היפני שיושב עם כיפת אלקטרודות על הראש, על כיסא שמחובר למתקן דמוי מקרר קטן, לא נראה נרגש במיוחד. למעשה הוא נראה מנומנם למדי, על אף שהוא משתתף בניסוי היסטורי: הוא עומד להפעיל רובוט בכוח המחשבה בלבד. גם האנשים סביבו חתומי פנים. אחד מהם מגיש לו כרטיס שעליו מצוירת יד ומופיעות המלים "יד ימין". האיש עם האלקטרודות חושב, האורות במקרר שמאחוריו נדלקים. ואז עוברת המצלמה לאסימו, הרובוט הלבן המפורסם של הונדה, שניצב לידו. אסימו מתעורר לחיים. "כן! קיבלתי את התוצאה, אני חושב שזה נכון", הוא אומר ביפנית, "זו יד ימין!" הוא צועד צעד קדימה ומניף את ידו - נדמה שהוא מחכה לתשואות מהקהל. משום מה, מבין משתתפי הניסוי, אסימו הרובוט הוא זה שמפגין את החיות ואת החן הגדולים ביותר. הסרטון הזה, שפורסם על ידי הונדה ביוני של השנה שעברה, מהווה עדות לכוחן של מחשבות: לא רק שהן מפעילות את הגוף, עכשיו הן גם משמשות כדי להפעיל את העולם שסביבנו, מבלי שנצטרך להזיז את גופנו כלל. תחום המחקר המכונה "ממשק מוח-מכונה", אחד התחומים החמים במדע כרגע, מנסה לחבר בין המוח לבין מחשבים מסוגים שונים כדי להפעיל את העולם: שבב במוח או אלקטרודות שיחוברו אליו יקראו אותות מוחיים ויעבירו אותם למחשבים חכמים שיותקנו בזרוע מלאכותית או לחלופין, במכונית שלנו.
עבור נכים ומוגבלים, למשל כאלה שאינם מסוגלים להניע גפיים או לדבר, מדובר על דרך לעקוף מגבלות פיסיות ולזכות בעצמאות שאפשר רק לחלום עליה כרגע. עבור הבריאים - זהו עוד צעד במסע לקראת עתיד שבו לא נצטרך אפילו להניע אצבע, חלילה, כדי לבצע פעולות יום-יומיות פשוטות. דמיינו, למשל, מזגן שמתחיל לפעול מיד כשאתם שמים לב שחם לכם, מכונית אינטליגנטית שפותחת את תא המטען ברגע שאתם מתקרבים אליה עם זרועות עמוסות מצרכים (זאת בהנחה שבעתיד מישהו עוד יצא מהבית לעשות קניות) או לחלופין - חיפוש בגוגל בלי עזרת מחשב, סלולרי או אייפד: פשוט חשבו על המושג שברצונכם למצוא - השבב במוח שלכם יסרוק את הרשת וישדר את המידע היישר לתודעה, בלי טרדה מיותרת של הקלדה, בחירה והקלקה.
נשמע כמו מדע בדיוני? במעבדות בכל העולם חוקרים כבר הצליחו לגרום לקופים להזיז יד אלקטרונית בכוח המחשבה בלבד; בנו כיסא גלגלים המופעל על ידי המוח; ו"קראו מחשבות" ברמת תחכום עולה והולכת - אם כי עוד רחוק היום שבו מישהו עם הציוד הנכון, יצליח להבין מרחוק מה אתם חושבים על הבוס. המימוש העסקי, ברוב המקרים, עוד רחוק, אך הפוטנציאל אדיר: החל במשחקי מחשב המופעלים על ידי מחשבות, וכלה בשיפור אמיתי בחייהם של חולים ומוגבלים - קהל היעד של פיתוחי מוח-מכונה כולל, בעצם, את כולנו.
עד כמה אנחנו קרובים למצב שבו נסתובב עם שבבים במוח? "אם היית שואלת אותי לפני 20 שנה, הייתי אומר לך שזה ייקח עוד 100 שנה, אבל זה קורה הרבה יותר מהר", אומר פרופ' מתי מינץ מהמחלקה לביו-פסיכולוגיה באוניברסיטת תל אביב, "תוך עשר שנים אני צופה שיהיה שימוש בממשק מוח-מכונה, בפונקציות פשוטות אך חיוניות. קולגה שלי בארה"ב כבר בונה שבב כזה כדי לאושש יכולות אצל אנשים שיש להם בעיה עם שיווי משקל. הנבואה ניתנה לשוטים, אבל לדעתי קרוב מאוד הזמן שבו דברים כאלה יהיו בשימוש. באירופה ובארה"ב מפנים תקציבים גדולים מאוד לכיוונים האלה - אחרי הכל, האוכלוסיה מזדקנת, ונדרש מאמץ לשמר את תפקודי המוח בשיטות שונות".
"ממשקי מוח-מחשב נהפכו לעניין מרכזי", מאשר פרופ' חזי ישורון מבית הספר למדעי המחשב באוניברסיטת תל אביב. "כל דבר שאנחנו עושים מקורו במוח. אם נבין את הקידוד של המוח, נצליח להפעיל מערכות אחרות, למשל לחבר יד ביונית שתוכל לקבל איתותים מהמוח ולתפקד במקום איברים פגועים. ברזולוציה מסוימת אנחנו כבר יודעים לעשות את זה. נניח, למשל, שאת מדמיינת שאת מתופפת עם האצבעות על שולחן - אפשר לזהות באיזה אצבע את רוצה לתופף".
ואם כבר יודעים באיזו אצבע, למה לא לבנות את כל היד? מחקרים רבים על ממשק מוח-מחשב מנסים לשקם מוח שנפגע ממחלות, משבץ, מתאונות או פשוט מזקנה, לעקוף את הנוירונים הפגועים ולאפשר שליטה מחודשת על גפיים - אמיתיות או מלאכותיות. מינץ עובד על בניית מעגל מחשב שיחליף אזורים במוח שנפגעו בשל גידול או הזדקנות.
בניסויים, שמתקיימים כרגע על חיות, הוא לומד את הגירויים שמגיעים לאזור הפגוע של המוח וחוקר את הקשרים האנטומיים שלו. בהמשך הוא בונה מעגל מלאכותי שזהה, מבחינת מבנה ופעולה, למעגל המוח שנפגע, מבנה אותו בשבב ומשתיל אותו מתחת לעור הקרקפת או החזה, כשהוא מחובר לאזור הפגוע במוח.
השבב מקבל אותות עצביים מהאזור המוחי ומפעיל את הגפה המתאימה. בינתיים, הוא מספר, מדובר על האזורים האחראיים על התנהגות לא מודעת בלבד, שהיא פשוטה יותר ללמידה; אבל אחד מיתרונות השבב הוא היותו מסוגל ללמוד את סביבת הנבדק, בדומה ללמידה המתבצעת במוח הביולוגי. כלומר, אם המושתל נתקל פעם אחת במגהץ פועל, השבב לומד שהוא חם מאוד. בפעם הבאה הוא יזהה את צורת המגהץ ויימנע ממנו, ממש כמו ילד שלומד להכיר את סביבתו.
במחקרים דומים בארה"ב, הצליחו קופים חבושים בכיפת אלקטרודות להזיז יד מלאכותית בכוח המחשבה בלבד. אפשר רק לדמיין את גודל השינוי שפיתוח כזה יחולל בחייהם של נכים.
מכונית שתנהג לפי פקודת מוח
המרוץ אחר העין הביונית (ראו מסגרת) אף הוא מתנהל במלוא הקצב, בין השאר בישראל - תוך מחשבה על מכירות פוטנציאליות של שתלי רשתית בסך מיליארד דולר בשנה. בארה"ב, מחקרים כאלה קיבלו דחיפה גדולה דווקא מממשל בוש, שנאלץ להתמודד עם חיילים שחזרו מאפגניסטן ומעירק עם נכויות.
"מה שמעניין בכל תעשיית הקיבורגים (אדם-מכונה) הוא שהיא מונעת במידה רבה על ידי הרפואה", מציין דורון פרידמן, מרצה במרכז הבינתחומי בבית ספר סמי עופר לתקשורת, וראש המעבדה לחקר הווירטואליות. "אנחנו רגילים לחשוב על סרטי אימה ועל מדע בדיוני, אבל הרעיון מאחורי המחקר הוא שיש פה תעשייה של המון כסף שמטרתה היא לעזור לאנשים. בתחום הרפואי אין בכלל שאלה אתית: זה עובד, ועוזר במקרים מסוימים".
מחקרים בישראל ממומנים על ידי קרנות מחקר ישראליות, בסכומים קטנים יחסית, ועל ידי קרנות אירופיות או אמריקאיות, בסכומים נדיבים יותר. מינץ ושותפיו מאוניברסיטת תל אביב - מירה מרקוס, חגית מסר-ירון ויוסי שחם - מממנים את המחקר ואת הסטודנטים העוסקים במלאכה מתקציב נדיב של קרן אירופית, אך הוא עתיד להיגמר בקרוב.
בעבר הלא רחוק התקיים בישראל מאמץ להקים קרן למחקר רחב היקף על ידי קבוצות חוקרים. המאמץ הזה הופסק לאחר שנה אחת בלבד. שאר התקציבים בישראל קטנים יחסית ורבים מהחוקרים מדווחים על מצוקה תקציבית אמיתית, המונעת מהם להריץ פרויקטים גדולים. עזרה לחולים היא כמובן הצידוק הטוב ביותר לקיומו של מחקר כזה, שהרי אף קרן מחקר לא תיתן מימון לפיתוח של משחק מחשב חדיש. אבל גם חברות מסחריות לא טומנות ידיהן באלקטרודה, מתוך כוונה להשיג יתרון טכנולוגי וליהפך לחדשניות בתחומן. יצרני מכוניות יפניים, למשל, צברו ידע רב בפיתוח קווי יצור משוכללים ואוטומטיים, והם מנצלים את הידע הזה כדי לפתח ממשקים מתוחכמים.
המטרה הסופית היא לעצב מכוניות חכמות, כמו זו שתפתח לנו את תא המטען ואפילו תנהג עבורנו לפי פקודות מוח: אבל בדרך מפתחים המדענים יישומים רפואיים, כמו כיסא הגלגלים שעליו הודיעה טויוטה בשנה שעברה, המופעל על ידי מחשבה בלבד: הכיסא מצויד בשולחן קטן ועליו לפטופ, והיושב בכיסא חובש כיפת אלקטרודות. חיישני א.א.ג מעבירים אותות מהמוח למחשב, והוא מתרגם אותם לאותות הכוונה עבור הכיסא.
כיסאות גלגלים המופעלים בכוח המחשבה אינם דבר חדש, אבל זה של טויוטה הקטין את הפער בין מחשבה ליישומה, שעמד בפיתוחים קודמים על כמה שניות מעצבנות, לכדי 125 אלפיות השנייה בלבד. שוק היעד של המוצר הוא בעיקר סיעודי, ובהתחשב באוכלוסייתה המזדקנת של יפן ושל העולם בכלל - מדובר בצעד לטובת האנושות שיש בו גם היגיון עסקי: לפי נתוני national health review, ב-2002 היו בארה"ב 1.6 מיליון משתמשים בכיסא גלגלים מחוץ למוסדות סיעודיים, אם כי רק 155 אלף מהם השתמשו בכיסא חשמלי - והשאר בכיסא המופעל ידנית; כך שאפשר רק לדמיין את מספר החסמים הכספיים והמנטליים שיעמדו בפני כיסא המופעל על ידי שדרי מוח.
חברות מסחריות נוספות עושות צעדים בכיוון פיתוח מוצרים של ממש, אם כי כרגע הן נמצאות בשלב ראשוני של פיתוח: פרידמן, שמשתף פעולה עם חברה אוסטרית בשם g.tec, מספר על מוצר חדש שלהם, שמאפשר לחולי als (מחלת ניוון שרירים שבה לוקה בין השאר גם הפיסיקאי סטיבן הוקינג) בשלב מתקדם, להכתיב מכתב למחשב באמצעות גלי מוח. מדובר בחולים שאינם יכולים להזיז את גופם או לדבר, אך נמצאים בהכרה מלאה.
באמצעות המכונה, החולה החובש אלקטרודות, מתרכז באות מסוימת של האלפבית, והאלקטרודות מזהות את הפעילות במוח ומפענחות לאיזו אות הפעילות מתייחסת. דיוק בבחירת האות, נכתב באתר החברה, עלול לקחת בין שניים עד 20 ניסיונות, והשימוש דורש תהליך אימון ממושך - גם מצד המכשור, שצריך ללמוד לזהות את גלי המוח של המשתמש, וגם מצד המשתמש, שצריך לדעת להפעיל את מוחו באופן שהמכונה תוכל להבין אותו.
"העניין מוגבל עדיין, אבל זה עובד", מספר פרידמן, "הבעיה העיקרית היא הקצב: אפשר להכתיב רק אות אחת לכמה שניות - עבור אדם בריא זו חוויה מתסכלת שדורשת המון סבלנות וריכוז - אבל עבור אדם משותק, זו לפעמים הדרך היחידה לתקשר".
יודעים לפנינו מה נחליט
אלא שלא על הרפואה לבדה עומד הממשק: אחרי הכל, מה יכול להיות מלהיב יותר ממשחק מחשב שבו אתה מזיז את השחקנים ועוצר קליעים רק בכוח מוחך המפותח? משחקי מחשב הם שוק של 11.7 מיליארד דולר בארה"ב לבדה, לפי נתוני ההתאחדות של תעשיית משחקי המחשב האמריקאית מ-2008. למעשה, חברות כמו נינטנדו עובדות כבר כבר שנים על משחקים המופעלים באמצעות המוח.
חברת אימוטיב (emotiv) כבר הוציאה לשוק חבילה של שלושה משחקים שעובדים על נוירו-פידבק, ביניהם משחק פינג פונג וירטואלי - ועוד אחד שנקרא "jedi mind trainer", במחווה גיקית ליצירות המדע הבדיוני שחזו את העתיד כבר מזמן. המשחק מצריך לבישה של קסדת אלקטרודות, שנמכרת באתר החברה תמורת 299 דולר, ושבעזרתה אפשר להזיז את השחקנים. עם זאת, פרידמן טוען שהקסדה לא קוראת את שדרי המוח, אלא שדרים שמגיעים משרירי הפנים - וכי "הפעילות החשמלית של השרירים שלך ושל הגוף שלך היא הרבה יותר גדולה מהפעילות החשמלית של המוח".
רנן גלוזמן, ראש התוכנית לעיצוב ולפיתוח משחקי מחשב במכללת בית ברל, טוען שהמשחקים לא צברו עדיין מספיק פופולריות, בין השאר מסיבות תרבותיות. "אנשים עוד לא מוכנים ללבוש מין קסדה משונה, זה נראה להם מפחיד ולא יפה, וחוץ מזה, הטכנולוגיה לא מהירה מספיק", הוא טוען. "גיימר נוירוטי ועצבני שרוצה סיפוקים מיידיים, לא ימצא אותם שם".
מעניין ומפחיד לא פחות הוא היישום שמבקש לחפור לנו במוח כדי להפוך אותנו לפגיעים יותר לשיווק: מה שמכונה נוירו-שיווק או נוירו-פרסום. נילסן הודיעה לפני שנתיים על השקעה בחברת נוירו-פוקוס, שמלבישה על צופים אלקטרודות כדי להעריך את האפקטיביות הרגשית ואת דרגת תשומת הלב שפרסומות או סרטונים ויראליים מושכים, במטרה להפוך אותם לכל כך אטרקטיביים עבור מוחנו המופצץ, עד שלא תהיה לנו ברירה אלא להזמין קוקה קולה מהפיצוציה הווירטואלית השכנה.
אפשר לחשוב גם על שימושים אפלים יותר לטכנולוגיות המתהוות - ברגע ששד המוח-מכונה יצא מהבקבוק, אין לדעת מי ישתמש בו כדי להשיג כסף או מידע. וכמובן, אפשר להגיד שכל העסק מבוסס, בעצם, על "קריאת מחשבות", למרות הסתייגותם של מדענים זהירים ממונחים סנסציוניים מסוג זה. כדי להשתמש בשדרי המוח במטרה להפעיל משהו, כל דבר - צריך להבין קודם כל מה המוח אומר. אולי למזלנו, כרגע קידוד המחשבות שלנו עדיין מסובך מכדי שאפשר יהיה לקרוא אותן במלואן. "המפות של המוח יחסית ידועות - אנחנו יודעים אילו אזורים שולטים על אילו תפקודים", אומר ישורון. "כל דבר שאת חושבת עליו מוביל לתבנית פעולה מסוימת במוח. אבל אם את למשל חושבת על חתול, זה כבר קידוד מופשט יותר. אפשר לזהות אם את רוצה לפנות לצד שמאל או ימין, אבל אנחנו רחוקים מרחק גדול מלדעת אם את רוצה כרגע לקרוא את שיריו של טניסון. אנחנו עדיין לא יודעים איך ההחלטה הזו נראית במוח".
התקדמויות מעניינות נעשות גם בתחום זה. חוקרים אמריקאים מקבוצת מחקר בפיטסבורג הצליחו להבין, מקריאת נתוני מכשיר להדמיה מוחית מסוג fmri, על אילו מלים חושב אדם מתוך רשימה נתונה. החוקרים ניצלו את העובדה שחשיבה על מלים ועל תמונות בקטגוריות סמנטיות שונות - למשל, בניינים, כלים, אוכל - מפעילה דפוסים שונים של פעילות במוח: במחקר, שפורסם לפני שנתיים, הם נתנו לאדם לחשוב על מלה מסוימת מתוך רשימה נתונה - ואז, לפי מיפוי האזורים שנדלקו במוח, ביקשו מהמחשב לנחש על איזו מלה חשב הנבדק. מידת הדיוק, לפי דיווחיהם, היתה 90%, כל עוד השתמשו במלים ידועות; לקורא מהצד זה נשמע כמו משהו מעולמו של ג'ורג' אורוול.
"תוצאות אלה מעניינות, אבל כדאי לראות אותן בהקשר הנכון", מצנן ישורון את ההתלהבות. "מדובר במספר קטן יחסית של מלים נבדלות, בקטגוריות המפעילות אזורים ידועים יחסית. עדיין אי אפשר להגיד למישהו: 'תחשוב על משהו' - ולהבין על מה הוא חושב".
מחקר שנעשה במעבדתו של ישורון בימים אלה הולך צעד אחד קדימה, ומנסה להבין מה אנחנו מחליטים - עוד לפני שאנחנו הבנו זאת. במחקר של דוקטורנט בחקר המוח בשם עמרי פרץ בהנחיית ישורון ופרופ' יצחק פריד מהפקולטה לרפואה באוניברסיטת תל אביב, התבקשו נבדקים לנהוג בסימולטור נהיגה, כשמוחם מחובר לאלקטרודות המתעדות פעילות חשמלית בחלקים שונים של המוח. בשנייה שבה החליטו הנבדקים אם לפנות ימינה או שמאלה, הם התבקשו לדווח על כך; המטרה היא לבדוק אם אפשר להבין לאיזה כיוון מחליטים הנבדקים לפנות, עוד לפני שהם עצמם נהפכו למודעים להחלטתם.
מחקר דומה של חוקרים גרמנים שהתפרסם לפני שנתיים, מצא פער של עד עשר שניות בין הפעילות המוחית המעידה על קבלת החלטה ועל הכיוון שאליו היא נוטה, לבין המודעות להחלטה שנלקחה; כלומר, החוקרים יכולים לנחש עוד לפני הנבדק מה הוא עומד לעשות.
החוקרים הסיקו שהאיחור התודעתי משקף את ההכנה שמבצע המוח לקראת קבלת ההחלטה והפעולה על פיה. "קריאת החלטות" עובדת גם בדיעבד: במחקר אחר שהתפרסם לפני שנה - של ישורון, פרופ' תלמה הנדלר ותלמיד המחקר אלון טלמור - התבקשו נבדקים לבצע פעולה מסוימת - למשל, להיכנס לחדר מסוים ולהוציא שטר כסף מתוך ארנק המונח בכיס מעיל. לאחר מכן הראו לנבדקים סרטים המתארים פעולות שונות - וגילו תגובה חזקה במיוחד לסרט שבו אדם מוציא כסף מארנק. הממצא המעניין, מוסיף ישורון, היה כי הפעילות לא נמצאה בחלקים הרגשיים של המוח, אלא ב"תאי מראה" - אזור שאחראי על השתקפות פעולות שאנחנו רואים: זהו האזור שגורם לנו, למשל, לחזור באורח לא מודע על תנועותיו של בן שיחנו. המוח זיהה את הפעולה שהתבצעה קודם, והגיב לה ביתר שאת.
לא קשה לחשוב על יישומים מעשיים לממצאים הללו - למשל, בנייה של מכונת אמת משוכללת, שבה יוקרנו סרטים של היצ'קוק כדי לחשוף חשודים ברצח בלונדיניות במקלחת. אך לדברי ישורון, המערכת הזו לא אמינה מספיק כדי שאפשר יהיה להשתמש בתוצאותיה כהוכחה. "יש שקושרים את הפיתוח למכונת אמת. אנחנו נמנעים מלהשתמש בקישור הזה, כי קיים פער גדול בין ממצאים בניסוי ספציפי במעבדה, למערכת בעלת תוקף כלשהו בעולם האמיתי", הוא אומר.
אפשר לחשוב על גופים שיהיו להם גם היכולת וגם האינטרסים להשתמש בממצאים שלכם לרעה.
"נכון, אבל אפשר להשתמש לרעה בכל מחקר שנערך באוניברסיטה, גם במחקרים של ספרות עברית".
האיש הביוני ברחוב
החלוץ האמיץ בתחום חקר המודעות להחלטות הוא פרופ' בנג'מין ליבט מאוניברסיטת קליפורניה, שגילה כבר בשנות ה-70 את פער הזמנים בין ההחלטה על פעולה לבין המודעות לקבלתה. ממצאיו הציתו ויכוח סוער בתחום הפילוסופי העתיק של הרצון החופשי: האם ההחלטות שאנו מקבלים, הבסיס לפעולותינו החופשיות לכאורה, מתקבלות לפני שאנו מודעים להן? כלומר - האם המוח, לכאורה, מחליט בשבילנו - ועד כמה אנחנו בעצם מקבלים את החלטותינו באופן מודע?
"עבור חוקרים בחקר המוח, שאלת הרצון החופשי חסרת משמעות, כי היא לא מוגדרת היטב", מסביר ישורון. "אבל מבחינת החשיבה המקובלת, העובדה שהמוח שלך בעצם החליט בהיעדרך ושאני יכול לדעת לפניך מה החלטת - מציירת תמונה של אוטומט שמודע רק בדיעבד למה שהחליט".
שאלת הרצון החופשי בוודאי תשוב ותעלה בשנים הקרובות. המחקר בתחום הממשק מוח-מחשב מתקדם בקצב הטכנולוגיה - וסביר להניח שעוד יימצא המעצב שיהפוך את קסדת האלקטרודות לאביזר החם הבא, ובעתיד נסתובב כולנו עם שבב קטנטן במוח וננסה לאותת למכונת הכביסה שנגמרו לנו החולצות. נראה כי אף שהחלקים ייהפכו לזעירים יותר ויותר, השאלות האתיות רק צפויות לגדול - בעוד האיש הביוני נהפך מדמות בדיונית לאדם ההולך מולנו ברחוב.
המרוץ אחר העין הביונית
במעבדה של פרופ' יעל חנין, מהמחלקה להנדסת חשמל באוניברסיטת תל אביב, נשמעת באופן קבוע המיית הנוירונים: צלחת ובתוכה אלקטרודות, שעליהן גדלים תאי עצב בתצורות שונות, מחוברת למגבר שמתרגם את הפולסים החשמליים שפולטים הנוירונים לסדרה של פולסים שנרשמים על ידי מחשב. חנין, יחד עם תלמיד המחקר שלה, מארק שיין, בשיתוף פעולה עם מעבדתו של פרופ' אשל בן יעקב מהמחלקה לפיסיקה, מגדלת נוירונים על חומר מיוחד בשם carbon nanotubes.
אחד השימושים האפשריים של הנוירונים הוא יצירת שתל רשתית מתקדם, שיוכל לסייע לעיוורים לראות. המרוץ אחר הרשתית המלאכותית אינו מוגבל למעבדתה של חנין. חברה אוסטרלית עוסקת בו, חברה גרמנית ביצעה ניסוי מוצלח בחודש שעבר שבמסגרתו הצליחו עיוורים לראות עצמים מרחוק, וגם החברה הישראלית - ננו רטינה - שעובדת בשיתוף פעולה עם חנין, רודפת אחר אותו יעד.
לא לשווא מתבצע המרדף: ננו רטינה מעריכה את המכירות הפוטנציאליות של השתל ב-180 אלף יחידות לשנה, ובמחיר של 60 אלף דולר לשתל. המשמעות: מכירות שיגיעו לסכומים של מיליארד דולר. ננו רטינה, שמייסדה הוא היזם הרפואי יוסי גרוס, קיבלה מימון של 2.5 מיליון דולר מקרן ריינבו של גרוס ואפי כהן-ארזי, וצפויה לקבל עוד 2.5 מיליון דולר בעתיד. השתל אמור להחליף קולטני אור פגועים אצל אנשים שהתעוורו כתוצאה ממחלות ניווניות.
"בעין יש 15 מיליון קולטני אור, ובמחלות רבות קולטני האור בעין מתים כשכל שאר העצבים עוד עובדים", מסביר מנהל ננו רטינה, רענן גפן. השתל המיועד אמור לצאת בתוך חמש שנים, ולאפשר ראיה בשחור ולבן בלבד. הוא יכיל מצלמה שתקלוט את התמונה, ומצד שני, אלקטרודה שתגרה את העצבים הנותרים. "האלקטרודה צריכה להגיע לגודל של 5 מיקרון - כשגודל אלקטרודה סטנדרטית הוא 100 מיקרון בערך", מסביר גפן. הדרך לשתל עוד רחוקה: כרגע מתרכזים במעבדה של חנין בלימוד הדינמיקה בין הנוירונים מצד אחד, ומצד שני - במיזעור האלקטרודות. חנין אינה מתעניינת בצד העסקי: היא מרותקת ללימוד התקשורת בין התאים במוח. במהלך המחקר שלה היא הצליחה לגרות את הנוירונים בעזרת זרמים חשמליים, וכך הם הסתדרו על האלקטרודה בתצורות שונות. המטרה היא לבחון כיצד התצורה משנה את התקשורת ביניהם.
"אחת השאלות הגדולות היא, איך אנחנו עוברים מתא עצב בודד, שאפשר לחקור אותו בנפרד, למוח שיש בו מיליארדים של תאים שעובדים ביחד", היא מסבירה. "כמו שאצל נמלים, לאינדווידואל עצמו אין חשיבות אלא רק לקולקטיב, כך גם כאן: התקשורת בין האלמנטים היא הדבר המרכזי. אנחנו יודעים המון על איך תאים בודדים עובדים, מה המנגנונים והמבנה שמכתיבים פעילות, והרבה על המוח, אילו אזורים עושים מה; השאלה היא, איך שני הקצוות מתחברים זה לזה".
גפן, לעומת זאת, מוטרד מדברים אחרים: תקנים, רגולציה ומזעור. בעקבות הפרסומים בעיתונים על החברה, הוא מספר, קיבל מכתבים מעיוורים וממשפחותיהם שביקשו להתנדב לניסויים הקליניים, שעוד לא החלו: "משפחה אחת עם שתי ילדות בתהליכי התעוורות, או סבתא שלא ראתה את הנכדים שלה אף פעם".
פקודה לפרוטזה
ממשק מוח-מכונה - איך זה עובד
1. המשתמש חובש כיפת אלקטרודות או שאלקטרודות עומק מוחדרות למוחו, כדי לקרוא את השדרים החשמליים מהאזור הרלוונטי במוח. לחלופין, הוא מוכנס למכשיר דימות כמו fmri, הממפה את הפעילות באזורים שונים במוח
2. האלקטרודות מעבירות את האותות שהן קוראות למחשב, שמפרש את הקידוד המוחי בעזרת תוכנה (אלגוריתם) ושולח את הפקודה הלאה לאובייקט תנועה - לפרוטזה, לסמן מחשב, לכיסא גלגלים ולמכשירים נוספים
3. הפקודה מתבצעת בעולם האמיתי. התאים שהפעילו את התנועה מקבלים היזון חוזר לגבי מידת ההצלחה של הפעולה, ובהתאם לכך התאים משנים את פעילותם עד שפעולה מתבצעת באופן אופטימלי
כוח המוח המצאות שפעולות מכוח המחשבה
אסימו, הרובוט של הונדה: רובוט שאפשר להפעילו בכוח המוח. בניסוי שערכה הונדה ב2009 הצליח נסיין לגרום לרובוט להניף את יד ימין, לאחר שהנסיין המחובר לאלקטרודות חשב על כך
מקלדת מחשבתית: פותחה על ידי חברת g.tec ומאפשרת לנכים בכל גפיהם להקליד אותיות באמצעות המחשבה
שבב שמושתל בנכים: קורא שדרים ממוחם ומפעיל גפיים בהתאם. נמצא בפיתוח במעבדתו של פרופ' מתי מינץ מאוניברסיטת תל אביב
כיסא גלגלים: הכיסא מופעל באמצעות המוח. הוצג, בין השאר, על ידי חברת המכוניות טויוטה
משחקי מחשב: חברת emotiv פיתחה כמה משחקי מחשב שמופעלים על ידי המוח באמצעות קסדת אלקטרודות
יד אלקטרונית: קופים הצליחו להזיז את היד בכוח המחשבה בלבד
רוצים להיות חוקרי מוח? לכו ללמוד מדעי המחשב
מה צריך ללמוד כדי לחקור את המוח? ביולוגיה, פסיכולוגיה, אולי קצת כימיה - ולעבודה. הגיוני, לא? הרי מדובר במערכת ביולוגית. אבל האמת היא שאם ברצונכם להיות חוקרי מוח, אולי מוטב שתלכו ללמוד מדעי המחשב, מתמטיקה או פיסיקה. חקר המוח - פעם תחום שנשלט על ידי פסיכולוגים וביולוגים - הוא כיום מגדל בבל אקדמי, שמאחד חוקרים מתחומי הרפואה, הפסיכולוגיה, ההנדסה, המתמטיקה, הפיסיקה ומדעי החיים.
בכנס על חקר המוח שנערך באוניברסיטת תל אביב לפני כמה שבועות וניסה לאחד את כל מי שחוקר את המוח בקמפוס, הרצו חוקרים מ-75 מעבדות שונות. אפילו חוקרים מהפקולטה לכלכלה היו שם - בעקבות מחקריהם זוכי פרס הנובל של דניאל כהנמן ועמוס טברסקי, הם חוקרים את תהליכי קבלת ההחלטות. "במובן מסוים, חקר המוח המודרני דורש חזרה לאיש הרנסאנס", טוען פרופ' מתי מינץ מהמחלקה לפסיכו-ביולוגיה באוניברסיטת תל אביב. "מורכבות השאלות לגבי פעולת המוח וריבוי הגישות והטכניקות לחקר המוח דורשים מהחוקרים הצעירים להכיל בחשיבה ובעשייה שלהם תחומים רבים בהרבה מבעבר.
"יש באוניברסיטת תל אביב סטודנטים מסוימים שלא מפחדים להתפרש במחשבתם ובעשייתם. הם חוקרים התנהגות כמו פסיכולוגים, רושמים פעילות מוחית כמו ביולוגים ומייצרים טכנולוגיה כמו מהנדסים ומתכנתים - כאילו זאת עוד שפה שעוזרת לטייל בעולמות חדשים", אומר מינץ.
המולטי-דיסציפלינריות נובעת בראש ובראשונה מהעובדה שהמחקר נסב סביב אחת המערכות המורכבות ביותר שבנמצא. "המוח עושה עבודה של עיבוד אינפורמציה, מהסוג שמי שבא מתחומי ההנדסה והמחשבים רגיל לנתח", מסבירה פרופ' יעל חנין מהפקולטה להנדסה באוניברסיטת תל אביב. "כדי להבין את המוח לעומק צריך טכנולוגיות משוכללות, שפיסיקאים ומהנדסים רגילים יותר להתעסק איתם. גם הביולוגיה עצמה היא מורכבת, לתאים ביולוגיים יש הרבה נדבכים, שדורשים הרבה עיניים".
טכנולוגיות חדישות של הדמיה - נוירו-אימג'ינג - אף הן מוסיפות מורכבות למחקר שפעם היה מתנהל עם פסיכולוג וקבוצת נבדקים מול מחשב. המגמה העכשווית היא למפות את פעילות המוח בזמן שהנבדק מבצע מטלה. המיפוי הוא באמצעות מכשיר הדמיה מסוג fmri או meg (מכשיר מגנטו-אנצפלוגרף): אוניברסיטת בר אילן היא היחידה בישראל שמחזיקה במכשיר הזה, שעלותו 3.5 מיליון דולר.
אלא שבישראל, כמו בישראל, העובדה שבחרת בתחום חם שנוגע בכל שדרת חיים אפשרית - ממחלות נפש עד למחקרי זיכרון - לא מבטיחה שיהיה לחוקרים די כסף לחקור אותו. "השורה התחתונה היא שהמימון בישראל נמוך בהרבה מאשר זה שבארה"ב או באירופה", אומרת חנין. "אנחנו עובדים עם מעט מאוד כסף, ממש חיים על אדים. אתה איכשהו שורד. ציוד יקר נקנה הרבה פעמים בעת בנייה של מעבדה - ואחר כך אין נגישות לציוד חדש".
להפעיל רובוט בכוח המחשבה - כבר לא מדע בדיוני; הצצה למדע הלוהט שישנה את חיינו
נעמי דרום | איור: שחר קובר
13.5.2010 / 12:03