באיזה סרט אתה חי?
חוקרים מאוניברסיטת ברקלי הצליחו לשחזר, על סמך הפעילות העצבית במוח, באיזה סרטון צפו נבדקים. האם בקרוב יוכלו חוקרי מוח לתרגם את החלומות או את הזכרונות שלנו לתמונות?
לפני שנתיים, במאמר שכתבתי כאן ("האם ניתן לקרוא מחשבות"), ערכתי סקירה של מספר מחקרי מפתח בהם ניסו חוקרים לנבא, על סמך דגם הפעילות העצבית במוח, באיזה גירוי ויזואלי צפו נבדקים ששכבו בסורק ה-MRI.
הדגשתי שבכל המחקרים שנעשו עד כה, האלגוריתמים החישוביים לניתוח התוצאות הוזנו בדגם פעילות מוחית ידוע, שנרשם בתגובה לגירוי ויזואלי ספציפי (קו אנכי לעומת קו אופקי או פרצוף לעומת בית), ולאחר מכן נבחנו באיזה דיוק יסווגו דגם פעילות חדש כתגובה לאותו גירוי.
לפני שנתיים פרסמו פרופ' ג'ק גאלאנט (Gallant) ועמיתיו מאוניברסיטת ברקלי מאמר ב-Nature בו הראו כי על סמך דגם הפעילות המוחית ניתן לקבוע בוודאות של 80% באיזו תמונה ספציפית צפו נבדקים מתוך סידרה של 1000 תמונות.
בשבוע שעבר פרסמו גאלאנט ותלמידי המחקר שלו מאמר ב-Current Biology בו דיווחו כי הצליחו לשחזר, על סמך דגם הפעילות במוח, באיזה סרטון צפו נבדקים. כותרות העיתונים ברחבי העולם זעקו: מדענים מסוגלים לקרוא מחשבות, לפענח חלומות ולשחזר זיכרונות. האמנם?
להלן העובדות: במחקר נסרק מוחם של שלושה ממחברי המאמר בזמן שצפו, במשך כמה שעות, בסרטונים מהאינטרנט ובקדימונים לסרטים הוליוודיים. מטרת המחקר היתה ליצור מודל שיתאר את דגם הפעילות המרחבי והזמני בכל יחידה תלת-מימדית (voxel) של קליפת המוח הויזואלית, ואז להשתמש במודל זה על מנת לשחזר את הגירוי הויזואלי (כלומר, לבצע ניתוח נתונים הפוך: לתרגם את דגם הפעילות שנרשם מהמוח לסרטון בו צפו הנבדקים).
האלגוריתם ("motion-energy decoding"), שהוזן בפעילות שנרשמה ב-fMRI במשך 7,200 שניות של צפייה בסרטונים צבעוניים, למד את האסוציאציה בין התמונה שהוצגה בסרט בכל שניה לבין הפעילות העצבית בקליפת המוח הויזואלית שנרשמה באותה שניה ממוחו של כל נבדק. קידוד האינפורמציה נבחן בסט חדש של 540 שניות של סרטונים צבעוניים חדשים בהם הנבדקים לא צפו, וניבא בדיוק של 95% את הגירוי הויזואלי שהופיע בסרטון.
בשלב הבא ביקשו החוקרים לבצע שחזור של הסרטונים על סמך הפעילו שרשמו במוח ולצורך כך השתמשו בשמונה עשרה מיליון שניות של קליפים אקראיים מיוטיוב. באמצעות האלגוריתם נבחרו מאה הקליפים שייצרו פעילות עצבית הדומה לזו שנרשמה מהמוח בתגובה לסרטים בהם צפו הנבדקים. תוצאות השחזור מודגמות בקליפ הבא:
שחזור הסרטונים בהם צפו הנבדקים על סמך הפעילות העצבית במוחם. בצד שמאל מוצג קטע מסרטון בו צפו הנבדקים בזמן שמוחם נסרק. בצד ימין מוצג השחזור של הסרטון בו צפו הנבדקים על-סמך הפעילות ממוחם.
גאלאנט ועמיתיו הדגישו כי החידושים העיקריים במחקר הם מודל הקידוד והשחזור שפיתחו והקרנת הסרטים לנבדקים, כלומר השימוש באינפורמציה ויזואלית דינמית הדומה לראייה הטבעית בה מופגז מוחנו בחיי היום יום.
בהקשר זה מן הראוי לציין שכבר בשנת 2004 דיווחו ד"ר אורי חסון ופרופ' רפי מלאך ממכון ויצמן, במאמר שפורסם ב-Science, על סינכרוניזציה במוחם של נבדקים שצפו בסרט "הטוב, הרע, והמכוער".
לדוגמא, באותן נקודות בזמן בהן הופיעו בסרט פרצופים או נופים, חלה עליה בפעילות העצבית באזורים ספציפיים בקליפת המוח הויזואלית (כלומר ב-fusiform gyrus וב- collateral sulcus, בהתאמה) של כל הנבדקים.
נכון לעכשיו, כל האלגוריתמים והסימולציות שפותחו לצורך "decoding" מבוססים על אימון קודם, כלומר יש להזינם בדגמי פעילות מוכרים שנרשמו מהמוח בתגובה לגירויים ידועים ומוגדרים. מאחר וחלומות הם אישיים, אסוציאטיביים ובלתי-צפויים, קשה להאמין שבעתיד הקרוב נלך לישון עם "מפענח חלומות דיגיטלי" שישדר את ה"סרטים" ממוחנו.
כמו כן, מאחר והטכנולוגיה עדיין בחיתוליה ותוצאות הפענוח והשחזור הן ראשוניות וברזולוציה נמוכה, הבעיות האתיות והמשפטיות (כגון חדירה לפרטיות או חקירת חשודים ללא הסכמתם) שהוזכרו בתקשורת הן מהומה רבה על לא מאומה.
יחד עם זאת, התקווה היא שמחקרים מסוג זה יביאו בעתיד לפיתוח ממשקי מוח-מכונה שיאפשרו פענוח מידע ממוחם של אנשים שאינם יכולים לתקשר מילולית, כגון חולים השקועים בתרדמת או חולי אלצהיימר.
אלומית ישי היא פרופסור לחקר המוח באוניברסיטת ציריך, שוויץ.
לפנייה לכתב/ת 
