The Thousand Brains Theory 2.0: An Extension for the Long-Range Connections of the Neocortical Heterarchy
توسع هذه الورقة نظرية "الألف دماغ" عبر اقتراح أن القشرة الجديدة تعمل كتراتبية غير هرمية (heterarchy) حيث تقوم الروابط المهادية والروابط القشرية-القشرية بعيدة المدى بتحويل البيانات الحسية المتمركزة حول الذات إلى نماذج متمركزة حول الأشياء، مما يُمكّن من تعلم الكائنات التركيبية، وبالتالي يعالج الآليات التشريحية والحسابية للذكاء التي لم تُفسر سابقاً.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
يعتبر الدماغ البشري مشهداً شاسعاً من مليارات الخلايا العصبية، ولكن لأكثر من قرن، بحث العلماء عن الوحدة الأساسية التي تجعل هذا التعقيد يعمل. في الخمسينيات، اقترح عالم الأعصاب فيرنون مونتكاستل أن الدماغ مبني من أعمدة متكررة، مثل غابة من الأشجار المتطابقة، حيث يعمل كل عمود كوحدة معالجة أساسية. لعقود من الزمن، كانت الفكرة السائدة هي أن هذه الأعمدة تعمل وفق تسلسل هرمي صارم، مثل سلم الشركات حيث تتدفق المعلومات من التفاصيل البسيطة إلى الأفكار المعقدة، بحيث لا يظهر الفهم الأكثر تطوراً إلا في القمة تماماً. ومع ذلك، تشير مجموعة متزايدة من الأدلة إلى أن الدماغ أكثر ترابطاً ومرونة بكثير من مجرد سلم بسيط، حيث تتواصل الأعمدة مع بعضها البعض بطرق معقدة وغير خطية. إن فهم كيفية تواصل هذه الأعمدة أمر بالغ الأهمية لأن ذلك يحمل المفتاح لكيفية إدراكنا لفنجان قهوة سواء كان قائماً أو مقلوباً، وكيف نتعلم أن العجلة هي جزء من دراجة، وفي نهاية المطاف، كيف يبني دماغنا نموذجاً مستقراً للعالم من تدفق حسي فوضوي.
في ورقة بحثية جديدة بعنوان "نظرية الألف عقل 2.0"، يقترح الباحثون جيف هوكينز، ونيلز ليدهولم، وفيفيان كلاي تحديثاً رئيسياً لنظريتهم السابقة حول كيفية عمل الدماغ. إنهم يجادلون بأن الدماغ لا يستقبل المعلومات بشكل سلبي فحسب؛ بل إن كل عمود في الدماغ هو نظام حسي حركي يتعلم من خلال الحركة والشعور. ويقترح المؤلفون أنه لكي يفهم الدماغ العالم، يجب عليه باستمرار ترجمة المعلومات بين منظورين مختلفين: المنظور من وجهة نظر المستشعر نفسه، والذي يتغير مع تحرك أعيننا أو أيدينا، والمنظور الثابت والمستقر للشيء نفسه. تقدم الورقة آلية محددة لكيفية حدوث هذه الترجمة وتشرح كيف يتعلم الدماغ رؤية الأشياء كمجموعات من أشياء أخرى، مثل سيارة مكونة من عجلات وأبواب، بدلاً من مجرد كومة من الأجزاء غير المترابطة.
يبدأ الباحثون بمعالجة لغز طويل الأمد في علم الأعصاب: يحتوي الدماغ على أنواع عديدة مختلفة من الاتصالات بعيدة المدى بين أعمدته، وتكافح النظريات الحالية لتفسير ما تفعله جميعها. بعض هذه الاتصالات تصعد وتنزل في تسلسل هرمي، بينما تجري أخرى بشكل جانبي أو تمر عبر هيكل مركزي يسمى المهاد. يقترح المؤلفون أن هذه الاتصالات ليست مجرد أسلاك عشوائية بل تؤدي وظيفتين متميزتين وحيويتين. الوظيفة الأولى هي العمل كمترجم. عندما تنظر إلى جسم ما، تتحرك عيناك، ويميل رأسك، وتتغير الصورة على شبكية العين باستمرار. ومع ذلك، فأنت تدرك الجسم ككيان مستقر. تقترح الورقة أن المهاد، وهو محطة ترحيل عميقة في الدماغ، يقوم بعملية دوران سريعة لهذه البيانات الحسية. إنه يأخذ المنظور المتغير والمتحرك من مستشعراتك ويقوم فوراً بتحويله إلى منظور ثابت ومستقر بالنسبة للجسم. يحدث هذا لكل عمود، مما يسمح للدماغ بالتعرف على وجه أو أداة بغض النظر عن كيفية إمالة رأسك أو أين تنظر عيناك.
المساهمة الرئيسية الثانية للورقة هي تفسير جديد لكيفية تعلم الدماغ للأجسام المركبة والمعقدة. في الرؤية القديمة، كان يُعتقد أن الدماغ يبني من الخطوط البسيطة إلى الأشكال المعقدة مع صعود المعلومات في التسلسل الهرمي. يجادل المؤلفون بدلاً من ذلك بأن كل عمود، حتى تلك الموجودة في أدنى مستويات تدفق المعالجة، يتعلم التعرف على الأجسام الكاملة فوراً. ومن ثم تُستخدم الاتصالات الهرمية بين الأعمدة لتعلم كيفية ترابط هذه الأجسام الكاملة مع بعضها البعض. على سبيل المثال، قد يتعلم عمود ما شكل "العجلة"، بينما يتعلم عمود فوقه شكل "الدراجة". العلاقة بينهما تعلم الدماغ أن العجلة هي جزء من الدراجة، وتحديداً أين تقع تلك العجلة في الدراجة. يحدث هذا التعلم نقطة بنقطة أثناء تحريك عينيك أو أصابعك فوق الجسم، مما يربط موقع الجزء بموقع الكل. هذا يسم يسمح للدماغ بفهم أن شعاراً على كوب يمكن أن يتمدد أو ينحني، ومع ذلك يتم التعرف عليه كأنه نفس الشعار، لأن الدماغ قد تعلم العلاقة بين الشعار والكوب عند كل نقطة تلامس محددة.
كما توضح الورقة دور المهاد، الذي غالباً ما كان يُنظر إليه كمجرد لوحة تحويل سلبية تمر الإشارات من الحواس إلى القشرة المخية. يقترح المؤلفون أنه معالج نشط يقوم بعمليات تحويل الاتجاه هذه الحاسمة. وهم يقترحون آلية محددة حيث تعمل الخلايا المهادية كـ "مفاتيح" يمكنها اختيار الإشارة الواردة التي تمررها، اعتماداً على الاتجاه الحالي للرأس أو الجسم. هذا يسمح للدماغ بالحفاظ على فهم متسق للعالم حتى أثناء تحرك الجسم. علاوة على ذلك، تجادل الورقة بأن الدماغ يعمل كـ "هيتيراركي" (نظام غير هرمي)، وهو شبكة معقدة حيث يمكن للمناطق أن تعمل بالتوازي وتتواصل مباشرة، بدلاً من كونه هرماً صارماً حيث يجب أن تمر المعلومات عبر كل مستوى بالترتيب. وهذا يعني أن منطقة منخفضة المستوى يمكنها التعرف على جسم كامل وإرسال تلك المعلومات مباشرة إلى منطقة عالية المستوى، أو إلى منطقة حركية، دون انتظار صعود بطيء وخطوة بخطوة في التسلسل الهرمي.
هذه الأفكار ليست مجرد تأملات نظرية؛ إذ يشير المؤلفون إلى بيانات تجريبية قائمة تدعم وجهة نظرهم، مثل الخلايا العصبية في القشرة البصرية التي تستجيب للأجسام بغض النظر عن اتجاهها، والاتصالات بين المناطق الحسية المختلفة التي تسمح بتوافق سريع. كما يقدمون تنبؤات محددة للتجارب المستقبلية، مثل البحث عن أنماط محددة من الاتصالات بين الأعمدة التي تمثل الأجزاء والكل، أو اختبار كيفية تكيف الدماغ عندما يتم تغيير اتجاه المدخلات الحسية بشكل اصطناعي. ومن خلال صياغة الدماغ كمجموعة من الوحدات الحسية الحركية التي تترجم الحركة باستمرار إلى نماذج مستقرة وتتعلم كيف تشكل الأشياء بعضها البعض، يقدم هذا العمل منظوراً جديداً للذكاء. إنه يشير إلى أن القدرة على فهم العالم لا تأتي من معالج مركزي واحد، بل من آلاف الوحدات الصغيرة والمتخصصة التي تعمل معاً للحفاظ على صورة مستقرة للواقع، بغض النظر عن مدى تحركنا أو مدى تغير العالم من حولنا.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.