המוח מכריע לפני שאתם מודעים - מחקר חדש

רגע לפני שעכבר מפנה את ראשו לכיוון מסוים, אפשר כבר לקרוא את ההכרעה - ולא באזור ה"חשיבה" של המוח, אלא דווקא באזור שאחראי על תחושת המגע. חוקרים מאוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין מצאו שההחלטה על הכיוון מופיעה בקליפת המוח הסומטו-סנסורית הראשונית, האזור שקולט את אותות המגע הראשונים, עוד לפני שהתנועה מתבצעת. הממצא פורסם לאחרונה בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), ומאתגר תמונה שרווחה בחקר המוח במשך עשורים. לפי אותה תמונה, קבלת החלטה דומה למרוץ שליחים: אותות חישה עולים במעלה היררכיה של אזורים ומגיעים לקליפה הקדם-מצחית, ושם נופלת הבחירה. הנתונים החדשים מראים שההכרעה כבר טמונה בפעילות האזורים שאחראים על התחושה עצמה.

עכברים, שני שפמים ומציאות מדומה - הצוות, בהובלת פרופ' יורי ולסוב מהמחלקה להנדסת חשמל ומחשבים ובהשתתפות החוקר אלכס ארמסטרונג, בנה סביבת מציאות מדומה מבוססת מגע. העכברים ניווטו בעזרת שני שפמים בלבד - שפמי C2 - כשכדור צף ודפנות ממונעות מגיבים לתנועותיהם. בתוך שלושה או ארבעה מפגשי הרגלה, ובלי אימון מבוסס תגמול, הגיעו החיות לדיוק של כ-80% במשימה.

מערכים צפופים של אלקטרודות תיעדו במקביל מאות תאי עצב בקליפה הסומטו-סנסורית הראשונית, באזור שאליו מגיע ראשון אות המגע של שפם ה-C2. תאי העצב באזור זה סימנו לאיזה כיוון יפנה העכבר עוד לפני שביצע את הפנייה. אות ההכרעה הופיע במקום שבו לא ציפו לו - עמוק בתוך האזור שמעבד תחושה, ולא באזורי החזית.

אזור ה-wS1, המכונה גם "קליפת החביות" בשל מבנהו, נחשב עד כה לתחנה הקורטיקלית הראשונה שאליה מגיע מידע המגע מהשפם, ותפקידו נתפס כמעבד גולמי של הגירוי. גילוי אות הכרעה שלם באזור זה מחייב לחשוב מחדש על חלוקת העבודה בין החישה להחלטה.

הבחירה בעכברים ובשני שפמים בלבד אפשרה לחוקרים לבודד ערוץ חישה יחיד ולעקוב אחריו בדיוק גבוה. כל שפם C2 מיוצג ב-wS1 ב"חבית" משלו, אשכול תאים ייעודי, וזה איפשר לזהות היכן ומתי מופיע אות ההכרעה בתוך רקמת המגע, ולא רק להסיק על קיומו ממדידה עקיפה.

הפעילות באזור המגע לא נעה בכיוון אחד בלבד. היא עוצבה על ידי אותות שחזרו אליו מאזורי מוח גבוהים, בלולאות משוב מהירות שמזרימות מידע הלוך ושוב בין האזורים במקום להעביר אותו במסלול חד-כיווני מהחישה אל ההחלטה. "הקוד העצבי של המוח עדיין שפה לא ידועה ברובה", אמר פרופ' ולסוב מאוניברסיטת אילינוי.

במקום שקליפת המגע רק תשלח "תמונה" אל אזורי החזית, החזית מחזירה אליה אותות שמסייעים לה "להחליט" מה היא חשה תוך כדי החישה. זרימה דו-כיוונית כזו הופכת את התפיסה לתהליך פעיל, שמושפע מהציפייה ומההקשר של המשימה, ואינו קליטה פסיבית של גירוי חיצוני.

התמונה מתיישבת עם רעיון שצובר תאוצה במדעי המוח - שהמוח פועל כמנבא. במקום להמתין לגירוי ולפענח אותו מאפס, הוא מחזיק כל העת השערה על מה שעומד לקרות ומשווה אותה למידע הנכנס. אותות המשוב מהאזורים הגבוהים אל קליפת המגע נושאים חלק מהניבוי הזה, ומטים את הפעילות החישתית עוד לפני שהגירוי הושלם.

ניסויי ליבט ושאלת הרצון החופשי

השאלה מתי בדיוק נופלת ההחלטה מלווה את מדעי המוח כבר עשורים. בשנות ה-80 מדד הפיזיולוג בנג'מין ליבט את "פוטנציאל המוכנות" - גל חשמלי במוח שקודם לפעולה רצונית. ליבט מצא שהגל מתחיל כשלוש מאות אלפיות השנייה לפני שהנבדקים דיווחו על כוונה מודעת להזיז את האצבע, ממצא שהעלה את השאלה אם ההחלטה נולדת עוד לפני שאנו מודעים לה.

• למה קשה להפסיק לקרוא חדשות שליליות ומה אפשר לעשות עם זה?
• מחקר חדש: שינה לא מספקת מקצרת חיים יותר מתזונה גרועה או חוסר פעילות גופנית

בשנת 2008 הרחיב צוות ממכון מקס פלנק את התמונה. באמצעות סריקות תהודה מגנטית תפקודית הצליחו החוקרים לחזות איזו יד יבחר נבדק ללחוץ עד שבע עד עשר שניות לפני שהאדם חש שהחליט, על סמך פעילות בקליפה הקדם-מצחית ובאונה הקודקודית. ממצאים אלה הזינו ויכוח ער על היקף הרצון החופשי ועל מידת השליטה המודעת שיש לנו על מעשינו.

המחקר מאילינוי אינו מכריע את הוויכוח, אך מזיז את גבולותיו. אם אות ההחלטה נוכח כבר בקליפה החישתית הראשונית, ולא רק באזורי החשיבה הגבוהים, הגבול בין "לתפוס" לבין "להחליט" מיטשטש. התפיסה עצמה, כך עולה מהנתונים, כבר ספוגה בהטיה של ההכרעה המתגבשת.

עבור פילוסופים וחוקרי מוח כאחד השאלה אינה רק מתי מתחילה ההחלטה, אלא מי מקבל אותה. אם הפעילות המקדימה היא חלק בלתי נפרד מהתהליך המודע ואינה תחליף לו, ייתכן שהגבול בין הלא-מודע למודע חד פחות משנדמה.

מהחלטות יומיומיות עד התמכרות

ההבנה שההכרעה מתחילה מוקדם ומתפרסת על פני אזורים רבים נוגעת גם להתנהגות יומיומית. בחירות שנחוות כשקולות ומודעות מתחילות בתהליכים עצביים שקודמים לרגע ההחלטה המדווח. בהקשר של התמכרות מצביעים חוקרים על כך שדחפים וכמיהות מונעים לרוב על ידי מנגנונים שפועלים לפני השיקול המודע, וזיהוי אותות ההכרעה המוקדמים עשוי לפתוח פתח להתערבויות טיפוליות מדויקות יותר.

אצל אנשים המתמודדים עם התמכרות, פער הזמן בין הופעת הדחף לבין המודעות אליו מקשה על התערבות מרצון. מיפוי מדויק של הרגע שבו אות ההכרעה מתעורר עשוי לסייע בפיתוח כלים - תרופתיים או התנהגותיים - שיתפסו את התהליך בשלב מוקדם, לפני שההחלטה מבשילה לפעולה.

• עוצמה וגיוון בפעילות היו החזאים החזקים לפחות דיכאון
• קפאין הפך את נזקי חוסר השינה למעגלי הזיכרון החברתי

לצד מדעי המוח, הצוות מאילינוי בא מרקע של הנדסת חשמל ומחשבים, ורואה במבנה המוח מקור השראה למחשוב. תמונה דינמית שבה מידע מהדהד בין אזורים במקום לזרום בקו ישר יכולה לסייע בתכנון מערכות בינה מלאכותית שצורכות פחות אנרגיה ופועלות קרוב יותר לאופן שבו פועל מוח ביולוגי. "אנחנו רוצים ללמוד ממיליארד שנות אבולוציה", אמר ולסוב, "אולי אפשר ליישם את זה בארכיטקטורות חדשות של בינה מלאכותית".

עבור מהנדסי בינה מלאכותית הממצא מציב אתגר. רשתות עצביות מלאכותיות רבות בנויות כזרימה קדימה בלבד, מהקלט אל הפלט, בדומה למודל מרוץ השליחים הישן של המוח. מוח ביולוגי, לעומת זאת, מערבב חישה, ציפייה והחלטה באותם מעגלים, ומשיג ביצועים גבוהים בצריכת אנרגיה נמוכה בהרבה מזו של מרכזי הנתונים המפעילים מודלים גדולים כיום.

הצעד הבא, לפי החוקרים, הוא לפענח את אותה "שפה לא ידועה" של הקוד העצבי - למפות כיצד לולאות המשוב מעצבות את ההכרעה ברקמות נוספות של המוח, ומתי בדיוק אות מוקדם הופך לפעולה גלויה.