מחקר חדש של מדעני ג'ורג'טאון מראה כיצד המוח חווט את עצמו מחדש כדי להפוך משימות שנלמדו לאוטומטיות. הממצאים מאתגרים הבנה ארוכת שנים של האופן שבו בני אדם שולטים במיומנויות מורכבות, מה שמצביע על כך שריבוי משימות אמיתי אפשרי.
מעבר לעידוד לאנשים עסוקים שהם באמת יכולים לעשות שני דברים בבת אחת, למחקר יש גם השלכות חשובות על פיתוח של בינה מלאכותית המסוגלת לבנות על למידה קודמת כפי שעושה המוח.
"יש לנו עוד אבן דרך בהבנתנו כיצד המוח לומד", אמר הסופר הבכיר מקסימיליאן רייזנהובר, דוקטורט, פרופסור למדעי המוח בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת ג'ורג'טאון, ומנהל שותף של המרכז להנדסה עצבית.
החלק המעודד הוא שאתה באמת יכול ללמוד ריבוי משימות. למעשה יש דרך לשפץ את ארכיטקטורת המוח שלך ולהשתמש בחלקים אחרים של המוח שלך."
מקסימיליאן ריזנהובר, אוניברסיטת ג'ורג'טאון
המחקר החדש מתבסס על עשרות שנים של מחקר על האופן שבו למידה מתרחשת במוח.
מדענים רצו להבין את המנגנונים שמאחורי אוטומציה, וכיצד המוח עובר מלימוד משימה חדשה לדרך לביצוע משימה זו בצורה לא מודעת יותר לאחר ניסיון רב.
דוגמה טובה היא נהיגה, אמר ריזנהובר. כשמישהו לומד לראשונה לנהוג, זה דורש ריכוז מלא. אבל לאחר נהיגה של שנים רבות, רוב האנשים יכולים לדבר, להאזין למוזיקה או לשקול בעיה מבלי להתמקד לחלוטין בהפעלת הרכב.
"השאלה היא: איך המוח שלך עושה את זה?" אמר ריזנהאובר.
רוב המחקרים הקודמים על למידה התמקדו בשלבים המוקדמים, אבל מה שקורה למוח בטווח הארוך קשה יותר לחקור ופחות מובן.
לצורך המחקר החדש, החוקרים הכשירו אנשים למיין תמונות של מכוניות שעברו שינוי בשתי קטגוריות, ולמדו לזהות הבדלים עדינים כדי להבדיל ביניהן. המשתתפים השלימו יותר מ-30,000 ניסויים במשך 5 עד 10 שבועות, תוך שימוש באפליקציה שאפשרה להם למיין את התמונות כמשחק בטלפון שלהם. החוקרים השתמשו ב-fMRI ו-EEG כדי לבצע סריקות מוח של המשתתפים לפני ואחרי שהשלימו את הניסויים.
הם גילו שאחרי שאנשים למדו תחילה למיין את התמונות, המשימה הפעילה את קליפת המוח הקדם-מצחית שלהם. אזור זה במוח אחראי על תפקוד ביצועים וחשיבה, אך בדרך כלל יכול להתמודד רק עם משימה אחת בכל פעם.
עם זאת, כאשר חוקרים סרקו את מוחותיהם של משתתפים שתרגלו את משימת המיון במשך שבועות, הם גילו שהסיווג מתרחש כעת בקליפת המוח הטמפורלית, חלק מהמוח המעורב בקידוד זיכרון וזיהוי עצמים מורכבים.
"מחקרים קודמים הראו שחלקים מקליפת המוח הטמפורלית יכולים להיות מופעלים על ידי קטגוריות אובייקטים מסוימות אצל צופים מנוסים, ציפורים, מכוניות, אפילו פוקימונים, אבל המגבלה של כל המחקרים האלה היא שהם רק דאגו שאנשים הפכו למומחים. הכוח של המחקר הזה הוא שהוא אורכי, אנחנו מודדים לפני ואחרי אימון, אז אנחנו יכולים לראות שאזור אימון סלקטיבי נרחב אמר שפטריק לא היה שם קודם לכן קטגוריה טמפורלית. קוקס, דוקטורט, שהחל את המחקר כסטודנט לתואר שני במעבדה של ריזנהובר וכיום הוא עוזר פרופסור לפסיכולוגיה באוניברסיטת ליהי.
"יש לכך השלכות על תרחישים קריטיים בעולם האמיתי, כמו כאשר רדיולוג יכול לסווג במדויק מסות בצילום רנטגן כשפירות או ממאירות באופן אוטומטי למדי, לעתים קרובות ללא התלבטות מקיפה, הודות לשנים של הכשרה", אמר קוקס.
מידע קטגוריה מהאזור הסלקטיבי לרכב בקורטקס הטמפורלי עקף את הקורטקס הפרה-פרונטלי והתחבר ישירות לחלקי פלט של המוח. "הניסיון משפץ את המוח כדי לעקוף את צוואר הבקבוק הקדמי הזה. הקליפת המוח הקדם-מצחית נשארת פנויה לכל דבר אחר שתרצה לעשות, מה שמגדיל את היכולת שלך", הסביר ריזנהובר. ואכן, החוקרים מצאו שככל שמשימת המכונית "הוורדה" מהקורטקס הקדם-מצחתי, כך אנשים היו מסוגלים לבצע משימה נוספת במקביל למשימת המכונית.
הממצא מאתגר תיאוריה ארוכת שנים לפיה בני אדם אינם מסוגלים לבצע ריבוי משימות אמיתיות. במקום זאת, חשבו שהמוח עובר במהירות הלוך ושוב בין שתי משימות.
"מה שאנחנו מראים הוא שהמעגל משתנה למעשה כך שהמוח יכול לעשות שני דברים בבת אחת", אמר ריזנהובר. "זה באמת ריבוי משימות אמיתי."
לממצאים יכולים להיות גם השלכות על הבנת התנהגויות כפייתיות, מכיוון שהם מדגימים שהתנהגויות נלמדות עוברות למעגלים מוחיים שפחות נגישים למחשבה מודעת או לתפקוד ביצועי.
"הצעד הראשון להסרת למידה של משהו הוא להבין היכן הוא בעצם מתרחש במוח", אמר ריזנהובר. "זה מראה מדוע אסטרטגיות כמו להגיד למישהו לחשוב על משהו אחר לא ממש עוזרות, כי אין להם באמת את ההתנהגות בשליטה מודעת."
זה גם עוזר להסביר מדוע בני אדם כל כך טובים בלמידה מתמשכת, או בבניית מיומנויות על מיומנויות – משהו שבינה מלאכותית עדיין נאבקת איתו.
העברת מיומנות נלמדת לקליפת המוח הטמפורלית ושחרור מקום בקליפת המוח הקדם-מצחית יכולים לאפשר למוח להשתמש במידע הישן כאבן בניין כדי ללמוד משהו חדש, אמר ריזנהובר. לדגמי AI נוכחיים אין את אותה יכולת, הוא ציין.
בשלב הבא, החוקרים רוצים לחקור את המנגנונים או האותות הכרוכים בהעברת למידה מחלק אחד של המוח לאחר ולהבין מהם הגבולות של ריבוי משימות.
"שאלה מעניינת נוספת היא אילו סוגי משימות ניתן ללמוד מספיק כדי לבצע במקביל", אמר קוקס. "אנחנו יכולים ללכת וללעוס מסטיק בו זמנית, אבל הסתכלות בטלפונים שלנו כדי לשלוח הודעות טקסט בזמן נהיגה לעולם לא תהיה בטוחה, כי אנחנו מסירים את העיניים שלנו מהכביש. זה מסתכם ביכולת לאמן מעגלים עצביים נפרדים לחלוטין כדי ששתי משימות יהפכו לתואמות".
