חוקרים באוניברסיטת תל-אביב הצליחו לזהות אותות מוחיים המסמנים "כוונה"

באמצעות ניתוח מתמטי של אותות מוח, חוקרים באוניברסיטת תל-אביב הצליחו להפריד בין רשתות עצביות המעורבות בביצוע פעולה לבין הרשתות העצביות המייצגות את הכוונה שעומדת מאחורי ביצוע הפעולה. תוצאות המחקר, שנערך על ידי אריאל קרסובסקי, רועי גילרון, פרופ' יחזקאל ישורון וד"ר רועי מוכמל, התפרסמו בכתב העת המקצועי The Journal of Neuroscience.

העיקר הכוונה

החוקרים הכניסו עשרה נבדקים למכונת fMRI כשהם מצוידים בטבלט. הנבדקים נתבקשו להזיז את סמן הטבלט ימינה ושמאלה או למעלה ולמטה. בחלק מהמקרים הפעולה בפועל היתה זהה לכוונה, למשל, בכדי להזיז את הסמן אופקית הנבדקים היו צריכים לבצע תנועות יד אופקיות, ובחלק מהמקרים הפעולה היתה הפוכה, כלומר, בכדי להזיז את הסמן אופקית הנבדקים היו צריכים לבצע תנועות יד אנכיות.

במילים אחרות, בחלק מהמקרים לנבדקים היתה כוונה להזיז את הסמן לכיוון מסוים בזמן שהפעולה עצמה לאו דווקא התבצעה בכיוון הזה. באמצעות ניתוח מתמטי של תבנית פעילות המוח של הנבדקים, החוקרים הצליחו לבודד בין הרשתות העצביות שמייצגות את הכוונה להזיז את הסמן לכיוון מסוים לבין הרשתות העצביות המייצגות את הפעולה עצמה – כיוון החלקת האצבע.

"דוגמא טובה לכך היא לחיצה על כפתור ההדלקה של המחשב", מסביר ד"ר מוכמל. "לפעמים אנחנו לוחצים על הכפתור במטרה להדליק את המחשב ולפעמים במטרה לכבות אותו. זו אותה פעולה בדיוק, אבל הכוונה שונה. על ידי ניתוח תבנית הפעולה ניתן לזהות רשתות מוחיות המעורבות בביצוע הפעולה עצמה - לחיצה על כפתור, לעומת רשתות אחרות המעורבות בכוונה - להדליק או לכבות את המחשב".

"אחד הגביעים הקדושים של כל חקר המוח הוא האידאל האפלטוני", אומר פרופ' ישורון. "בהחלט ייתכן שקיים ייצוג מוחי של האידאל האפלטוני של חתול, שהוא אף חתול וכל חתול בעת ובעונה אחת. המילה 'חתול' יוצרת אצלנו תבנית פעילות של חתול, גם אם אין חתולים בנמצא וגם אם החתולים עצמם שונים אלה מאלה. במחקר הנוכחי אנחנו מנסים לזהות את הפעילות המוחית המייצגת את 'הכוונה להזיז משהו אופקית' בניגוד לפעילות המוחית המתרחשת כאשר מזיזים בפועל משהו אופקית".

אזורים רבים במוח לוקחים חלק בביצוע כל פעולה פשוטה, לכן קל יחסית למצוא תבניות מתמטיות ככל שכמות הנתונים רבה יותר. מסיבה זו פיתחו החוקרים מודל סטטיסטי המאפשר לבחון את מהימנות התוצאות באמצעות שילוב של שיטות הדמיה עם ניתוחים סטטיסטיים מתקדמים על ידי חוקרים ממחלקות שונות באוניברסיטת תל-אביב. שיתוף הפעולה נתמך על ידי מרכז המצוינות לקוגניציה (ICORE) של המועצה להשכלה גבוהה.  

"אם נצליח לבודד את הרצון מהפעולה באמצעות בידוד הרשתות העצביות הרלוונטיות, נוכל בעתיד להשתמש באותות האלה על מנת לתרגם את כוונת המשתמש, למשל, נבדק משותק, למכונה שתבצע את הפעולה במקומו", אומר ד"ר מוכמל. "ממשקי אדם-מכונה (BCI) למעשה תלויים בהפרדה הזאת. זה עתיד המחקר שלנו".