המוח הכחול: חלום שהולך ומתגשם
שני צוותים, משוויץ ומהאוניברסיטה העברית בירושלים, ומחשב שמבצע 22 טריליון פעולות בשנייה, מרכיבים את פרויקט המוח הכחול, שמטרתו לבנות מחשב שידמה את פעולתו של המוח האנושי. האם המחשב הזה יוכל להרגיש, ליהנות ולאהוב?
כיצד אוסף של ביטים חשמליים או כימיים במוח הופך להתנהגות, להכרה או למחשבה? כדי לענות על שאלה זו מדעני המוח זקוקים לתיאוריה מתמטית שתחבר את הרמה האנטומית והחשמלית במוח לרמת ההתנהגות. דרך אחת בכיוון זה, נועזת ומרתקת במיוחד, היא פרויקט המוח הכחול – ניסיון ראשון לחקות את פעולת המוח באמצעות מחשב-על.
- "מחשב, לא חושב"/ טור של צבי ינאי
פרויקט המוח הכחול החל ב-2005 כשיתוף פעולה בין המרכז לחישוביות עצבית באוניברסיטה העברית בירושלים לבין המכון הטכנולוגי הפדרלי (EPFL) בלוזאן, שוויץ. צוות של חוקרי מוח משני המוסדות משתמש בבלו ג'ין (Blue Gene), מחשב העל של חברת IBM שעלותו מוערכת בכ-10 מיליון דולר והוא מסוגל לבצע 22 טריליון פעולות בשנייה, כדי ליצור הדמיה מדויקת מבחינה ביולוגית של המעגלים העצביים האחראים לתהליכים מורכבים במוחם של בני-אדם ויונקים אחרים.
בלו ג'ין, הוא אחד המחשבים רבי-העצמה ביותר שחוקרי מוח זכו להשתמש בו אי-פעם לצורך מחקריהם. קבוצת המחקר משתמשת במחשב-העל כדי לשלב בין המידע המורפולוגי שנצבר במחקרים קודמים, ולשפוך אור על השאלה כיצד המעגלים העצביים המסוימים שמרכיבים את המוח מייצרים התנהגות.
פרויקט המוח הכחול ינסה לדמות את פעילותו של חלק מקליפת המוח, האחראי על תפישה חושית ועל תנועה במוח היונק. הצוות השוויצרי, בראשות פרופ' הנרי מרקרם, מספק את המידע הניסויי ואת הכלים הגרפיים רבי-העוצמה הדרושים להשלמת המשימה, בעוד הצוות הישראלי מפתח את הגישה המתמטית שבאמצעותה ייצרו החוקרים הדמיה של המרכיבים הבסיסיים במוח – נוירונים וקשרים סינופטיים.
האם המחשב יחשוב כמונו?
קליפת המוח של יונקים בנויה מרשתות עצבים המאורגנות במבנה של עמודות צמודות זו לזו. גובהה של כל עמודה רק שני מילימטר ורוחבה כחצי מילימטר, אבל היא מכילה כ-10,000 תאי עצב המחוברים על-ידי סיבים באורך חמישה קילומטר.מחקרים הראו שהן אצל בני-אדם והן אצל חולדות, עמודות אלו יוצרות מעגל חשמלי ששולט במגוון פעולות מוחיות, החל מראייה ותנועה וכלה בפעולות מורכבות כמו תכנון פעולות עתידיות. המערכת הבסיסית הזו שוכללה במהלך האבולוציה ושוכפלה שוב ושוב במוחם של יונקים: בקליפת מוח האנושי יש כמיליון עמודות, הן מהוות כ-80% מהמוח כולו.
מחשב העל יוצר הדמיה של עמודות אלה: כל מעבד במחשב-העל יוצר מודל של תא-עצב אחד או שניים ומקשר אותו אל תאים אחרים באמצעות הדמיה של סינופסות (אזור המפגש בין תא עצב לתא המטרה(. בכך, הוא יוצר רשת בת 10,000 תאים, כמו בעמודה מקורית בקליפת מוחה של חולדה. בשלוש השנים האחרונות ניסה ושכלל צוות המחקר את המערכת על-ידי השוואת תוצאות המחשב עם אלה של רקמת מוח אמיתית.
פרויקט המוח הכחול נמצא כעת בנקודה מכרעת. חלקו הראשון, שלב התכנות, מתקרב לסיומו, ועד כה התקדמות הפרויקט העמידה את הספקנים על טעותם: פחות משנתיים נדרשו למחשב-העל כדי ליצור הדמיה מדויקת של עמודה אחת של קליפת המוח.
צוות החוקרים משוכנע כי בשנים הקרובות מחשב-העל יהיה מסוגל לדמות את פעילותו של מוח שלם. הדמיה כזו תוכל להראות כיצד מעגלים עצביים שמרכיבים את המוח מייצרים התנהגות, מה מייחד אותנו אחד מהשני, ולא פחות חשוב – מה משתבש במוח כשמחלות כמו אוטיזם, אלצהיימר ופרקינסון משתלטות עליו.
שאלת השאלות של הפרויקט היא האם נראה את המוח הכחול מייצר "תוצאים" מיוחדים של המוח, כמו תודעה רגשית, הנאה אסתטית, יצירתיות וכו'. האם ייתכן שמוח ממוחשב ללא גוף ייצר את החוויות שיוצר מוחנו שלנו, או שמא הסביבה שבה אנחנו חיים הכרחית כדי שמוחנו ייצור את מגוון פעילויותיו?. אלו תעלומות המעסיקות ונוגעות לא רק למדענים אלא לחברה כולה.
פרופ' עידן שגב הוא פרופסור במרכז לחישוביות עצבית באוניברסיטה העברית, ועומד בראש צוות של שישה דוקטורנטים, במסגרת פרויקט המוח הכחול
עידן שגב ירצה במסגרת אירועי השקת מרכז אדמונד ולילי ספרא למדעי המוח. פתיחת המרכז, תצוין בסדרה של אירועים בנושא חקר המוח בהשתתפות חוקרים מובילים מחו"ל ומהאוניברסיטה העברית.
לפנייה לכתב/ת 
מחשב העל בלו ג'ין
עידן שגב
באדיבות האוניברסיטה העברית
