קיצוניים מדי. אנחנו כן יודעים כמה דברים. אנו יודעים שתאי עצב מתקשרים זה עם זה על סמך שינויים חשמליים מקומיים, אשר נעים במורד השלוחות העיקריות שלהם (דנדריטים ואקסונים). אלה יכולים לעבור מנוירון אחד למשנהו ישירות או באמצעות משטחי חליפין הנקראים סינפסות.

בסינפסה, אותות חשמליים מומרים לאותות כימיים, שיכולים להפעיל או להשבית את הנוירון הבא בתור, בהתאם לסוג המולקולה (הנקראת נוירו-טרנסמיטור) המעורבת. אנו מבינים חלק גדול מהעקרונות המסדירים העברות כאלה של מידע, אך איננו יכולים לפענח זאת מהתבוננות במבנה הנוירונים ובקשריהם.

כדי לדעת אילו סוגי קשרים חלים בין שני נוירונים, עלינו ליישם טכניקות מולקולריות ובדיקות גנטיות. משמעות הדבר היא שוב קיבוע וחיתוך הרקמה לפרוסות דקות. זה גם כרוך לעתים קרובות בטכניקות גסיסה, והחיתוך צריך להיות תואם לאלה. אבל זה לא בהכרח תואם את החיתוך הדרוש כדי לשחזר את המבנה התלת-ממדי.

אז עכשיו שאתם עומדים בפני בחירה מרתיעה עוד יותר מאשר לקבוע מתי הוא הזמן הטוב ביותר בחייכם לוותר על הקיום, עליכם לבחור בין מבנה לתפקוד – הארכיטקטורה התלת-ממדית של המוח שלכם לעומת האופן שבו הוא פועל ברמה התאית. הסיבה לכך היא שאין שיטה ידועה לאיסוף שני סוגי המידע בו זמנית. ואגב, לא שהייתי רוצה לנפח דרמה רצינית ממילא, אבל האופן שבו נוירונים מתקשרים הוא עוד שכבה של מידע, כלומר שאנחנו צריכים הרבה יותר זיכרון מהכמות הבלתי ניתנת לחישוב שנחזתה בעבר.

כך שהאפשרות להעלות את המידע הכלול במוחות למחשבים היא מרוחקת לחלוטין ועשויה לנצח להיות מחוץ להישג ידי האדם. אולי כדאי שאעצור כאן, אבל לא אעשה זאת כי יש עוד מה לומר. הרשה לי לשאול אותך שאלה בתמורה, ריצ'רד: מדוע תרצה להכניס את המוח שלך למחשב?

האם התודעות שלנו הן יותר מסכום החלקים (הביולוגיים) שלהן?

אולי תהיה לי תשובה מועילה, אם כי לא צפויה, לתת לך אחרי הכל. אני מניח שתרצה להעביר את דעתך למחשב בתקווה להתקיים מעבר לתוחלת החיים שלך, שתרצה להמשיך להתקיים בתוך מכונה ברגע שהגוף שלך כבר לא יוכל ליישם את מחשבותיך ותוכניותיך במוח החי שלך.

אם השערה זו נכונה, עלי להתנגד. כשאתה מדמיין שכל הדברים הבלתי אפשריים המפורטים לעיל ייפתרו יום אחד וניתן היה ממש "להעתיק" את המוח שלך למחשב – מה שמאפשר סימולציה מלאה של תפקוד המוח שלך – ברגע שאתה מחליט להעביר את מוחך למחשב, ריצ'רד דיקסון היה מפסיק להתקיים. לפיכך, תמונת המוח המועברת למחשב לא תהיה חיה יותר מהמחשב המארח אותה.

הסיבה לכך היא שיצורים חיים כמו בני אדם ובעלי חיים קיימים משום שהם חיים. אתם עשויים לחשוב שבדיוק אמרתי משהו טריוויאלי לחלוטין, על סף טיפשות, אבל אם תחשבו על זה יש בזה יותר ממה שנראה לעין. מוח חי מקבל משוב מהעולם דרך החושים. הוא מחובר לגוף שמתבסס על תחושות גופניות. התוצאה היא ביטויים פיזיים כגון שינויים בקצב הלב, הנשימה וההזעה, אשר בתורם יכולים להיות מורגשים ולתרום לחוויה הפנימית. איך זה יעבוד עבור מחשב ללא גוף?

כל קלט ופלט כאלה לא צפויים להיות קלים למדל, במיוחד אם המוח המועתק מבודד ואין מערכת לחוש את הסביבה ולפעול בתגובה לקלט. המוח משלב בצורה חלקה ומתמדת אותות מכל החושים כדי לייצר ייצוגים פנימיים, עושה תחזיות לגבי הייצוגים האלה, ובסופו של דבר יוצר מודעות (התחושה שלנו של להיות בחיים ולהיות עצמנו) באופן שהוא עדיין תעלומה מוחלטת עבורנו.

ללא אינטראקציה עם העולם, מתוחכם ולא מודע ככל שיהיה, כיצד יכול המוח לתפקד אפילו לרגע? ואיך זה יכול להתפתח ולהשתנות? אם לתודעה, מלאכותית או לא, אין קלט או פלט, אז היא נטולת חיים, ממש כמו מוח מת.

אני לא יכול לחשוב ולכן לא אעשה זאת.

במילים אחרות, לאחר הקרבת כל הקורבנות שנדונו קודם לכן, העברת המוח שלך למחשב הייתה נכשלת לחלוטין בשמירה על המוח שלך בחיים. אתה יכול להשיב שאז תבקש שדרוג ותבקש שהמוח שלך יועבר לרובוט מתוחכם המצויד במערך של חיישנים המסוגלים לראות, לשמוע, לגעת, ואפילו להריח ולטעום את העולם (למה לא?) ושהרובוט הזה יוכל לפעול ולזוז, ולדבר (למה לא?) .

אבל גם אז, זה תיאורטית ומעשית בלתי אפשרי שהחיישנים והמערכות המוטוריות הנדרשות יספקו תחושות וייצרו פעולות זהות או אפילו דומות לאלה המסופקות ומיוצרות על ידי הגוף הביולוגי הנוכחי שלך. עיניים אינן מצלמות פשוטות, אוזניים אינן רק מיקרופונים ומגע הוא לא רק על הערכת לחץ. לדוגמה, העיניים לא רק מעבירות ניגודים וצבעים בהירים, המידע מהן משולב זמן קצר לאחר שהוא מגיע למוח כדי לקודד עומק (מרחק בין עצמים) – ואנחנו עדיין לא יודעים איך.

וכך יוצא שלתודעה המועברת שלך לא תהיה אפשרות להתייחס לעולם כפי שעושה המוח החי הנוכחי שלך. ואיך בכלל נצליח לחבר חיישנים מלאכותיים לעותק הדיגיטלי של המוח (החי) שלכם? מה לגבי סכנת הפריצה? או כשל בחומרה?

אז לא, לא ולא. ניסיתי לתת לך את ההתייחסות (המבוססת מדעית) שלי לשאלתך ולמרות שזה לא ברור ממני, אני מקווה שעזרתי להקל על הרצון שלך להכניס את המוח שלך אי פעם למחשב.

אני מאחל לך חיים ארוכים ובריאים, ריצ'רד, כי זה בהחלט המקום שבו המוח שלך יהיה קיים וישגשג כל עוד הוא מיושם על ידי המוח שלך. מי ייתן וזה יביא לכם שמחה וחלומות – משהו שלאנדרואידים לעולם לא יהיה.

עוד בנושא באתר הידען:

________________________________________

מאמר זה הוא חלק מסדרת השאלות הגדולות של החיים

הסדרה של The Conversation, שפורסמה בשיתוף עם BBC Future, מבקשת לענות על השאלות המצחיקות של הקוראים שלנו על החיים, האהבה, המוות והיקום. אנו עובדים עם חוקרים מקצועיים שהקדישו את חייהם לחשיפת נקודות מבט חדשות על השאלות המעצבות את חיינו.

https://theconversation.com/when-will-i-be-able-to-upload-my-brain-to-a-computer-184130

2 תגובות

  1. מזכיר לי את אותם אנשים שאמרו. "לעולם לא נוכל לעוף כי אין לנו כנפיים". אבולוציה הצליחה לייצר אותנו. אין סיבה שבעזרת אבולוציה מכוונת (וממוחשבת) לא נגיע לפתרון גם לזה.

  2. נשמע כמו רשימת בעיות טכניות שיהפכו לפשוטות תוך מאה מאתיים שנים.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן