كيف يقوم الدماغ بحوْسَبة العقل (1-3)
محتوى مترجم | ||
| المصدر |  | |
| التاريخ | ||
| الكاتب | ||
كيف يمكننا أن نفهم بحق كيف يحَوْسِب الدماغ العقل؟ على مدار المائة عام الماضية، حقق علم الأعصاب الكثير من التقدم. لقد علمنا أن هناك خلايا عصبية في الدماغ، لقد علمنا الكثير بشأن علم النفس، لكن الربط بين هذين العالمين، وفهم كيف تولّد هذه الدوائر الحَوْسَبية في الدماغ “الأفكار والمشاعر والأحاسيس” بصورةٍ منسقة، يظل الوصول إلى ذلك الرابط شديد الصعوبة. لذلك فقد عملت مجموعتي بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا على مدار السنوات العشر الماضية على التكنولوجيا وسبل رؤية الدماغ وسبل السيطرة على دوائرها وسبل محاولة صنع خريطة لجزيئات الدماغ.
في هذه المرحلة، ما أحاول التوصل إليه هو ما الذي يجب فعله بعد ذلك. كيف نبدأ في استخدام هذه الخرائط، استخدام هذه الملاحظات والاضطرابات الديناميكية لربط العمليات الحوسبية التي تقوم بها تلك الدوائر بأشياء مثل الأفكار والأحاسيس وربما حتى الوعي؟
لقد علمنا أن هناك خلايا عصبية، وعلمنا الكثير في علم النفس، لكن الربط بين العالمين؛ وفهم كيف تولد هذه الدوائر الحوسبية الأفكار والمشاعر والأحاسيس، يظل صعبا.
هناك شيئين يمكننا القيام بهما. أول فكرة هي السعي للحصول على البيانات. لدى الكثير من الأشخاص وجهات نظر متعارضة. أنت تريد الحصول على تصور حول كيفية عمل الدماغ، مبدأ كيف يقوم الدماغ بتوليد الأفكار والمشاعر وما إلى ذلك. مارفين مينسكي، على سبيل المثال، مغرم للغاية بالتفكير بشأن كيف يمكن الوصول إلى الذكاء والذكاء الاصطناعي عبر مجرد التفكير المحض بشأنه.
من ناحيةٍ أخرى، الأمر خطيرٌ دائمًا أن تصيغ المقارنات والاستعارات بهذه الطريقة، لكن إذا نظرت إلى المشاكل الأخرى في علم الأحياء مثل؛ ما هي الحياة؟ كيف تتطور الأنواع؟ وما إلى ذلك، ينسى الناس أن هناك كمياتٍ ضخمة من البيانات التي تم جمعها على مدار عقود وربما قرون قبل أن تظهر تلك النظريات. جاب داروين الأرض فاحصًا الأنواع المختلفة من الحيوانات، فاحصًا كل شيء حتى كتب مجلده الضخم أصل الأنواع. قبل أن يبدأ الناس في محاولة التركيز على ماهية الحياة، كان هناك مرحلة تطوير أدوات: اختراع الناس الميكروسكوب. بدأ الناس في فحص الخلايا ومشاهدتها تنقسم، وما إلى ذلك، وبدون تلك البيانات كانت معرفة أن هناك خلايا من الأصل لتصبح أمرًا شديد الصعوبة، أن هناك هذه الوحدات البنائية متناهية الصغر، كلٍ منها وحدة بناء حياة مستقلة ذاتية التجزئة.
النهج الذي أرغب في اتباعه هو السعي للحصول على البيانات. لنرى كيف تستطيع الخلايا في الدماغ التواصل مع بعضها البعض. لنر كيف تأخذ تلك الشبكات الأحاسيس وتدمج تلك المعلومات مع المشاعر والذكريات وما إلى ذلك لتوليد النواتج، قرارات وأفكار وتحركات. بعد ذلك، سيظهر أحد احتمالين.
الأول سيكون أنه يمكن إيجاد أنماط، يمكن استخراج أشكال مميزة، يمكنك أن تبدأ في رؤية معنى وسط ذلك المستنقع من البيانات. الثاني قد يكون أنها مبهمة، أن الدماغ هو تلك الحقيبة الضخمة من الخدع وبينما يمكنك محاكاته بالقوة المفرطة في جهاز كمبيوتر فإن استخراج تمثيلات أبسط من مجموعات البيانات تلك أمرٌ شديد الصعوبة.
من بعض النواحي، يجب أن يكون الاحتمال الأول هو الصحيح، لأنه من الغريب أننا نستطيع توقع تصرفاتنا. يمشي الناس عبر مدينة، يتواصلون، يرون أشياء، هناك أشياءٌ مشتركة في الخبرة الإنسانية. لذا فهذا دليل على أنه ليس مستنقعًا عشوائيًا من التعقيد لن نستطيع أبدًا أن نجد له معنى. بالطبع مع كوني متشائمًا أرى أنه يجب أن نبقي دائما على احتمالية أنها ستكون مبهمة. لكن حقيقية أننا نستطيع التحدث باستخدام اللغة، أننا نرى ونصمم أشكال وأن الناس يستطيعون أن يختبرون السعادة معًا، يشير هذا إلى أن هناك نوعًا من التقارب لن يظل معقدًا إلى الأبد وأننا سنستطيع إيجاد معنى له.
علماء الأحياء والدماغ: ليسا علمين أساسيين مثل الفيزياء. لأن في الفيزياء، هناك جزيئات وهناك قوى، ويمكنك أن تدون قائمة قصيرة جدًا بتلك الأشياء. لكن إذا كنت تفكر في الدماغ. فالدماغ سيكون به تلك الأشياء التي تدعى الخلايا العصبية، وأن الخلايا العصبية بها كل تلك الجزيئات التي تولد وظائفها الكهربية وتبادلاتها الكيميائية للمعلومات، وهي مشفرة من قِبل الجينوم (المحتوى الوراثي). وفي الجينوم، لدينا 20,000 إلى 30,000، حسب من تسأل، جين فريد، وتلك الجينات تنتج منتجات الجينات مثل البروتينات، وتلك البروتينات تولد الجهد الكهربائي للخلايا العصبية وهي تختص على الأقل بعض الأجزاء من التوصيلات. الطريقة التي أنظر بها إلى الأمر هي أننا سنرغب في فهم الدماغ من ناحية تلك الوحدات البنيائية الأساسية، ويمكننا دوما أن نحاول تجاهل بعض التفاصيل، مفهوم طبقة التجريد ذاك. هل يمكننا تجاهل كل شيء تحت مستوىً معين من الوصف والتركيز فقط على مفاهيم المستويات العليا؟ لكن علم الأعصاب الحديث يبلغ من العمر اليوم حوالي 130 عامًا، منذ أن تم اكتشاف الخلية العصبية، وحتى الآن لم تنجح محاولات تجاهل ما تحت مستويات معينة من الوصف في إنتاج نظريات مقبولة عالميًا وتفسيرية لكيف تقوم أدمغتنا بحوسبة أفكارنا ومشاعرنا وتحركاتنا.
الطريقة التي نقارب بها الأشياء تختلف تمامًا عن الماضي. الافتراض الذي أطلقت مجموعتي البحثية بمعهد ماساتشوستس بناءً عليه كانت الحاجة إلى تكنولوجيا جديدة. السبب الذي يجعل الناس تبتعد عن تلك القياسات التفصيلية لعمل الدماغ والحصول على البيانات العميقة كان لأننا لم نكن نملك الأدوات. أثبت لنا تاريخ العلم أنك تحتاج أولًا إلى الأدوات. ثم تحصل على البيانات. ثم تصوغ النظرية. ثم يمكنك الوصول إلى الفهم. ليس هناك نظرية بدون تكنولوجيا. إنه أمرٌ شديد الصعوبة أن تعرف أنك قد حللت شيئًا.
نحتاج إلى جمع البيانات عن طريق الملاحظة المباشرة، ليمكننا رؤية جميع الخلايا أثناء نشاطها، وحينها سوف نشهد نهضة في قدرتنا على معرفة المزيد عن الدماغ
قبل قوانين نيوتن، كان هناك كثيرون مثل كيبلر وجاليليو يشاهدون الكواكب، وكان لديهم عقود طويلة من البيانات. لماذا لا نملك مثلها للعقل؟ نحتاج إلى أدوات مثل التليسكوب والميكروسكوب، والآن، نحتاج إلى جمع البيانات، بيانات عن طريق الملاحظة المباشرة، حيث يمكنك رؤية جميع تلك الخلايا والجزيئات أثناء نشاطها، وحينها، سوف نشهد نهضة في قدرتنا على التفكير ، ومعرفة المزيد عن الدماغ على مستوىً شديد التفصيل، لاستخراج معرفة حقيقية من مجموعات البيانات تلك.
لنفكر لحظة بشان فرضية أن الأحياء ليست علمًا أساسيًا. إذا فكرت في كتب مثل بنية الثورات العلمية، هذا ومحاولات أخرى لشرح مسار العلم، يكون لدينا عادةً هذين النموذجين: ها هي فرضيتي، يأتي شخص ليدحضها، وإذا كان ذلك الدحض كبيرًا بما يكفي، يصبح لديك ثورة.
لكن دعنا نفكر في علم الأحياء: لنفترض أنني أرغب في استكشاف كيف يرتبط جين في الجينوم بخاصية مستجدة مثل الذكاء أو السلوك أو مرض مثل ألزهايمر. هناك الكثير للغاية من الجينات في الجينوم، أغلب الفرضيات على الأغلب خاطئة فقط من قبيل المصادفة. ما هي فرص أن تحصل على الجين الأكثر أهمية بالنسبة لشيءٍ ما بالضبط؟ وحتى إذا فعلت، كيف تعرف ما هي الجينات الأخرى التي تعدل تأثيره؟ إنها شبكة شديدة التعقيد.
إذا بدأت في التفكير بشأن مدى اختلاف جينات الجينوم، كيف تتفاعل منتجاتها لتوليد وظائف في الخلايا أو في الخلايا العصبية أو في الشبكات، إنه انفجارٌ اندماجيٌ هائل. أغلب الفرضيات بشأن ما يفعله جين أو خاصةً ما تفعله مجموعة من الجينات، ناهيك عن مجموعة من الخلايا في الدماغ، سوف يتضح أنها غير صحيحة. لهذا السبب من المهم الحصول على توصيفاتٍ عن طريق الملاحظة المباشرة للدماغ.
لا أعتقد أن خرائط الدماغ تساوي فهم الدماغ، لكن خرائط الدماغ تستطيع مساعدتنا على صياغة فرضيات أقل احتمالية أن تكون خاطئة
لماذا لا يمكننا رسم خريطة للدوائر ونرى كيف تنتظم الجزيئات، ونفعّل أو نوقف تأثير خلايا مختلفة في الدماغ ونرى كيف ستكون استجابتها؟ بمجرد أن يكون لديك تلك الخرائط، يمكننا صياغة فرضيات أفضل كثيرًا. لا أعتقد أن خرائط الدماغ تساوي فهم الدماغ، لكن خرائط الدماغ تستطيع مساعدتنا على صياغة فرضيات أقل احتمالية أن تكون خاطئة.
أحد الأشياء التي تتعلق بالبشرية وأتمنى أن يساعدنا توصيف داوئر الدماغ في فهمها هي، كما نعرف من علم النفس، أن هناك مئات العمليات التي تحدث في اللاوعي. إحدى أشهر تلك التجارب هي أنه يمكنك إيجاد مناطق من الدماغ أو حتى خلايا منفردة تكون نشط لثوان قبل أن يشعر الناس أنهم يتخذون قرارًا واعيًا. يقود هذا إلى أنه يمكنك القول بقليل من المزاح إن لدينا إرادة حرة لكننا غير واعين بها. أدمغتنا تقوم بحوسبة ما سنقوم بفعله، وكوننا نعي بعد وقوع الأمر هو أحد تفسيرات تلك الدراسات.
لكن ما أقترحه هو أن نلقي نظرة تحت غطاء المحرك، إذا فحصنا ما يقوم الدماغ بحوسبته قد يمكننا إيجاد أدلة على التنفيذ أو على آليات المشاعر والأفكار والقرارات التي لا يمكن تمامًا الوصول إليها إذا فحصنا السلوك فقط، أو إذا فحصنا أنواع الأشياء التي يقوم الناس بها، حيث إذا وجدت أدلة على أن شيء أنت على وشك القيام به، شيء على وشك اتخاذ قرارٍ واعٍ بشأنه، فإن دماغك يكون لديه المعلومات بالفعل مقدمًا. ألن يكون من المثير معرفة ما الذي يولد تلك المعلومات؟ ربما هناك دوائر للإرادة الحرة، للاقتباس، ولختم الاقتباس في الدماغ تولد تلك القرارات.
نحن نعرف كافة أنواع الأشياء الأخرى التي تحدث، المشاعر التي تولدها أدمغتنا، لكن ليس لدينا اية فكرة عما يسببها. هناك أمثلة شهيرة للغاية حيث يكون هناك شخص لديه إصابة في جزء من الدماغ مسؤول عن الرؤية الواعية، لكنك تقول له أريدك أن تشعر بشعورٍ معين عندما ترى شيئا أو أن تتصور نوعًا معينًا من الناتج، وسوف يقوم الناس بهذا حتى رغم أنهم ليسوا واعين بما يرونه. وهناك الكثير من المعالجة التي ليس لدينا إمكانية للوصول إليها، ورغم ذلك فهي ضرورية للغاية للطبيعة البشرية من أجل المشاعر والقرارات والأفكار، وإذا استطعنا الوصول إلى الدوائر التي تولدها، قد يكون هذا أسرع طريق لفهم تلك الجوانب من الطبيعة البشرية.
وجد العلماء أن هناك خلايا عصبية عميقًا داخل الدماغ تحفز العدوانية أو العنف لدى الفئران، حين ينشطونها تبدأ الفئران بمهاجمة أيًا كان ما بجوراها، حتى إذا كان مجرد قفاز مطاطي
على مدار العقد الماضي كنت أفكر بشكل رئيسي في التكنولوجيا التي ساعدتنا على اكتشاف ما نحتاج فهمه بشأن الدماغ فيما يتعلق بالدوائر وكيف تعمل معًا. لكن الآن حيث تنضج تلك الأدوات، أفكر كثيرًا بشأن كيف نستخدم تلك الأدوات لفهم ما نهتم جميعنا بشأنه. فحتى الآن، أغلب ما نفعله هو إعطاء أداوتنا لعلماء الأعصاب الآخرين لاستخدامها. كنا نركز كثيرًا على ابتكار التكنولوجيا، بينما كانت المجموعات الأخرى تكتشف أشياء عميقة عن الدماغ. سوف أذكر هنا مثالين:
هناك مجموعة بمعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا تستخدم تكنولوجياتنا، تكنولوجيا تجعل الخلايا العصبية قابلة للتنشيط عبر نبضات من الضوء. تضع المجموعة تلك الجزيئات داخل الخلايا العصبية عميقًا في الدماغ، وعندما تسلط ضوءً تصبح تلك الخلايا العصبية نشطة كهربائيًا، تمامًا كما يحدث عندما تستخدم بشكل طبيعي. وجدت تلك المجموعة أن هناك خلايا عصبية عميقًا داخل الدماغ تحفز العدوانية أو العنف لدى الفئران، حيث ينشطون تلك الخلايا العصبية فتبدأ الفئران بمهاجمة أيًا كان ما بجوراها، حتى إذا كان مجرد قفاز مطاطي.
أجد من الآسر التفكير في شيء بذلك القدر من الحساسية الأخلاقية والجوهرية للطبيعة البشرية والعلاقة بنظام العدالة وكل شيء مثل العنف. يمكنك إيجاد تكتل شديد الصغر من الخلايا العصبية الكافية، عند تنشيطها، لتحفيز عملٍ عداوني أو عنيف. لذا بالطبع السؤال الكبير الآن هو أي خلايا عصبية تتصل بها؟ هل هي كاشفات العنف؟ أوه، ها هي مجموعة المحفزات التي تجعلنا الآن نقرر، أوه، يجب ان أذهب وأهاجم هذا الشيء بجانبي حتى إذا كان مجرد قفاز.
ثم، بالطبع، أين تصب تلك الخلايا العصبية؟ ما الذي توجهه؟ هل هي توجه عاطفة، وفي نهاية تلك العاطفة يأتي العمل العنيف؟ أم هي توجه فقط أمر تحرك: إذهب وهاجم هذا القفاز بجانبك؟ لأول مرة يمكنك البدء في تنشيط مجموعات محددة للغاية من الخلايا توجد عميقًا داخل الدماغ لتجعلها تحفز سلوكًا يمكن رؤيته، لكن يمكنك أيضا السؤال: ما الذي تتلقاه هذه الخلايا، وما الذي ترسل إليه هذه الخلايا رسائلها، وفحص التدفق الكامل للمعلومات.
سأضرب مثالًا آسرًا آخر. درب أحد زملائي بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، يدعى سوسومو تونجاوا، الفئران على تعلم مهمة، بحيث تصبح خلايا عصبية معينة في الدماغ قابلة للتنشيط بواسطة الضوء. استخدمت المجموعة بعض الخدع الجينية للقيام بذلك. الآن، ما يحدث في هذه الفئران قد يفعل شيء مختلف في وقتٍ لاحق، تسلط المجموعة ضوءًا على الدماغ، فيتم إعادة تنشيط الخلايا العصبية التي تم تنشيطها في وقتٍ سابق عندما كانوا يتعلمون بحيث تستدعيها الفئران إلى الذاكرة. الأمر أشبه بكونهم هناك في الوقت والمكان السابقين.
هذا مثير لأنه لأول مرة أثبتوا أنهم يستطيعون التسبب في استدعاء ذكرى معينة وهم الآن يقومون بجميع أنوع الأشياء المثيرة. على سبيل المثال، يمكنك تنشيط تلك الخلايا مجددًا، ولنقل إنها ذاكرة سعيدة؛ لنقل إنها مرتبطة بالسعادة أو مكافأة. لقد أثبتوا أن ذلك قد يكون له تأثير مضاد للاكتئاب، أنه عندما يكون باستطاعتك جعل حيوان يستدعي ذكرى عندما تسلط الضوء على خلايا عصبية بعينها، تقوم الذكرى التي تم استدعائها بتحفيز انفعالات سعيدة؛ هكذا فسروا الأمر. وأن ذلك يمكن أن يعاكس تأثير الضغوطات الأخرى أو الأشياء التي تجعل الحيوان في العادة يشعر بأنه ليس في أحسن حال.
تستخدم مئات المجموعات، حرفيًا، هذه التكنولوجيا التي طورناها لتفعيل الخلايا الضوئية عن طريق الضوء لتحفيز أشياء ذات فائدة طبية وربما حتى فلسفية أحيانًا.
