החוקרים מצאו שהמוח נשען שוב ושוב על אותם “בלוקים” קוגניטיביים כאשר הוא מבצע סוגים שונים של משימות. על-ידי חיבור מחדש של הבלוקים הללו בדרכים חדשות, המוח יכול לייצר במהירות התנהגויות חדשות
חוקרי פרינסטון מצאו שהמוח משתמש ב“אבני חשיבה” שניתנות לשימוש חוזר כדי ליצור במהירות התנהגויות חדשות.
בינה מלאכותית כבר יכולה להפיק חיבורים זוכי שבחים ולתמוך באבחנות רפואיות בדיוק מרשים. למרות זאת, מוחות ביולוגיים עדיין עולים על מכונות בתחום חיוני אחד: גמישות. בני אדם קולטים מידע חדש ומסתגלים למצבים לא מוכרים במאמץ קטן מאוד. אנשים יכולים להיכנס לתוכנה חדשה, לעקוב אחרי מתכון שמעולם לא ניסו או ללמוד את כללי המשחק שזה עתה גילו. לעומת זאת, מערכות בינה מלאכותית מתקשות לא פעם להסתגל בזמן אמת וללמוד באמת “תוך כדי תנועה”.
מחקר חדש של מדעני מוח מפרינסטון מציע תובנה לגבי הסיבה שהמוח מצטיין בהתאמה מהירה מסוג זה. החוקרים מצאו שהמוח נשען שוב ושוב על אותם “בלוקים” קוגניטיביים כאשר הוא מבצע סוגים שונים של משימות. על-ידי חיבור מחדש של הבלוקים הללו בדרכים חדשות, המוח יכול לייצר במהירות התנהגויות חדשות.
“מודלים מתקדמים של בינה מלאכותית יכולים להגיע לביצועים אנושיים, ואפילו על־אנושיים, במשימה בודדת,” אמר טים בושמן(Tim Buschman) , מחבר בכיר של המחקר וסגן מנהל מכון פרינסטון למדעי המוח. “אבל הם מתקשים ללמוד ולבצע הרבה משימות שונות. מצאנו שהמוח גמיש משום שהוא יכול לעשות שימוש חוזר ברכיבי חשיבה בהרבה משימות שונות. כשהוא ‘מצמיד’ יחד את בלוקי החשיבה האלה, המוח מסוגל לבנות משימות חדשות.”
המחקר פורסם ב-26-11-2025 בכתב העת Nature.
קומפוזיציונליות: בניית מיומנויות חדשות מתוך מוכרות
לעיתים קרובות אנשים לומדים משהו חדש על בסיס יכולות דומות שכבר יש להם. מי שיודע לתחזק אופניים, למשל, עשוי ללמוד בקלות יחסית לתקן אופנוע. מדענים מכנים את התהליך הזה של הרכבת מיומנויות חדשות ממיומנויות פשוטות וקיימות בשם קומפוזיציונליות (compositionality).
“אם אתה כבר יודע לאפות לחם, אתה יכול להשתמש ביכולת הזו כדי לאפות עוגה בלי ללמוד מחדש איך אופים מאפס,” אמר סינה טפאזולי(Sina Tafazoli) , פוסט־דוקטורנט במעבדתו של בושמן ומחבר ראשון של המאמר. “אתה מסב מחדש מיומנויות קיימות — שימוש בתנור, מדידת רכיבים, לישת בצק — ומשלב אותן עם מיומנויות חדשות, כמו הקצפת בלילה והכנת ציפוי, כדי ליצור משהו שונה לחלוטין.”
אף שקומפוזיציונליות נחשבת מרכזית לגמישות האנושית, הראיות לגבי הדרך שבה המוח מבצע זאת היו מוגבלות ולעיתים לא עקביות.
כדי לבחון את הרעיון מקרוב, טפאזולי אימן שני זכרים של מקוק רזוס לבצע שלוש משימות קשורות, תוך רישום הפעילות באזורים שונים במוחם.
קטע וידאו מתוך משימת הבחנה צבע או צורה שהוצגה לנבדקים במחקר. קרדיט: סינה טפאזולי (אוניברסיטת פרינסטון).
כיצד קופים חשפו את אסטרטגיית הלמידה של המוח?
במקום משימות “מהעולם האמיתי” כמו תיקון כלי רכב או אפייה, הקופים ביצעו אתגרי קטגוריזציה חזותית. הוצגו להם על המסך כתמים צבעוניים, דמויי בלונים, והם התבקשו להחליט האם כל כתם נראה יותר כמו ארנב או כמו האות T (קטגוריזציה לפי צורה), או האם הוא נראה יותר אדום או יותר ירוק (קטגוריזציה לפי צבע).
רמת הקושי השתנתה מאוד בין ניסוי לניסוי. חלק מהדימויים דמו בבירור לארנב או היו צבועים באדום ברור, בעוד אחרים היו עמומים ודרשו שיפוט זהיר הרבה יותר.
כדי לדווח על הבחירה שלהם, כל קוף הסיט את מבטו לאחד מארבעה כיוונים. במשימה אחת, מבט שמאלה סימן “ארנב” ומבט ימינה סימן “T”.
מרכיב מרכזי בתכנון הניסוי היה שלכל משימה היו כללים משלה, אבל גם רכיבים משותפים עם האחרות. אחת ממשימות הצבע ומשימת הצורה דרשו מהקופים להביט לאותם כיוונים כדי לדווח תשובה, בעוד ששתי משימות הצבע דרשו קטגוריזציה של צבע באותו אופן (יותר אדום או יותר ירוק), אף שכיווני המבט שנדרשו לדיווח היו שונים.
המבנה הזה איפשר לחוקרים לבדוק האם המוח נשען על אותם דפוסים של פעילות עצבית — כלומר “אבני בניין” קוגניטיביות — בכל פעם שלמשימות היו רכיבים חופפים.
הקליפה הקדם־מצחית מאחסנת בלוקים קוגניטיביים שניתנים לשימוש חוזר
כאשר טפאזולי ובושמן ניתחו את פעילות המוח, הם מצאו שהקליפה הקדם־מצחית, אזור שמעורב בחשיבה ברמה גבוהה, מכילה כמה דפוסים חוזרים של פעילות עצבית. הדפוסים הללו הופיעו לאורך משימות שונות בכל פעם שהנוירונים פעלו לקראת מטרה משותפת, כמו הבחנה בין צבעים.
בושמן כינה את הדפוסים המשותפים הללו “לגו קוגניטיבי” — סט של אבני בניין שניתן להרכיב בדרכים שונות כדי לייצר התנהגויות חדשות.
“אני חושב על בלוק קוגניטיבי כמו על פונקציה בתוכנית מחשב,” אמר בושמן. “קבוצה אחת של נוירונים עשויה להבחין בצבע, והפלט שלה יכול להיות ממופה לפונקציה אחרת שמניעה פעולה. הארגון הזה מאפשר למוח לבצע משימה על ידי ביצוע רציף של כל רכיב במשימה.”
במשימת צבע אחת, למשל, המוח שילב בלוק שהעריך צבע עם בלוק אחר שהנחה תנועות עיניים לכיוונים שונים. כאשר הקופים עברו מהערכת צבע לזיהוי צורות, תוך שימוש בתנועות דומות, המוח פשוט הפעיל את הבלוק לעיבוד צורה יחד עם אותו בלוק לתנועת עיניים.
דפוס השיתוף הזה היה חזק במיוחד בקליפה הקדם־מצחית, והופיע הרבה פחות באזורים אחרים במוח. הדבר מרמז שקומפוזיציונליות עשויה להיות תפקיד ייחודי של הקליפה הקדם־מצחית.
ירידה בפעילות של בלוקים לא נחוצים עוזרת למוח להישאר ממוקד
טפאזולי ובושמן מצאו גם שהקליפה הקדם־מצחית מפחיתה את הפעילות של בלוקים קוגניטיביים מסוימים כאשר הם אינם נדרשים. סביר שזה עוזר למוח להתמקד ביעילות במשימה הרלוונטית ביותר.
“למוח יש קיבולת מוגבלת של שליטה קוגניטיבית,” אמר טפאזולי. “צריך ‘לדחוס’ חלק מהיכולות כדי להתמקד באלה שחשובות כרגע. התמקדות בקטגוריזציה של צורה, למשל, מפחיתה זמנית את היכולת לקודד צבע, משום שהמטרה היא הבחנה בצורה ולא בצבע.”
הפעלה ודיכוי סלקטיביים של בלוקים קוגניטיביים עשויים לאפשר למוח להימנע מעומס ולהישאר ממוקד במטרה המיידית.
מה “לגו קוגניטיבי” אומר לגבי בינה מלאכותית ובריאות האדם?
“לגו” כזה עשוי להסביר מדוע בני אדם לומדים משימות חדשות כל כך מהר. במקום לבנות כל התנהגות מאפס, המוח עושה שימוש חוזר ברכיבים קיימים ומונע עבודה כפולה — משהו שמערכות בינה מלאכותית כיום בדרך כלל חסרות.
“בעיה מרכזית בלמידת מכונה היא התערבות קטסטרופלית (catastrophic interference) ” , אמר טפאזולי. “כשמכונה או רשת נוירונים לומדות משהו חדש, הן שוכחות ומוחקות זיכרונות קודמים. אם רשת עצבית מלאכותית יודעת לאפות עוגה ואז לומדת לאפות עוגיות, היא תשכח איך לאפות עוגה.”
שילוב קומפוזיציונליות בבינה מלאכותית עשוי לעזור לפתח מערכות שיוסיפו מיומנויות חדשות תוך שמירה על הישנות.
התובנה הזו עשויה גם לספק כיוון להבנת הפרעות נוירולוגיות ופסיכיאטריות. מצבים כמו סכיזופרניה, הפרעה טורדנית־כפייתית, וסוגים מסוימים של פגיעות מוח, יכולים להקשות על אנשים ליישם מיומנויות מוכרות בהקשרים חדשים. ייתכן שהקשיים הללו נובעים משיבוש ביכולת המוח לשלב ולהשתמש מחדש באבני הבניין הקוגניטיביות שלו.
“דמיינו שנוכל לעזור לאנשים להחזיר את היכולת להחליף אסטרטגיות, ללמוד שגרות חדשות או להסתגל לשינוי,” אמר טפאזולי. “בטווח הארוך, הבנת האופן שבו המוח עושה שימוש חוזר בידע ומרכיב אותו מחדש יכולה לעזור לנו לתכנן טיפולים שמשקמים את התהליך הזה.”
הפניה מדעית (למאמר המדעי):
“Building compositional tasks with shared neural subspaces” מאת Sina Tafazoli, Flora M. Bouchacourt, Adel Ardalan, Nikola T. Markov, Motoaki Uchimura, Marcelo G. Mattar, Nathaniel D. Daw ו-Timothy J. Buschman, 26 November 2025, Nature.
DOI: 10.1038/s41586-025-09805-2
עוד בנושא באתר הידען:
תגובה אחת
כן אבל בינה מלאכותית יכולה להתגבר על קיצורי הדרך בבחינת מיליוני אפשרויות שהמוח לא יכול לעשות. בתוך כך הוא יכול לאתר דברים שהמוח עם קיצורי הדרך לא מצא או לא יימצא.