להבין את יכולות התודעה בעזרת חקר המוח

התודעה היא הגביע הקדוש של חקר המוח, ובגלל שהיא שאלה כל כך קשה התרחקו מהנושא הזה במחקר המדעי עד לעשורים האחרונים, שנחשבים למהפכה מדעית בחקר המוח. 

אפשר לנסות להגדיר תודעה בכך שזאת היכולת שלנו לחוות באופן סובייקטיבי. אנחנו לא כמו מצלמה שמצלמת דברים, כשאנחנו רואים את התמונה יש לנו תחושות ורגשות לגביה. למשל, כשאנו רואים תמונה של ממתק הרבה פעמים נרגיש הרגשה של תשוקה עזה לאכול אותו. יש לנו תחושה פנימית לגבי הממתק. לתחושה הפנימית הזאת אפשר לקרוא תודעה. לנו, כבני אדם, יש יכולת אפילו עוד יותר מתוחכמת – לא רק שאנחנו חווים את הסביבה אנחנו גם חווים את הקיום שלנו, אני יכול להסתכל על הממתק ולהגיד שעכשיו אני רעב, אני יודע להגיד שאני בכלל קיים ואני הוא זה שחווה כרגע רעב. ליכולת זו נהוג לקרוא מודעות עצמית וזהו שלב מתקדם יותר של התודעה.

עד לפני 30 שנה חקר התודעה לא נגע במדע ומי שהתעסק בו היו בעיקר פילוסופים. הרבה פילוסופים חשבו בעבר, וגם היום הרבה מהם חושבים, שהתודעה היא לא משהו שאפשר להסביר בעזרת המדע, משום שנראה שתודעה היא לא משהו פיזי לעומת המוח, שהוא איבר פיזי. אולם, ההנחה הזו הולכת ומשתנה. בשנים האחרונות חוקרי מוח מנסים להראות שגם התודעה היא משהו פיסי. במילים אחרות, הטענה היא שהמוח שלנו מייצר את הכול: המחשבות, החישובים והרגשות והוא מייצר לנו גם את התודעה, למרות שהיא נראית לנו לא פיזית. בדומה לחומרה ותוכנה, החומרה זה המוח ואחת מהתוכנות שלו היא התודעה.

כבר היום אנחנו יודעים למקם במוח את האזורים שפועלים כשאנחנו מרגישים פחד או כעס, וחושדים שהאזורים האלה בסופו של דבר עושים גם את החוויה של פחד וכעס. אבל יש כאן בעיה. אי אפשר לומר שהאזורים הללו מייצרים את החוויה המודעת של פחד או כעס. מדובר רק בקורלציה, כאשר יש לדוגמה חוויית כעס, אזור האמיגדלה במוח יפעל יותר. האם מכאן אפשר להסיק שהאמיגדלה מייצרת את חוויית הכעס? הרי אני יכול להסתכל על כלב ולעשות משהו שמעצבן אותו והוא יראה מעוצבן אבל אני לא יודע האם הוא חווה עכשיו כעס, אני יכול באותה מידה לעשות גם רובוט שיגיב ממש כמו הכלב מבלי שיש לו את התודעה, מבלי שהוא חווה את הכעס. רק היחיד יודע שהוא חווה חוויה מודעת. כל שאר הסביבה יכולים רק להסיק זאת מתוך התבוננות עקיפה בהתנהגות שהוא מציג. אולי האמיגדלה רק אחראית על ההתנהגויות שאנו משייכים לכעס אבל לא מייצרת את חוויית הכעס עצמה?
זו הבעיה המרכזית כאשר מנסים לחקור את נושא התודעה. כיצד אפשר לעבור מפעילות של אזורים פיסיים במוח לחוויות סובייקטיביות שרק האדם שחווה אותם יכול לדווח לחוקרים על החוויות שלו. זו בעיית גוף ונפש ואפשר להגדיר אותה כך, איך אפשר לעבור מתיאור של “גוף שלישי” (האמיגדלה פועלת, דופק הלב עלה, האישונים התרחבו) לתיאור “בגוף ראשון” (אני חווה פחד)? בעזרת איזה תהליך פיסיקלי המעבר הזה יכול לקרות?
יש פילוסופים שחושבים שאי אפשר לעשות את המעבר הזה ולכן אי אפשר כלל להסביר את התודעה בעזרת דברים פיסיים כמו המוח.

במחקר הדוקטורט שלי הנעשה בהנחיית פרופסור שלמה הבלין מהמחלקה לפיסיקה באוניברסיטת בר אילן ופרופסור ראובן כהן מהמחלקה למתמטיקה באוניברסיטת בר אילן אנו מנסים להבין את המוח בכלים מתמטיים. דרך ההסתכלות שנבחרה למשימה הייתה להסתכל על המוח כמו על רשת, שזה פתרון נוח לבעיות מורכבות. לצרכי המחקר שאבו החוקרים מידע בעזרת מכשיר MRI כדי למפות את קליפת המוח, את התאים של העצבים וגם את הקשרים ביניהם. כך הם בנו רשת בעלת אלף קודקודים. הסיבים המקשרים בין תאי העצב מופו ל-15,000 חיבורים. תוצאות המחקר פורסמו בכתב העת המדעי New Journal of  Physics.

אפשר לקחת כל מערכת מורכבת ולהפוך אותה לרשת מתמטית הבנויה מקודקודים וביניהם קשתות שמייצגים קשרים. אפשר לקחת את פייסבוק כדוגמה, ברשת החברתית יש חברים וכל אחד מהם הוא קודקוד ברשת. יש גם קשרים שמתקיימים בין החברים וככה נוצרת רשת עם קודקודים וקשרים, ואז אפשר לשאול שאלות מתמטיות ולהפעיל אנליזות מתמטיות. היום, רוב חוקרי המוח משערים שהתודעה היא תכונה שנוצרת כתוצאה מפעילות של הרשת המוחית כולה. לתא עצב אחד במוח לא תהיה תודעה, אבל ביחד, מכל האינטראקציה והקשרים של הרשת, נוצר משהו חדש, תכונה חדשה גלובלית, זאת התודעה. דוגמה ידועה להפצעה של תכונה חדשה היא המים. למימן וחמצן שמרכיבים את המים אין את תכונת הרטיבות שיש למים. הרטיבות היא תכונה חדשה שהפציעה כתוצאה מיחסי הגומלין בין החמצן ושני אטומי המימן שהתחברו אליו. השאלה היא האם התודעה היא גם תכונה שמפציעה מתוך יחסי הגומלין שבין מאה מיליארד הנוירונים בקליפת המוח. במחקרי אני מנסה להבין איך מפציעה התכונה החדשה הזאת, שאין לתאי עצב ונוירונים יחידים והיא נוצרת רק מתוך האינטראקציה.

השלם גדול מסך חלקיו.

רעיון ההפצעה זה דומה ללהקת ציפורים שעפה ביחד ויוצרת מבנה על גדול ויפה, רואים את זה גם אצל חיידקים או אצל להקות דגים שיוצרים מבנים. כך גם פעילות רשת העצבים במוח מייצרת יחדיו את התודעה. אנחנו התמקדנו בקליפת המוח, כי שם מתבצעים רוב החישובים והמחשבות. גילינו שיש שם מין היררכיה של אינטגרציית מידע; יש אזורים שעושים חישובים קטנים, למשל אזור שמזהה פרצופים, או אזור ששולף זיכרון. משם המידע ממשיך לזרום לאזורים שמשלבים הרבה מידע כדי לקבל החלטות. אזורי קשב וריכוז נמצאים בשלב מתקדם זה של ההיררכיה. הכי גבוה בהיררכיה נמצא הגרעין של הרשת. זהו האזור הכי מעניין, כי הוא עושה הכי הרבה אינטגרציית מידע . יש לו תכונות מעניינות, הוא הכי מקושר ברשת, הכי מחובר לתוך עצמו והוא מפוזר על פני בהרבה אזורים בקליפת המוח. כך לגרעין יש יכולת ליצור תכונה גלובלית חדשה שמורכבת ממספר עצום של נוירונים שפועלים יחדיו. מסיבה זו אנו מציעים שגרעין קליפת המוח הוא פלטפורמה שעליה יכולה להיווצר התודעה.

הראנו שברשת של קליפת המוח יש כמו כבישים קטנים בתוך העיר – האזורים הכי פחות מקושרים ברשת ויש גם את הכבישים הבינעירוניים – האזורים שעושים פעולות מורכבות. הגרעין של קליפת המוח הוא מערכת הכבישים המהירים. לשם מתנקזים רוב המכוניות, רוב המידע מתנקז לשם, במקום בו הוכל מתאחד, זה האזור המתאים שממנו יכולה להפציע התודעה. זהו בעצם ניסיון למקם היכן נוצרת התודעה בקליפת המוח, אבל יחד עם זאת חשוב לזכור שעדיין לא הסברנו כיצד נוצרת התודעה מתוך פעילות הגרעין. יש כאן קפיצה שצריך לעשות. אני עובד כעת על מודל שינסה לבצע את הקפיצה הזו. מה הדינמיקה בעזרתה אפשר לעבור מתיאור בגוף שלישי לתיאור בגוף ראשון.

האם התודעה היא תכונה שמפציעה מפעילות הרשת המוחית?

אחת התכונות המעניינות של רשתות היא שמופיעות בהן תכונות חדשות שאין למרכיבי הרשת הבודדים. תכונות שמפציעות מתוך פעילות כל רכיבי הרשת יחדיו. האם זהו הכיוון בכדי להסביר כיצד נוצרת תודעה? האם התודעה האנושית היא תכונה שנוצרת בעקבות פעילות הרשת כולה?
סרטון זה מסביר בפשטות את רעיון הפצעת התכונות החדשות ומדגים אותו בצורה מפתיעה.
חכו עד סוף הסרטון! זיהיתם מה רואים ברשת כולה?

המסתורין של התודעה לא מסתכם רק בשאלה כיצד אפשר לעבור מתיאור מדעי לתיאור סובייקטיבי של החוויה. שאלות מעניינות נוספות הן כיצד נוצרת האישיות שלנו ועד כמה היא דינמית ומשתנה עם השנים? האם יש לנו בכלל אישיות אחת ואולי בעצם כולנו בעלי יותר מאישיות אחת?

מי אני? סוד האישיות שבמוח

בסרטון זה מתואר מקרה מוזר של אנשים שחתכו להם את את הקשר בין שני חצאי המוח שלהם. מקרים אלה מגלים לנו את סוד האישיות שבמוח של כולנו. ניסויים שנערכו במקרים אלו רומזים שההרגשה שלנו שיש לנו ‘אני’ אחד ושלם, היא כנראה אשליה ובעצם יש לנו לא אישיות אחת אלא הרבה ‘אישיאויות’ שונות במוח. נשמע הזוי אך אמיתי..

שאלה נוספת היא עד כמה אפשר לשלוט בתודעה ולפתח אותה? האם אנחנו מכירים בכלל את עצמנו ואת כלי התודעה שלנו?
בפסיכולוגיה יש ביטוי למצב בו אנשים ממוקדים בתוך החוויה שהם חווים, מצב של זרימה (flow) מצב בו אנחנו נהנים ממשהו ומרוכזים רק בו וברגע הזה. זהו מצב בו אנו חווים רגשי שמחה גדולים בו אנחנו זורמים עם הרגע, אך זהו מצב שלא קל להגיע אליו. אנחנו יצורים אבולוציוניים שאמורים לשרוד. המוח התפתח כך שאנחנו כל הזמן מנסים להבין את הסביבה כדי לשרוד הכי טוב. המוח מתאים את מה שהוא מקבל מהחושים למה שהוא כבר מכיר ומנסה להבין אם זה בסדר או לא. זאת יכולת מופלאה לחשוב על העתיד ולדמיין דברים שלא נמצאים כדי לשרוד יותר טוב. מבחינה אבולוציונית זה אומר שאנחנו כל הזמן נחשוב על העבר כדי ללמוד איך להגיב בעתיד ולכן כל כך קשה לנו להישאר ברגע או להגיע למצב של זרימה. מבחינה אבולוציונית עדיף לך לפחד מאשר למות. לזכור דברים חיובים שקרו לך זה חשוב, אבל אם תזכור את הדברים השלילים ככה תשרוד יותר טוב כי תדע לא להתקרב לסכנות. התפתחנו ככה שדברים שלילים במוח חזקים יותר מדברים חיובים ולכן קשה לנו לראות את הצד החיובי של הדברים. בחקר המוח רואים גם שיש לנו נטייה יותר לשלילי מאשר לחיובי. היה מחקר שהתקיים לפני כמה שנים בו ביקשו מאנשים לכתוב בסמארטפון כמה פעמים ביום את המחשבות שלהם. הגילוי היה שרוב המחשבות היו שליליות וקשורות לדאגות על העתיד. מצד שני אנחנו חיים בחברת שפע וכבר לא צריכים לפחד מדובים ביער,  זאת רק נטייה אבולוציונית למוח שלנו יש פוטנציאל עצום ויכולת למידה וסתגלנות. הוא יכול להשתנות מאוד בקלות בעזרת למידה וחזרתיות וכך אנחנו יכולים לשנות גם את הנטיות הללו. אנחנו יכולים למשל ללמוד ולהתאמן על ראייה חיובית של הדברים, על לזכור גם את הדברים הטובים שקרו לנו. במוח פועלות תתי רשתות: יש תת רשת שאחראית על רגשות, יש תת רשת שאחראית על החשיבה הלוגית, יש תת רשת לכל חוש ובשנים האחרונות גילו עוד מין תת רשת שקראו לה רשת הדיפולט – רשת ברירת המחדל והיא מעניינת. זאת הרשת שעובדת כשאת מהרהרת בזמן שאת לא צריכה לעשות מטלה ספציפית, למשל כשנוהגים במקום מוכר ופתאום מגיעים לחניה ולא שמת לב שבכלל נהגת, היית עסוקה בהרהורים. אלה בדיוק המחשבות על העבר והעתיד, מחשבות על מה שמדאיג אותך וזיכרונות שעולים. את רשת הדיפולט מנסים לעצור מי שעוסק במדיטציה. במחקר שלנו מצאנו שהיא נמצאת בגרעין של קליפת המוח, ויותר מזה, רוב הגרעין זאת אותה הרשת שקשורה להרהורים, כלומר לזיכרונות העבר ולדאגות מפני העתיד.

זאת אומרת, שלפי המחקר, רשת הדיפולט היא חלק משמעותי מהמקום הפוטנציאלי ממנו מפציעה התודעה. יש עוד רשת, שנקראת רשת הקשב והריכוז. זאת רשת שנדלקת כל פעם שאנחנו צריכים להתמקד במשהו ולהיות בקשב, היא יותר קדמית וממוקמת באונה הפרונטלית, מה שמכונה האזורים הגבוהים של המוח שהתפתחו מאוחר יותר. חלק מהרשת נמצא גם בגרעין של קליפת המוח. בעזרת הרשת של הריכוז והקשב מי שלומד מדיטציה יכול לחיות את הרגע, אפשר לראות את המחשבות האלה של הדיפולט כמשהו שבא והולך, בא וחולף. ההנחיה היא להסתכל על המחשבות והרגשות כמו ציפורים בשמיים. כל מחשבה ורגש היא ציפור שבאה והולכת. את הצופה שמסתכלת על הציפורים שעוברות ואם נצליח להבין שאנחנו רק הצופים נוכל להסתכל עליהן ולתת להן לחלוף. למשל יכולה לעבור מחשבה של כעס, ואז צריך לקבל אותה ולתת לה לחלוף, ללא להיקשר אליה ולחשוב עליה. זה הרעיון מאחורי מדיטציות רבות, אך כדי לבצע זאת צריך להתאמן ולהתרכז ולהפעיל את אזורי הריכוז שיחלישו את אזורי רשת הדיפולט.

יש מאבק בין רשת הדיפולט ובין רשת הקשב והריכוז. אנשים שעוסקים במדיטציה טוענים שהם יכולים להוריד את רשת הדיפולט למצב מינימלי ואז כבר לא צריך את רשת הקשב והריכוז, כי הם התאמנו כל כך הרבה וזה כבר אוטומטי. ככה אנשים שעושים הרבה מדיטציה מצליחים להיות במצב של שקט פנימי, לטענתם, כאשר שתי הרשתות הללו עובדות בצורה מינימלית. כך, חקר המוח והתודעה מתאחדים ומנסים להראות כיצד אפשר לפתח את יכולות התודעה שלנו.

היכן ציפור הנפש? חוקרים ישראלים מחפשים את הרשת המודעת במוח

ניר להב הגיע לביקור קצר בישראל ולכבוד הביקור הוא הפיק את סדרת החיים, היקום וכל השאר – סדרת הרצאות בסימן סוף השנה ותחילת השנה החדשה. שלושה אירועים המשלבים מדע, פילוסופיה ומוסיקה וצוללים לשאלות הגדולות שהעסיקו את המין האנושי משחר ההיסטוריה, מהי המציאות שאנו חיים בה? מהי התודעה? האם יש משמעות לחיים?

לו”ז הסדרה:

יום שישי 29.12.17 החל משעה 20:30, החיים, היקום וכל השאר – מסע בעקבות מסתרי היקום והאהבה (בסקולה):
לרכישת כרטיסים:
https://www.funzing.com/sd/fAUG63

מוצ”ש 30.12.17 החל משעה 19:00, מסתרי הנפש – מסע בעקבות התודעה והמשמעות (דיזי פרישדון):
לקניית כרטיסים:
https://www.funzing.com/sd/pJJ07L

יום שישי 5.1.18 החל משעה 14:00, רוקוסמי – מסע מוסיקלי מדעי בעקבות דיויד בואי (דיזי פרישדון):

כרטיסים:
https://www.funzing.com/sd/tIBCdH

או בטלפון 6119*

על המחבר

ניר להב – דוקטורנט לפיסיקה באוניברסיטת בר אילן בתחום חקר המוח והתודעה. חי כרגע בברקלי, קליפורניה. הפיק את סדרת המדע וחקר המציאות בסינמטק תל אביב, תיקון שבועות בסימן רוחניות חילונית ופסטיבל אבק כוכבים במדבר. ממייסדי רוחניות חילונית, כותב בלוג בשם חופשי ומאושר ומפיק סרטוני מדע ופילוסופיה ביוטיוב בערוץ היוטיוב של קסם המדע וערוץ היוטיוב של רוחניות חילונית.

עוד בנושא באתר הידען:

• היכן נמצאת ציפור הנפש? מחקר ישראלי חדש מחפש את הרשת המודעת של המוח
• ראשית התודעה
• תודעה קולקטיבית
• האם נוכל להעלות מוח למחשב והאם אנו בכלל צריכים לנסות?