سيباستيان سيونج: ما أنا إلا شبكة عصبية!

نحن نعيش في عصر إستثنائي، عصر علوم الجينوم. الجينوم خاصتك يمثل كل سلسلة الحمض النووي (DNA) لديك. و تختلف تلك السلسلة الجينية فيما بيننا. و لذلك نبدو مختلفين. فأنا لدي عينان بنيتان. ربما عيناك زرقاء اللون أو رمادية. و ليس الإختلاف في المظهر فقط. فعنواين الصحف تخبرنا أن الجينات قد تتسبب في إصابتنا بأمراض مخيفة، وقد تقوم حتى بتشكيل شخصياتنا، أو تصيبنا بإعاقات ذهنية. يبدو أن لجيناتنا سطوة هائلة على مصير حياتنا. و مع ذلك، أميل إلى الإعتقاد بإنني أكثر من مجرد جينات. ماذا تعتقدون أنتم؟ هل أنتم أكثر من مجرد جينات؟ (الجمهور: نعم.) نعم؟ أعتقد أن هناك من يتفقون معي. فلنجعله تصريحا رسمياً. فلنقلها عاليا جميعا. حسنا: "أنا أكثر من مجرد جينات" -- هيا معاً. الجميع: أنا أكثر من مجرد جينات. (تشجيع) سيباستيان سيونج: إذن فما أنا؟ (ضحك) ما أنا إلا شبكتي العصبية. الآن، بما أنكم حقا رائعين، فربما ستسايرونني و ترددون ذلك أيضاً جميعاً. (ضحك) حسناً. هيا جميعاً الآن. الجميع: ما أنا إلا شبكتي العصبية. سيباستيان: كان هذا رائعاً. أتعلمون، أنتم حقا رائعين، أنتم حتى لا تعلمون ما هي الشبكة العصبية، ومع ذلك أنتم مستعدون لمجاراتي. قد أكتفي و أذهب إلى البيت الآن.

حسنا، تم التعرف على شبكة عصبية واحدة حتى الآن وهي تنتمي لدودة صغيرة. جهازها العصبي البسيط يتكون من 300 خلية عصبية فقط. وفي السبعينيات و الثمانينيات، قام فريق من العلماء بوضع خريطة لل7000 وصلة بين الخلايا و بعضها. في هذا المخطط، كل عقدة تمثل خلية، و كل خط يمثل وصلة. هذه هي الشبكة العصبية دودة سي. إليجانس. الشبكة العصبية خاصتك هي أكثر تعقيدا من ذلك، لأن المخ لديك يحتوي على 100 بليون خلية عصبية 10.000 ضعف عدد الوصلات. هناك مخطط مشابه لذلك لمخك ولكن شاشة العرض لن تكفيه بأي حال من الأحوال. فالشبكة العصبية لديك تحتوي على وصلات أكثر بمليون مرة من عدد الحروف في الجينوم. وهذا كم كبير من المعلومات.

مالذي تحويه تلك المعلومات؟ نحن لا نعلم بشكل مؤكد، ولكن هناك نظريات. منذ القرن التاسع عشر، و علماء المخ و الأعصاب يتكهنون بإنه ربما ذكرياتك -- كل المعلومات التي تجعلك ما انت عليه -- ربما ذكرياتك تلك مخزنة في الوصلات التي تصل بين خلايا مخك العصبية. وربما بعض الجوانب من هويتك الذاتية -- ربما شخصيتك و قدراتك العقلية -- ربما هم الآخرين مشفّرة في ثنايا وصلات الخلايات العصبية. و الآن يمكنكم فهم لماذا وضعت هذا الإفتراض: ما أنا إلا شبكتي العصبية. لم أطلب منكم ترديدها لأنها حقيقة، فقط أردت أن تتذكرونها. و في الواقع، نحن لا نعلم إذا كان هذا الإفتراض صحيح، لأنه لم تتوافر لدينا قط تكنولوجيا قوية لدرجة تمكننا من إختبار صحته. إيجاد الشبكة العصبية للدودة فقط تطلب أكثر من 12 عاما من العمل المضجر. و لإيجاد الشبكة العصبية لمخ مشابه للمخ البشري نحن في حاجة إلى تكنولوجيا أكثر تعقيدا، تعمل آليا لتسريع عملية إيجاد الشبكة العصبية. وفي الدقائق القليلة الآتية، سأحدثكم عن بعض تلك التكنولوجيات، و التي هي حاليا تحت التطوير في معملي و معامل شركائي.

الآن، ربما قد رأيتم صورا للخلايا العصبية من قبل. فيمكنكم التعرف عليها على الفور من أشكالها الرائعة. حيث يخرج منها تفرعات طويلة و دقيقة، و بإختصار، هي تشبه الأشجار. و لكن تلك ليست سوى خلية واحدة. و من أجل إيجاد الشبكات العصبية، يجب أن نرى كل الخلايا العصبية في الوقت ذاته. إذن دعونا نلتقي ب"بوبي كاستوري" الذي يعمل في معمل جيف ليختمان في جامعة هارفارد. بوبي يحمل شرائح رقيقة للغاية من مخ فأر. و نحن نقوم بالقريب بعاملتكبير 100.000 مرة لنحصل على نقاء صورة يُمكِّنُنا من رؤية فروع الخلايا جميعا في نفس الوقت.  إلا أنك قد لا تزل لا تستطيع التعرف عليهم، و ذلك لأنه علينا العمل في نظام ثلاثي الأبعاد.

فلو أخذنا العديد من الصور لعدد من شرائح المخ و قمنا برصها فوق بعضها، سنحصل على صورة ثلاثية الأبعاد. و مع ذلك، قد لا تستطيعون رؤية التفرعات. لذا نبدأ من الأعلى، و نقوم بتلوين المقطع العرضي لأحد الفروع باللون الأحمر، و نكرر ذلك في الشريحة التالية و الشريحة التي تليها. و نستمر في هذا العمل، شريحة بعد شريحة. فلو إستمرينا على هذا النهج خلال كومة الشرائح، يمكننا عندها تكوين شكلا ثلاثي الأبعاد لجزء صغير من فرع خلية عصبية. و يمكننا أن نكرر ذلك مع خلية أخر باللون الأخضر. و تلاحظون أن الخلية الخضراء تتلامس مع الخلية الحمراء في موضعين و تلك المواضع هي ما تدعى الإشتباكات العصبية.

دعونا نقوم تقريب أحد الإشتباكات. و دققوا النظر إلى داخل الخلية الخضراء. يمكنكم رؤية دوائر صغيرة. تلك تدعى حويصلات. وهي تحتوي على مركب يعرف بالناقل العصبي. فعندما تريد الخلية الخضراء التواصل، عندما تود إرسال رسالة إلى الخلية الحمراء، فهي تطلق ذلك الناقل العصبي. عند منطقة الإشتباك العصبي، يقال أن الخليتين في حالة إتصال كصديقين يتحدثان عبر الهاتف.

إذن فقد رأيتم كيف نجد إشتباكا عصبيا. كيف يمكننا إيجاد شبكة عصبية كاملة؟ حسنا، سنأخذ كومة الصور ثلاثية الأبعاد هذه و نعاملها ككتاب تلوين ضخم ثلاثي الأبعاد. نقوم بتلوين كل خلية عصبية بلون مختلف، ثم ننظر خلال كل تلك الصور، نحدد الإشتباكات العصبية ونلاحظ لوني الخليتين العصبيتين المتصلتين في كل إشتباك. إذا تمكنا من فعل ذلك مع كل الصور، قد نتمكن من إيجاد شبكة عصبية.

الآن، في هذه المرحلة قد أخذتم فكرة عن أوليات الخلايا و الإشتباكات العصبية. و بالتالي أعتقد انكم على إستعداد لمواجهة واحد من أكثر اسئلة علم الأعصاب أهمية: ما الفرق بين مخ الرجل و مخ المرأة؟ (ضحك) وفقا لكتاب التنمية الذاتية هذا، مخ الرجل هو ككعك الوافل؛ فيفصل أجزاء حياته كل في صندوق خاص. مخ المرأة كالمعكرونة الإسباجيتي؛ كل شئ في حياتها متصل بكل شئ آخر! (ضحك) قد تضحكون الآن، و لكن، تعلمون، هذا الكتاب غيَّر حياتي!! (ضحك) ولكن حقيقة، أين الخطأ في هذا القول؟ أنتم تعلمون ما يكفي لتجيبوني. ما الخطأ في تلك العبارة؟ لا يوجد فارق سواء كنت رجل أم إمرأة، المخ لدى الجميع هو كالإسباجيتي. أو ربما كمعكرونة شعرية دقيقة للغاية و بها تفرعات. و كيفما كل عود من الإسباجيتي في طبقك يتصل بأكثر من عود آخر، قإن كل خلية عصبية تتلامس مع العديد من الخلايا من خلال تفرعاتهم المتشابكة. الخلية الواحدة من الممكن أن تتصل بعدد كبير جدا من الخلايا من خلال الإشتباكات العصبية عند كل نقطة تلامس. الآن قد تكونون قد نسيتم الحجم الحقيقي الواقعي لهذا المكعب من انسجة المخ.

فدعونا نقيم سلسلة من المقارنات لتوضيح الأمر. سأريكم. هذا المكعب ضئيل للغاية، طول ضلعه 6 ميكرون فقط. إذن، هذا حجمه أمام خلية عصبية كاملة. و يمكنكم الآن رؤية أنه في الواقع يتكون من أجزاء صغيرة للغاية من التفرعات. و الخلية العصبية، حسنا، هي أصغر بكثير من المخ. وهذا فقط مخ الفأر. وهو أصغر بمراحل من المخ البشري. عندما أُري أصدقائي هذا، احياناً يقولون لي، " أتعلم سيباستيان، من الأفضل أن تستسلم. علم الأعصاب هذا ميؤوس منه." لأنك لو نظرت إلى المخ بالعين المجردة، فإنك لا يمكن أن تستوعب مدى تعقيده، و لكن عندما تستخدم الميكروسكوب، أخيرا، تتضح لك تلك التعقيدات الخفية.

في القرن السابع عشر، عالم الرياضيات و الفيلسوف "بلايز باسكال" كتب عن كرهه لتلك اللا نهائية، و شعوره بالصغر وعدم الأهمية كلما تفكَّر في مدى الفضاء الخارجي الشاسع. و انا كعالم، ليس من المفترض أن أتحدث عن مشاعري. هذا زائد عن المطلوب، بروفيسور! (ضحك) أيمكنني التحدث عنها؟؟ (ضحك) (تصفيق) أشعر بالفضول، أشعر بالتعجب، و لكن أحياناً، أشعر أيضا باليأس. لماذا إخترت أن اقوم بدراسة هذا العضو الهائل في تعقيده لدرجة تصل إلى اللانهائية؟ إنه مناف للعقل. كيف نجرؤ حتى على التفكير انه من الممكن أن نستوعب هذا؟

و مع ذلك، انا ماضٍ بإصرار في مسعاي بعيد المنال. و بالتأكيد، تملأني آمال جديدة. بإنه في يوم ما، أسطول من الميكروسكوبات سيلتقط كل خلية و إشتباك عصبي في قاعدة صور شاسعة المدى. و يوم ما، اجهزة الكومبيوتر الضخمة ذات الذكاء الإصطناعي ستقوم بتحليل تلك الصور بدون تدخل بشري و تقوم بتلخيصها في شبكة عصبية. لا ادري، ولكن قد أعيش لأشهد هذا اليوم. لأن إيجاد الشبكة العصبية البشرية كاملة هو أحد أكبر تحديات التكنولوجيا في كل العصور. سيتطلب مجهود أجيال و أجيال ليتحقق. في الوقت الحالي، انا و زملائي، هدفنا أكثر تواضعا من هذا بكثير -- أن نجد شبكات عصبية جزئية في قطع صغيرة من مخ الفأر و المخ البشري. و لكن حتى هذا سيكون كافيا في التجارب الأولية لهذا الإفتراض "ما انا إلا شبكتي العصبية. اما الآن، دعوني احاول إقناعكم بمصداقية هذا الإفتراض، بإنه يستحق أن يؤخذ بجدية.

اثناء النمو في مرحلة الطفولة و الكبر بعد البلوغ، تتغير هويتك الشخصية ببطء. و بالمثل، كل شبكة عصبية تتغير بمرور الوقت. ما نوع التغيرات التي تحدث؟ حسناً، الخلايا العصبية، كالأشجار، قد تكوِن فروعا جديدة، و تفقد الفروع القديمة. قد تتكون الإشتباكات العصبية، و قد تنفصل. و تلك الإشتباكات قد تزداد في الحجم، أو تصبح أصغر. السؤال الثاني: ما الذي يحفز تلك التغيرات؟ حسناً، صحيح أنه إلى حد ما جيناتك هي التي تتحكم فيها. و لكن هذا ليس كل ما في الأمر، لأنه هناك إشارات، إشارات كهربية تنتقل بطول تفرعات الخلايا العصبية و إشارات كيميائية تقفز من فرع إلى آخر. تلك الإشارات هي ما يدعى بالنشاط العصبي. و هناك الكثير من الأدلة أن النشاط العصبي هو الذي يخطط أفكارنا، مشاعرنا و إدراكنا تجاربنا العقلية. و هناك الكثير من الأدلة أن النشاط العصبي يستطيع أن يحفز حدوث تغيرات لوصلاتك العصبية. و إذا جمعنا كلتا الحقيقتين معاً، فإن هذا يعني أن تجاربك الحياتية تتسبب في تغيير شبكتك العصبية و لهذا فإن كل شبكة عصبية فريدة من نوعها حتى تلك لدى التوأم المتماثل جينياً. الشبكة العصبية هي ملتقى الطبيعة مع التنشئة. و قد يكون صحيحا أن نشاط التفكير في حد ذاته قد يغيِّر شبكتك العصبية -- فكرة قد تجدها أنت مسيطرة.

ماذا ترى في تلك الصورة؟ قد تقول، جدول مياه بارد و منعش؟ ماذا ترى غير ذلك؟ لا يفوتك هذا الشق الذي في الأرض الذي يدعى مجرى التيار. بدونه قد لا تعرف المياه في أي إتجاه تسري. و جدول المياه هذا، أود أن أرسم صورة مجازية للعلاقة بين النشاط العصبي، والوصلات العصبية. النشاط العصبي يتغير بإستمرار. فهو كالمياه في هذا الجدول، لا تتوقف ابدا عن السريان. الوصلات داخل شبكة المخ العصبية تحدد الطرق التي يسري عبرها النشاط العصبي. إذن فالشبكة العصبية هي كمجرى التيار. و لكن هذا الصورة المجازية هي أعمق من ذلك. صحيحٌ أن مجرى التيار يحدد مسار تيار المياه، و لكن بعد فترات طويلة من الزمن تعيد المياه تشكيل مجرى التيار. و كما أخبرتكم منذ قليل، النشاط العصبي يستطيع أن يغير شكل الشبكة العصبية. و إذا سمحتم لي بالعلو في خيالات الصور المجازية، أذكركم أن النشاط العصبي هو الصورة المجسدة -- حسب ما يعتقده علماء الأعصاب -- للأفكار، المشاعر و للإدراك الحسي. فربما إذن يمكننا أن نتخيل جدول الوعي الحسي. النشاط العصبي هو مائه، و الشبكة العصبية هي مجراه.

إذن دعونا نهبط من سحب المجازات لنعود إلى العلم. لنفترض ان تكنولوجيا إيجاد الشبكة العصبية لدينا ستعمل بالفعل. كيف سنبدأ في إختبار إفتراض أن "ما انا إلا شبكتي العصبية؟" حسنأً، أنا اطرح إختباراً مباشراً. دعونا نحاول قراءة ذكرياتنا من شبكاتنا العصبية.  فكر في ذكرى حركات مؤقتة متتالية لمدة من الزمن ، مثلا كعازف بيانو يعزف مقطوعة لبيتهوفن. وفقا لنظرية تعود إلى القرن التاسع عشر، تلك الذكريات مخزَّنة كسلاسل من الإشتباكات العصبية داخل المخ. لأنه لو تم تحفيز الخلايا العصبية في أول السلسلة، من خلال إشتباكاتها العصبية تقوم بإرسال إشارات إلى الخلايا التالية، لتنشط بدورها. و هكذا عبر طول السلسلة كمتعاقبة سقوط قطع الدومينو. و هذا التسلسل لعملية التحفيز العصبي يفترض أنها النسخة العصبية لتلك السلسلة من الحركات.

إذن فإحدى طرق إختبار النظرية هي من خلال البحث عن تلك السلاسل داخل الشبكات العصبية. و لن يكون الأمر سهلاً. لأنها لن تكون على هذه الصورة. بل ستكون متداخلة و متشابكة. فسنصبح في ضرورة لإستخدام اجهزة الكمبيوتر محاولين فك تشابك السلسلة. و لو إستطعنا تنفيذ ذلك، سلسلة الخلايا العصبية التي نخرجها من التشابك ستكون بمثابة توقعاً لنمط النشاط العصبي الذي يعيد المخ إرساله اثناء إسترجاع الذكرى. و إذا نجحنا في ذلك، سيكون ذلك أول مثال لقراءة الذاكرة من خلال شبكة عصبية.

(ضحك)

يالها من فوضى! هل حاولتم من قبل توصيل أسلاك نظام في تعقيد هذا؟ اتمنى لا. و لكن لو فعلتم، فستدركون كم هو من السهل إرتكاب الإخطاء. تفرعات الخلايا العصبية تعد كأسلاك المخ. أيستطيع احدكم أن يخمن الطول الكلي لأسلاك المخ؟ لإساعدكم قليلا. إنه رقم ضخم. (ضحك) في تقديري ملايين الأميال. مكدسة داخل جمجمتك. فإذا اعطيتم هذا الرقم حق قدره، ستدركون ببساطة القابلية الهائلة لتشابك اسلاك المخ بشكل خاطئ. و بالتأكيد الإعلام الشعبي يحب عنواين كتلك، " مخ مرضى فقدان الشهية موصَّل بشكل مختلف،" أو "مخ مرضى التوحد موصَّل بشكل مختلف." كلها إفتراضات معقولة، و لكن في الحقيقة، لا نستطيع أن نرى توصيلات المخ بما يكفي من الوضوح لنثبت صحة تلك الإفتراضات. إذن تطوير التكنولوجيا لرؤية الشبكات العصبية ستتيح لنا اخيراً قراءة توصيلات المخ الخاطئة، و رؤية الإضطرابات العقلية من خلال الشبكات العصبية.

احياناً افضل طريقة لإختبار نظرية ما هي بالتفكر في اكثر تطبيقاتها تطرُّفاً. الفلاسفة يعلمون ما اتحدث عنه جيداً. فإذا صدقّتم فرضية "ما انا إلا شبكتي العصبية"، اعتقد انه بالتأكيد ستتقبلون فكرة ان الموت يعني تدمير شبكتك العصبية. اقول هذا لان هناك من يدَّعون النبوَّة اليوم يدَّعون ان التكنولوجيا ستقوم بتغيير الإنسانية من جذورها و ربما حتى ستحوِّل الجنس البشري جذريا. جلَّ ما يحلمون به ان يخدعون الموت من خلال ممارسات تسمى بالتحنيط التبريدي. بدفعك 100.000 دولار ستقدر على تجميد جسدك بعد الوفاة و حفظه في نيتروجين سائل في احد تلك الخزانات في احد مستودعات اريزونا في إنتظار احدى حضارات المستقبل المتقدمة بما يكفي لتُعيد إحياءك.

هل نُحقِّر من شأن طالبي الخلود العصريين، و ننعتهم بالمغفلين؟ ام سيأتي اليوم الذي يضحكون فيه فوق قبورنا؟ لا أدري. أفضِّل ان اختبر معتقداتهم تلك بالعلم. اقترح أن نحاول ايجاد شبكة عصبية لعقل مجمَّد. نحن نعلم أن الضرر يلحق بالمخ بعد الوفاة و اثناء التبريد. السؤال هو: هل تسبب هذا الضرر في محو الشبكة العصبية؟ لو حدث هذا، فلن تتمكن أي حضارة مستقبلية نهائياً من إعادة إحياء الذكريات داخل تلك العقول المجمدة. ربما يعيدون إحياء الجسد، و لكن ليس العقل. من ناحية أخرى، إذا ظلت الشبكة العصبية سليمة، فلن نستطيع تحقير شأن التجميد بسهولة.

ما وصفته لكم هو رحلة تبدأ من عالم شديد الصِغَر، و تدفعنا إلى عالم المستقبل البعيد. الشبكات العصبية ستكون نقطة تحول في تاريخ البشرية. عندما تطورنا عن اجدادنا شبيهي القرود في سهول السافانا الإفريقية، ما كان يميزنا عنهم هو كبر حجم المخ. وقد إستغلينا عقولنا تلك في تطوير المزيد من التكنولوجيا المذهلة. وبالتدريج تلك التكنولوجيا ستبلغ من القوة ما يساعدنا في فهم انفسنا بتفكيك و تركيب المخ البشري ذاته. و انا اؤمن أن رحلة إكتشاف الذات تلك ليست فقط من اجل العلماء بل من اجلنا جميعاً. و أنا ممتن لإتاحة الفرصة لأشارك معكم هذه الرحلة اليوم.

شكراً لكم.

(تصفيق)