זכרונות מהעתיד

סיפור ישן מעמיד מתמטיקאי ופיזיקאי מול האתגר להרתיח מים בסיר המונח על השיש במטבח. שניהם מוצאים את הפתרון: מעבירים את הסיר מהשיש אל כירת הגז ומדליקים את הגז. לאחר מכן נדרשים שני האקדמאים להרתיח מים בסיר המונח על השולחן.

הפיזיקאי מעביר את הסיר מהשולחן אל כירת הגז ומדליק את הגז; המתמטיקאי מעביר את הסיר מהשולחן אל השיש ומצהיר "את הבעיה הזאת כבר פתרנו" (המהדרין מוסיפים לסיפור גם מהנדס, שפשוט מבעיר את השולחן). סיפור זה שימש תמיד לנעיצת חיצי לגלוג ידידותיים במתמטיקאים, אך אם תשאלו את ג'ף הוקינס (Hawkins), המתמטיקאי שבסיפור מבטא את הבסיס האמיתי של האינטליגנציה האנושית: פתרון בעיות חדשות בעזרת זכירת פתרון בעיות קודמות.

הוקינס זכה לפרסום בזכות תרומותיו המרכזיות להצלחת מחשבי כף-היד וה"עוזר הדיגיטלי הממוחשב" (PDA - Personal Digital Assistant). הוא היה היוזם והיוצר הראשי של ה- PDA הראשון שזכה להצלחה מסחרית, תחת השם Palm Pilot. בין שאר החידושים שנכללו במוצר זה היתה השיטה המעשית הראשונה לזיהוי כתב יד אנושי: הוקינס העז לדרוש מאנשים ללמוד לצייר אותיות בדרך חדשה, וחזה בצדק כי משתמשים יסכימו לכך אם בתמורה יקבלו יכולת לכתיבה אמינה ומהירה.

למעשה, החלום האמיתי של הוקינס בעשרים השנה האחרונות היה מציאת תיאוריה שתאחד את הפרטים הרבים הידועים על המוח האנושי להסבר כולל של האינטליגנציה. חברות שבהן עבד, כמו אינטל, סירבו לממן את הפרוייקטים שהציע - פרוייקטים שהתמקדו בחקר המוח במטרה לקדם את תחום הבינה המלאכותית.

גם MIT (המכון הטכנולוגי הנודע של מסצ'וסטס) לא היה מעוניין; את תחום הבינה המלאכותית באותה תקופה הובילו בעיקר מדעני מחשב שלא התעניינו. מכה נוספת הנחיתה עליו אוניברסיטת ברקלי בקליפורניה, שלא היתה מוכנה לאשר תוכנית לימודים שתשלב את חקר המוח עם מדעי המחשב.

אכזבות אלו הובילו את הוקינס להחלטה להרוויח מספיק כסף כדי לממן בעצמו את המחקרים שתיכנן. תוכנית זו הצליחה: בשנת 2002, ייסד הוקינס את מכון רדווד (Redwood Neuroscience Institute) שמטרתו ליצור מודלים מבוססי-ביולוגיה של זיכרון וחשיבה. במילים אחרות: המכון עובד על תיאוריות המסבירות איך פועל המוח האנושי.

חוקרי המוח צברו כמות עצומה של מידע על המתרחש בחלקי המוח השונים. בתחילה נצבר המידע מאותם מקרים אומללים של פגיעה באזורים מסוימים של המוח: התפקודים שאבדו לכל נפגע כזה עזרו להבין את תפקידי האזורים השונים. כיום אפשר לגלות באמצעות כלים כמו MRI תפקודי (functional MRI) אילו אזורים של המוח פועלים כאשר מבוצעת מטלה קוגניטיבית מסוימת.

בדרכים אלו ואחרות זוהו ומופו בדיוק רב חלקי המוח המופקדים על עיבוד מידע מהחושים והפעלת שרירים, כמו גם הביצוע של מטלות חשיבתיות על ידי חלוקתן לתת-משימות שכל אחת מהן מופנית לחלק אחר של המוח. מידע זה, מאיר-עיניים ומרתק ככל שיהיה, לא הניב יותר מאשר רמזים לשאלה המרכזית של מהות האינטליגנציה והצורה שבה המוח "מייצר" אותה.

הוקינס חשב בכיוונים אחרים, בהשפעת מאמר של ורנון מאונטקסל (Mountcastle), אחד ממעצבי הנוירולוגיה המודרנית. מאמר זה הצביע על המבנה המשותף של כל חלקי "קליפת המוח החדשה" (neocortex). נהוג לקשור את הקליפה החדשה למודעות, לחשיבה ולשימוש בשפה, כמו לתפקודים רבים נוספים שאנו משייכים לבינה האנושית.

למרות שיש לקליפה זו תפקידים כה רבים, שברובם ממוקדים באזורים שונים שלה, היא בנויה כולה משש שכבות דקות המחוברות ביניהן. הוקינס הגיע מכך להשערה כי המשותף לחלקי ה- neocortex השונים רב יותר מאשר השונה; למרות שלכל אזור תפקיד מוגדר, כל האזורים פועלים באותה צורה בדיוק.

השערה זו נתמכת על ידי העובדה הידועה זמן רב: פגיעות תפקודיות הנגרמות מנזקים למוח (כמו הנזקים של שבץ מוחי) נעלמות או נעשות קלות יותר במקרים מסוימים, כאשר אזור אחר במוח מקבל עליו את התפקידים של האזור הפגוע. כמו מחשב היכול לבצע עיבוד תמלילים בדקה מסוימת, ובדקה הבאה לבצע ניתוח מתמטי מורכב, כך - לפי הוקינס - יכול אותו מבנה שש-שכבתי בסיסי להיות אחראי על משימות שונות.

מהו אותו מבנה כללי המתאים לביצוע כל כך הרבה משימות קוגניטיביות שונות? ההשראה הבאה של הוקינס היתה תכונה המוכרת זה מכבר לפסיכולוגים ולנוירולוגים, ובעצם ידועה לכל אחד מאיתנו: היכולת של המוח לשלוף במהירות פרטים "מעניינים" מתוך מבול המידע המציף את חושינו.

כאשר אנו נכנסים לחדר מוכר, גם בלי שאנו מודעים לכך שאנו סוקרים את החדר, אנו יכולים לגלות במהירות אם משהו השתנה בו. כאשר מנהלים שיחה בחדר רועש, אנו מצליחים להתעלם מקולות הרקע ולהשלים מילים שלא הצלחנו לשמוע. תופעות אלו ורבות אחרות ממחישות את היכולת שלנו לחשיבה "מלמעלה למטה" (Top-Down).

שם זה מבטא את הכיוון ההפוך ביחס לכיוון שאנו נוטים לייחס לעיבוד נתוני החושים, שמתחיל בכניסת כמות עצומה של פרטים לתוך איברי החושים שלנו (למשל קליטת מספר רב של נקודות בהירות יותר או פחות בצד שמאל למעלה של שדה הראייה, ומסביבן נקודות שחורות); לאחר מכן הפרטים מסוננים ומנותחים ליצירת כמות קטנה יותר של מידע מעובד (למשל "עיגול לבן-ברובו על רקע שחור") וממנו מתקבל הזיהוי ("ירח"). בעיבוד מלמעלה למטה, מה שאנו מצפים לראות מכתיב את עיבוד המידע ברמות התחתונות.

רובנו איננו מודעים ליכולת שלנו למלא את הפרטים שהחושים החסירו. דווקא יכולת מפתיעה זו אינה בין אלו שצפויות להיות מוזכרות כשמדברים על אינטליגנציה. הוקינס משער כי הסיבה לכך היא פשוט כי זהו התהליך העומד ביסודה של חשיבה אינטליגנטית. תהליך זה הוא יצירה מתמדת של ציפיות בשכבות "הגבוהות" של קליפת המוח, והשוואתן למתקבל מהשכבות "הנמוכות" שאליהן מגיע המידע מהחושים.

לאינטליגנציה, לדעת הוקינס, יש הגדרה פשוטה: היכולת ליצור מודל פנימי של העולם ולהשתמש במודל זה כדי ליצור ציפיות. בכך תורמת האינטליגנציה להעלאת הסיכוי להישרדות, ולכן ההשקעה הגדולה באנרגיה הדרושה לקיום המוח מוצדקת במונחים אבולוציוניים.

 רעיון זה, כמו רוב רעיונותיו של הוקינס, אינו חדש - ראו למשל "לייצר עתיד" (מדור זה, גליליאו 72). תרומתו הייחודית של הוקינס היא בסינתזה של רעיונות שלטענתו מהווים את הבסיס התיאורטי המלא להבנת החשיבה. למודל זה, בניגוד לרוב המודלים שהוצעו בעבר, יש תחזיות ברורות, ולכן הוא ניתן לבדיקה ולהפרכה ועומד בקריטריונים של תיאוריה מדעית.

ליצור ציפיות או תוכנית, להשוות את המצב מול זה שצפינו לו, וליצור ציפיות מעודכנות או פעולות תיקון: תבנית זו מוכרת למדענים כשיטה הבסיסית של מחקר, וידועה בעולם העסקים תחת שמות שונים כמו "ניהול איכות" או פשוט "ניהול נכון". עצם הטבעיות של תהליכים כאלה עשויה לרמוז לנו כי הם נטועים עמוק במנגנוני החשיבה שלנו.

יצירתיות, כפי שהיא מתבטאת בפתרונות לבעיות חדשות, בכתיבה, באמנות או במדע, היא ודאי אחד מהביטויים הנעלים ביותר של האינטליגנציה האנושית. הוקינס רואה יצירתיות כחלק מאותו מודל: יצירתיות היא חיזוי בעזרת אנלוגיה - הלבשה בלבוש חדש של רעיונות שכבר הצליחו.

מצד אחד, תיאור פשטני זה מעביר את כובד השאלה אל יצירת אנלוגיות - תהליך שוודאי אינו פשוט. מצד שני, הוא מאפשר להציע דרכים לשיפור היצירתיות. למשל, כאשר מנסים לפתור בעיה, כדאי לפרק אותה למרכיבים ולנסות לשנות את סדר המרכיבים - אולי על ידי כתיבת כל אחד על פתק, ערבוב הפתקים ובחינת הסדר החדש שהתקבל. "משחק" זה נותן הזדמנות לזיהוי דמיון לדברים שכבר ראינו, וליצירת אנלוגיות חדשות.

האם יש ממש ברעיונות אלה? תמיכה מסוימת אפשר לראות בכך כי הקשר בין זיכרון ואינטליגנציה ידוע מזה כבר. כמה מהמשימות הכלולות במבחני IQ הן בעיקרן מבחני זיכרון. חלקים אחרים במבחני IQ בוחנים את יכולת הניבוי ("מצא את המספר הבא בסדרה") או זיהוי יוצא-הדופן.

אם אינטליגנציה מושתתת באמת על שליפת פרטים מהזיכרון, גזירת תחזיות מתוכם, והשוואת התחזיות עם המציאות, אלו בדיוק המשימות שהיינו מצפים לראות כמנבאות אינטליגנציה. גם המתאם בין יצירתיות ואינטליגנציה מתאים להשערה שמקור שתיהן באותו מנגנון עצבי (למרות שנדרש כאן להסביר מדוע מתאם זה נעלם דווקא אצל בעלי אינטליגנציה גבוהה).

בכל מקרה, הוקינס גאה בכך שהספר החדש שלו כולל הצעות ליותר מעשרה ניסויים, שתוכננו במטרה לבדוק את התיאוריה שלו. מכון המחקר שייסד שוקד על ביצוע ניסויים אלה, כמו גם על פיתוח תוכנה "חכמה" - למשל לעיבוד מידע חזותי - הבנויה לפי העקרונות שבתיאוריה החדשה.

אחת המסקנות החשובות מתיאוריה זו היא כי הגישה הרווחת ליצירת בינה מלאכותית לא תצליח לעולם: אי אפשר לבנות מחשב אינטליגנטי עם "הרבה מוח ומעט חושים". מחשב אינטליגנטי יהיה צריך להיות מחובר לחיישנים רבים ומגוונים, כדי שיוכל לבנות ציפיות ולעמת אותן מול המציאות.

חיישנים אלה אינם חייבים להיות דומים למערכת החושים של האדם: למשל, מחשב שיהיה מחובר ישירות למידע על מזג האוויר (מתחנות מטאורולוגיות, מלוויינים, מבלוני תצפית וכו'), יוכל אולי ליצור תחזיות איכותיות על מזג האוויר של מחר באותה טבעיות חסרת-מאמץ שבה אנו חוזים את ההברה הבאה שיבטא האדם שלו אנו מאזינים.