מדענים שיחזרו את קליפת המוח במחשב – עוד על פריצת הדרך המדעית
בסוף 2025 הציגו מדעני מוח ומודלים חישוביים תוצאה שנחשבה זה מכבר בלתי ניתנת להשגה: קליפת המוח של העכבר נוצרה מחדש כמודל מחשב עובד, תוך התחשבות בהתנהגות החשמלית המציאותית של נוירונים ובמבנה החיבור שלהם. קרא עוד במאמר Rambler.
הסימולציה בוצעה על מחשב העל של Fugaku היפני, אחת ממערכות המחשב החזקות בעולם. לא מדובר ב"מוח במחשב" במובן הרגיל, וגם לא בניסיון ליצור תודעה מלאכותית. זהו מודל מדעי שנועד לחקור את התנהגות רקמת העצבים בתנאים שלא ניתן לשחזר באורגניזם חי. בסביבה דיגיטלית, החוקרים יכולים לעצור תהליכים, לשנות פרמטרים, לחזור על ניסויים ולנתח את ההשפעה של שינויים בודדים – מרמת התאים הבודדים ועד לרשת כולה.
מה זה בדיוק הדגם הזה?
בפרסומים, הפרויקט נקרא לעתים קרובות "מוח דיגיטלי", אבל נכון יותר יהיה לדבר על הדמיה מציאותית מבחינה פיזיולוגית של קליפת המוח של העכבר. ההבדל המהותי בין מודל זה לרשת עצבית מופשטת הוא שהנוירונים בה מצייתים לחוקים פיזיקליים וביולוגיים: פוטנציאלים חשמליים, הבדלים בין סוגי תאים ושיטות להעברת אותות על פני סינפסות כולם נלקחים בחשבון.
לדברי המפתחים, המודל הזה כולל כתשעה עד עשרה מיליון נוירונים וכ-26 מיליארד קשרים סינפטיים. זו לא עוד פיסת רקמה מקומית אלא ניסיון להרכיב מודל תפקודי משולב של קליפת המוח. יחד עם זאת, המחברים הקדישו תשומת לב מיוחדת לשימור המבנה האמיתי של הקשרים: חשוב לא רק להשיג פעילות, אלא גם לוודא שהיא מתעוררת מאותן סיבות כמו במוח חי.
חזרה מהמתים: איך מדענים יכולים להחיות את המוח והלב
אחד ממחברי הפרויקט, אנטון ארכיפוב, הדגיש כי המודלים המיניאטוריים מפגינים לעתים התנהגות דומה, אך מהסיבות הביולוגיות הלא נכונות. דבריו צוטטו בעיתונות Popular Mechanics. במקרה זה, הדגש הוא על שכפול המנגנון ולא רק על התוצאה.
למה זה אפשרי רק במחשבי-על?
מודל ברמת פירוט זו דורש משאבי חישוב אדירים. שלא כמו מחשוב חזותי או סטטיסטי, סימולציה חייבת להסביר באופן רציף שינויים במצב החשמלי של מיליוני תאים ומיליארדי חיבורים לאורך זמן ומרחב.
לכן, הפרויקט מסתמך על היכולות והיכולת של Fugaku לבצע קנה מידה על פני עשרות ומאות אלפי צמתי מחשוב. במסמכים שהוצגו בכנס SC'25 נכתב כי החישובים בוצעו בקנה מידה מלא של המערכת – יותר מ-145 אלף צמתים.
השימוש בפוגאקו כאן אינו הצגת כוח טכנולוגי לצורך יצירת אפקט. זהו צורך טכני: עם פחות משאבים, המודל מאבד דיוק ביולוגי או הופך לבלתי מספק מבחינת מהירות וקיבולת זיכרון.
הבדל מבינה מלאכותית
למרות הדמיון החיצוני של המונחים, מודל דיגיטלי של קליפת המוח אינו קשור ישירות למערכות בינה מלאכותית מודרניות. מודלים של AI מאומנים על נתונים ומייעלים תוצאה ספציפית – זיהוי תמונות, תרגום טקסט, חיזוי. המבנה הפנימי שלהם נבחר בגלל יעילות ולא סבירות ביולוגית.
במקרה זה, המטרה הפוכה: לשחזר מדעי המוח האמיתיים, גם אם זה יקר מבחינה חישובית ואינו מניב תוצאות שימושיות במובן יישומי. זהו כלי מחקר, לא מכונה לפתרון בעיות.
מדוע מדעי המוח זקוקים לכלי כזה?
המגבלה העיקרית של מדעי המוח הקלאסי היא חוסר היכולת לצפות במוח כמערכת אחת. ניסויים מתעדים בדרך כלל את הפעילות של אזורים בודדים או קבוצות של נוירונים, לרוב בעקיפין. דוגמנות דיגיטלית מאפשרת לנו לראות את קליפת המוח כרשת משולבת ולבחון השערות סיבתיות.
הערך המעשי של שיטה זו בולט במיוחד כאשר לומדים מחלות. במודל ניתן לשנות באופן מלאכותי את הפרמטרים של כל סוג תא, להחליש או לחזק קשרים, להפר את האיזון בין עירור לעיכוב – ולראות כיצד זה משפיע על תפקוד הרשת כולה.
זה חשוב למצבים שיש להם הסברים מרובים: אפילפסיה, מחלות ניווניות, הפרעות התפתחותיות. במוח חי, ניסויים כאלה הם בלתי אפשריים או מוגבלים מבחינה אתית וטכנית; בסימולציה, הם הופכים לחזרה וניתנים לשליטה.
מגבלות מחקר
מחברי המחקר מדגישים כי המודל הנוכחי הוא הוכחה להיתכנות של גישה זו, אך אינו טופס שלם. זה עדיין לא לוקח בחשבון באופן מלא תהליכי פלסטיות – שינויים בקישוריות בהשפעת הניסיון, כמו גם את תפקידם של נוירומודולטורים, המווסתים כימית את הפעילות של רשתות עצביות.
בנוסף, קליפת המוח אינה פועלת בבידוד. מבנים תת-קורטיקליים, קלט חושי ותגובות הגוף ממלאים תפקיד חשוב, ובלעדיהם המודל נותר לא שלם.
הודגש באופן פרטי שלפרויקט אין בסיס לדבר על תודעה דיגיטלית. למדע עדיין אין קריטריון אוניברסלי המאפשר לנו לקבוע את נוכחות התודעה אפילו באורגניזמים חיים, שלא לדבר על סימולציות.
המשמעות העיקרית של העבודה טמונה אפוא בשילוב של שלושה גורמים: הופעתן של מפות מפורטות של קליפת המוח, זמינות התשתית לעיבודן, והמעבר במחקר המדעי – מתצפית לבדיקת השערות. בעיקרו של דבר, מדעי המוח עושים היום צעד לקראת גישה הנדסית, תוך שימוש בסימולציה כאמצעי לניתוח מערכות.
כבר כתבנו בעבר האם ניתן ליצור העתק דיגיטלי של התודעה האנושית.