המחשב שפורץ למוח דרך העיניים

המחשב שפורץ למוח דרך העיניים

לרינגו, קוף קטן וחביב, הייתה עבודה פשוטה: הוא היה צריך רק לצפות בתמונות שהבהבו על המסך שמולו. אלא שהתמונות לא צולמו על-ידי בני-אדם. למעשה, הן פותחו על-ידי בינה מלאכותית מתקדמת בשם XDREAM, שמטרתה הייתה לפרוץ לתוך מוחו של רינגו, דרך העיניים. ולפני שבועיים גילינו שהיא הצליחה – ולכך יש משמעויות עבור עתיד הטיפול הפסיכולוגי בבני-אדם במקרה הטוב, ואולי גם כדרך לפרוץ למוחות של כולנו, במקרה הרע מאד.

אבל בואו נתחיל בהתחלה.

המוח כמחשב

אנו יודעים כבר מזה זמן רב שהמוח שלנו הוא סוג של מחשב. לא כזה שמבוסס על שבבי סיליקון ומעגלים חשמליים, אבל עדיין. החומרה שלנו – החלק הפיזי עליו מורצות 'התוכנות' – היא תאי העצב. המוח גדוש במאה-מיליארד בתאי עצב, ששולחים זה לזה הודעות פשוטות. ואיכשהו, מתוך כל הבלגן הזה של עצבים שוטים ופשוטים המתקשרים זה עם זה, צצה ומתעוררת לה התודעה, ועמה גם הזכרונות, הרגשות, המוסר וכל שאר המאפיינים של החשיבה.

נוירולוגים במעבדותיהם הצליחו כבר להתחקות אחר דפוסי פעולתם של קבוצות עצבים, או אפילו של תאי עצב בודדים, ולהראות כיצד הם מגיבים לגירויים שונים. הם יכולים, למשל, לעקוב אחר תא עצב בודד, ולבדוק כיצד הוא מגיב כשחושפים את האדם (או כל חיה אחרת) לגירויים שונים: לצלילים, לכאב, או אפילו לתמונות.

זה מה שעשו החוקרים בהרווארד לרינגו. הם עקבו אחר תא עצב אחד במוחו, באזור המוקדש לעיבוד הראייה, ובחנו כיצד אותו עצב מגיב לתמונות שהראו לקוף. זוהי פרוצדורה עתיקת יומין, שנוירולוגים מבצעים עוד מ- 1962, באמצעות הצגת צורות ותמונות מסוגים שונים לקופים בעיקר, וניסיון להבין כיצד המוח ותאי העצבים מגיבים אליהן[1]. אלא שעד כה, התמונות שהוצגו לקופים נבחרו רק על-ידי בני-אדם. מערכת הבינה המלאכותית XDREAM פותחה על-מנת להפיק סוג חדש של תמונות – ולבדוק אם אלו מסוגלות להפעיל את תאי העצב של הקופים באופן שונה מזה שהודגם עד כה.

תיאור גרפי של הניסוי: תמונות הוצגו לקופים, תוך כדי שנערך מעקב אחר תאי עצבים מסוימים במוחותיהם. בינה מלאכותית שיפצה ושחברה את חלקי התמונות בעלי ההשפעה החזקה ביותר על העצבים, ואז הציגה את התוצאה לקופים בסבב הבא. בדרך זו עברו התמונות אבולוציה מהירה עד לצורתן הסופית. המקור: המאמר המקורי ב- Cell.

למה זה טוב?

אפשר (ורצוי) כמובן, לשאול למה: מה מטרת הניסוי? התשובה המיידית היא שמדובר בניסיון לקדם את המדע הבסיסי ואת הבנת המוח. אם המוח הוא מחשב, הרי שהוא כזה שאיננו מבינים עדיין את שפת התכנות (או אפילו את החומרה במלואה) לפיה הוא עובד. אם נוכל לפענח איזה תאי עצב מגיבים לגירויים מסוימים, ובאיזו צורה, הרי שנוכל להבין גם טוב יותר את המוח עצמו.

זוהי תשובה טובה, אבל כדאי להבין גם את הפוטנציאל היישומי העתידי של המחקר. אנו כבר יודעים היטב שלמחשבים אפשר גם לפרוץ, ולגרום להם לפעול בדרכים שהמתכנת – או אפילו מפתחי המחשב – לא ייעדו עבורם במקור. פריצות שכאלו מתבצעות לרוב באמצעות פרצות אבטחה, דרכן יכולים ההאקרים רבי-התושייה להשפיע על פעולתו של המחשב.

ומה יכולה להיות פרצת אבטחה גדולה יותר לתוך המוח, מהעיניים עצמן – המסוגלות להזרים מידע אל המוח במהירות של 10 מיליון ביטים לשנייה? (לשם השוואה, זוהי בערך המהירות של חיבור קווי לאינטרנט)[2]

פרצת האבטחה הזו התגלתה כבר באנשים הסובלים מ- Photosensitive epilepsy – אפילפסיה המתעוררת בעקבות חשיפתם לאורות המהבהבים בתדירויות מסוימות, או לציורים בדפוסים מסוימים. אנשים הלוקים בסוג זה של אפילפסיה עשויים שלעולם לא לחוות התקפים, אלא אם הם נחשפים לגירויים הללו. במילים אחרות, ניתן לגרום למוחותיהם לצאת מסינכרוניזציה ולהפסיק להתנהג יפה, פשוט באמצעות הזרמת מידע מהעיניים.

ברור, אם כך, שמסרים חזותיים מסוימים יכולים לשבש את פעילותם של מוחות מסוימים, אבל האם אפשר להשפיע על המוח בצורה מעודנת יותר? לשגר מידע חזותי שיגרום למוח, למשל, להיכנס למצב בו העלאת זכרונות מן העבר הרחוק תוכל להתבצע בקלות רבה יותר? או למצב של יצירת זכרונות מוגברת, או לרגיעה שתסייע למטופלים להתמודד טוב יותר עם חוויות קשות מהעבר?

ברור שהתקדמות כזו, אם היא אפשרית, תביא להתייעלות גדולה באמנות הפסיכולוגיה. פסיכולוגים יוכלו לבקש מהמטופלים להתבונן ברצף של ציורים, תמונות, או אפילו לחשוף אותם לאורות בתדירויות ובתדרים שונים, שישפיעו על מוחו של המטופל ברמה תת-הכרתית ויסייעו לפסיכולוג בעבודתו. וכמובן, גם צבאות – ואולי ארגוני מודיעין – יעשו בוודאי שימוש בפיתוח כזה למטרותיהם.

ובכן, טוויתי עד כה מגדלים באוויר והבטחנו גדולות ונצורות, אבל האם בכלל אפשר להשפיע על עצבים מסוימים במוח באופן ממוקד ומדויק? סיפרתי הרי שכבר יותר מחמישים שנים מראים נוירולוגים תמונות לקופים, ובוחנים כיצד הן משפיעות על העצבים ועל המוח בכלל. אבל אנו נכנסים בשנים האחרונות לעידן חדש בהיסטוריה האנושית, בו בינות מלאכותיות מתחילות להגיע להישגים יוצאי-דופן במטלות שונות. האם יש סיכוי, לפיכך, שבינה מלאכותית תצליח לפתח תמונה או סט של תמונות שיפעילו את המוח באופן יוצא-דופן?

זה בדיוק מה שעשתה הבינה המלאכותית המכונה XDREAM.

הבינה המלאכותית שפרצה למוח

כדי לנסות לפרוץ למוחו של רינגו, עקבו החוקרים אחר עצב אחד מסוים במוחו, והעבירו את המידע על מצב העצב בזמן אמת לאלגוריתם בינה מלאכותית בשם XDREAM. האלגוריתם הוא למעשה צייר, שאומן על כמעט מיליון וחצי תמונות אמיתיות, ויוצר תמונות חדשות באמצעות שחבור מחדש של אלמנטים שונים. התמונות הללו הוצגו בפני רינגו, והאלגוריתם קיבל משוב בזמן-אמת כדי להבין עד כמה הן השפיעו על פעילות העצב. ואז, הוא שחבר מחדש את האלמנטים, הוסיף חדשים והעלים אחרים, כדי ליצור תמונה חדשה ולבחון גם אותה. התמונות, למעשה, עברו אבולוציה בהתאם לתגובת תא העצב במוחו של רינגו[3].

התמונות הראשוניות שהציע האלגוריתם לא היו מרגשות במיוחד, אך ככל שהבינה המלאכותית הבינה טוב יותר מה מרגש את תא העצב של רינגו, היא החלה להוסיף פרטים מעניינים. תוך זמן קצר התווספו לתמונות פנים שהחוקרים זיהו כ- "אנתוני", הקוף השוכן בכלוב לצדו של רינגו. מספר ימים לאחר מכן, האלגוריתם הפיק את פניה המעוותות של אחת מהמטפלות בקופים.

התמונות שיצרה הבינה המלאכותית, שהשפיעו יותר מכל תמונה טבעית על מוחותיהם של הקופים. מקור: המאמר המקורי.

לאחר סבבים רבים של אבולוציה, הצליחה הבינה המלאכותית לשרטט תמונות שמפעילות את תא העצב של רינגו בעוצמה גבוהה בהרבה מכל תמונה טבעית או ציור מעשה ידי-אדם. התמונות הללו, איך לאמר בעדינות, אינן קוסמות לעין. למעשה, הן מבעיתות. כמעט כולן מכילות עיניים שחורות עצומות, פנים מכוסות-למחצה במסיכה, ובאופן כללי הן מעוררות אפילו בצופים האנושיים תחושה עזה של אי-נוחות[4]. ואין פלא: זה בדיוק מה שהן נועדו לעשות עבור תא עצב בודד במוחו של קוף, ואנו דומים מספיק לקופים כדי להיות מושפעים מהן בעצמנו.

ועתה נשאלת השאלה: מה יקרה כאשר נפתח תמונות דומות כאלו עבור בני-אדם? האם נוכל בעתיד להריץ אלגוריתם דומה לזה של XDREAM על נבדקים אנושיים, על מנת לפתח את הרכב התמונות המדויק שישרה עלינו אימה, רגיעה, עונג, סקרנות, שכחה, או כל רגש אחר?

לשאלות אלו אין עדיין תשובה ברורה. ייתכן שנגלה שאפשר להשפיע רק על עצבים בודדים במוח האנושי, אך שקשה יותר לגרום למוח כולו לשנות כיוון ודרך פעולה. או שנגלה שההשפעה אינה חזקה כל-כך, ושהמוח יכול לווסת מחדש את העצבים שהתעוררו יתר-על-המידה בעקבות המידע החזותי המרגש. אבל אני מרשה לעצמי להיות אופטימי, ולדמיין עתיד – אני יכול ממש לראות אותו למול עיניי – בו פסיכולוגים יוכלו לטפל בחולים באמצעות הצגת תמונות שעוצבו במיוחד על מנת להכניס את המטופל למצב של פתיחות מוגברת. עתיד שבו אנשים הלוקים בדיכאון או במחלות נפשיות אחרות יוכלו לצפות בסט של תמונות שישנו את דרך הפעולה של מוחותיהם. ובה בעת אני גם חרד מאפשרויות השימוש בתמונות מסוג זה בתשדירי בחירות או בפרסומות.

האם נוכל להשתמש בבינה מלאכותית כדי לפרוץ למוח האנושי דרך העיניים? מי ישתמש בהן, לאיזו מטרה ועל איזה קהל יעד?

את התשובות, כרגיל, נגלה בעתיד.

[1] http://centennial.rucares.org/index.php?page=Neural_Basis_Visual_Perception

[2] https://www.eurekalert.org/pub_releases/2006-07/uops-prc072606.php

[3] https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(19)30391-5

[4] https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/05/ai-evolved-these-trippy-images-to-please-a-monkeys-neurons/588517/