מדענים ישראלים מסייעים לפיתוח מחשב שיחשוב לבד

כיום, אנו מוקפים מחשבים המעורבים כמעט בכל פעולה שאנו מבצעים - אך אינם יכולים לפתור כל בעיה. הם יכולים לבצע רק משימות מוגדרות, ולצורך כך יש לתכנת אותם באופן מדויק. הם אינם מסוגלים ליזום פתרונות שלא הוטבעו בהם ולפעול באופן יצירתי. בכך הם שונים מהמוח האנושי וגם ממוחן של חיות, שמסוגל למצוא פתרונות לבעיות מורכבות. אבל השנה, פיתוח של שני פיזיקאים מאוניברסיטת תל אביב עשוי להביא בעתיד לייצור מחשבים שישלבו תאי עצב חיים, וכך יוכלו לשכלל את עצמם, לזכור וללמוד.

הפיתוח פורץ הדרך, שעשוי להוביל ליצירת "מחשבים חיים", הביא להכללת שני הפיזיקאים, הפרופ' אשל בן-יעקב והד"ר איתי ברוכי, ברשימת 50 המדענים החשובים של 2007, שפירסם מגזין המדע הפופולרי "Scientific American". חוקרת נוספת מאוניברסיטת תל אביב, הפרופ' בקה סלומון, נכללה ברשימה הזאת בזכות גישה פורצת דרך שפיתחה לטיפול במחלת הפרקינסון.

בתוך צלוחית במעבדתם באוניברסיטה, עירבבו בן-יעקב וברוכי מיליוני נוירונים (תאי עצב) מקליפת המוח של חולדות, ששוחים בתוך נוזל. כך קיבלו מעין "מוח בצלוחית" - הבסיס למערכת שפיתחו. את התאים יצקו החוקרים באופן אחיד על אלקטרודות, כדי שיוכלו להקליט את פעילותם החשמלית. כך הם למדו, שבנוירונים שבצלוחית חלה התפתחות - הם הצמיחו סיבים, התחברו ותיקשרו זה עם זה ברשת מורכבת.

הנוירונים משוחחים ביניהם באמצעות פעימות מתח חשמלי. כל תא מקבל אותות מנוירונים רבים אחרים ומגיב ביצירת פעימות משלו.

להפתעת החוקרים, התקשורת בין הנוירונים שבצלוחית לא היתה אקראית, אלא היו בה תבניות מסודרות, שחזרו על עצמן. הגירוי הכימי עורר ברשת תבנית פעילות חשמלית מסוימת, וזו חזרה והופיעה שוב ושוב, כזיכרון שלא נמחק.

"בצלוחית הזאת יש מיליון נוירונים, שאפשר לדמות אותם למיליון אנשים ששולחים אחד לשני הודעות טקסט", הסביר בן-יעקב. "כל אדם מחובר למאה אלף אחרים, ובכל שנייה הוא שולח הודעה ל-100 אלף איש, ומקבל הודעה מ-100 אלף אנשים. כשהפעלנו כימיקל מסוים, הנוירונים התחילו לשלוח מסרים, במסלולים קבועים. נוצר ארגון עצמי וסינכרון בין התאים. אנחנו יכולים לגרום לכך שבין התאים יהיו כמה תבניות תקשורת אפשריות שבהן נשלוט, וזה למעשה זיכרון".

מהו אותו זיכרון ששומרים תאי העצב של החולדות? לדברי בן-יעקב, כשמדובר ברשת הפשוטה שנוצרה במעבדה, זה אינו מידע מסוים או תוכן, כמו הזיכרונות שיש לבני אדם. "הרשת הזאת לא זוכרת 'אבא' או 'אמא'. אין לה זיכרון קונקרטי. אבל נשמרה כאן תבנית של תקשורת בין התאים, שממנה אפשר יהיה לייצר תבנית שיש בה משמעות".

ממצאיהם של בן-יעקב וברוכי שיפרו כבר עכשיו את ההבנה בנוגע לדרך בה מתרחשת החשיבה ונשמר הזיכרון במוח. בתוך זמן קצר יחסית, הם מקווים שניתן יהיה להשתמש ברשתות הנוירונים שפיתחו כדי לבצע ניסויים שונים - למשל לבדוק את אופן הפעילות של תרופות המטפלות במחלות של המוח. אלא שבעתיד הרחוק יותר, הם מקווים להשיג מטרה שאפתנית ועתידנית עוד יותר: לחבר בין מחשב רגיל לבין רשתות הנוירונים, וליצור מחשב ביולוגי. מחשב כזה יהיה שונה לגמרי מהמחשבים הסטטיים שקיימים היום: הוא יוכל לזהות רשמים חושיים, לקיים אינטראקציה עם הסביבה ואף לקבל החלטות באופן עצמאי. למעשה, למחשב יהיה מחובר מוח אוטונומי והם יפעלו בהרמוניה.

"המחשב שקיים היום הוא פאסיווי", הסביר בן-יעקב, "אתה מריץ בו תוכנות, הכל קבוע מראש לפי מה שאתה מציג לפניו. לעומת זאת, כשאתה לוקח אדם שיעשה איזו משימה, אתה יודע שהוא יוכל להפעיל שיקול אישי בהתאם לנסיבות שנוצרות. החלום הוא ליצור מערכת שמצד אחד אפשר יהיה לשלוט בה, ומצד שני יהיו הפתעות מסוימות, היא תדע לשכלל את עצמה, ולעשות בעצמה דברים שלא הכנסת בה מראש. המחשבים ההיברידיים האלה לא ייראו כמו לפטופ, אלא יהיו בנויים משבבים עם יכולות שונות ממה שיש למחשב. הפעילות במוח היא יותר רכה - אין בה רק 0 או 1, אלא כל מיני מצבים מגוונים".

הגיליון ובו 50 ההישגים הנבחרים של "סיינטיפיק אמריקן" יוצא מדי שנה, מאז 2002. עד היום, נכללו ברשימה כמה חוקרים מישראל, ביניהם הד"ר שולמית לבנברג מהטכניון, הפרופ' אהוד שפירא ממכון ויצמן למדע והפרופ' מיכה אשר מהאוניברסיטה העברית. רשימת ה-50 תיכלל גם במהדורה העברית של המגזין.

בן-יעקב ציין את תפקידו המרכזי של ברוכי, שביצע המחקר בתאי העצב במסגרת עבודת הדוקטורט שלו. "זה מחקר שלו", אומר בן-יעקב, "מדברים על ההון האנושי שאסור לנו לאבד, ואיתי הוא הדוגמה. היופי שהיה פעם במדע בישראל היה שהשקענו בדברים חדשניים שנוצרו בארץ. היום אנחנו מחכים בדרך כלל שנושא יוגדר כחשוב בחו"ל, ואז מפתחים אותו. איתי לקח סיכון, בחר נושא חלוצי וחקר אותו. תוך כדי כך הוא נאלץ לעבוד למחייתו. אין סטודנטים כאלה בשום מקום אחר".