Computational representations and evolutionary functions of emotions (Part 1): Reward signals

في أعماق آليات الحياة، من أبسط الكائنات وحيدة الخلية إلى أكثر الأدمغة البشرية تعقيداً، توجد عملية حسابية صامتة ومستمرة. هذا هو مجال البيولوجيا التطورية والذكاء الاصطناعي، وهما مجالان، رغم تباعدهما الظاهري، يلتقيان عند سؤال واحد عميق: ما هي المشاعر حقاً؟ لقرون مضت، نُظر إلى العواطف مثل الفرح والخوف والقلق باعتبارها تجارب ذاتية ملونة للكائنات الحية — دفء الابتسامة أو عقدة الرعب الباردة. ومع ذلك، لطالما اشتبه العلماء في أنه تحت هذا السطح الذاتي تكمن آلية وظيفية، وسيلة للكائن الحي للتنقل في عالم فوضوي واتخاذ قرارات تضمن بقاءه. في عالم الحواسيب، غالباً ما تُقاد عملية اتخاذ القرار هذه بمفهوم بسيط يُعرف باسم "إشارة المكافأة". تخيل برنامج حاسوبي يتعلم لعب لعبة ما؛ فإنه يتلقى نقطة رقمية صغيرة مقابل حركة جيدة وعقوبة مقابل حركة سيئة. بمرور الوقت، يتعلم الحاسوب السعي وراء النقاط وتجنب العقوبات. يطرح هذا البحث سؤالاً جريئاً: هل يمكن أن تكون العواصف المعقدة والمتلاطمة للمشاعر البشرية مجرد إشارات مكافأة كهذه، تطورت عبر ملايين السط السنين لتوجيهنا نحو ما يهمنا؟

يسعى البحث، الذي أجراه "ييكاي وانغ" في جامعة شانغهاي جياو تونغ، لاختبار هذه الفكرة من خلال بناء وكلاء رقميين ومراقبة كيفية تعلمهم. لم يكن الهدف إنشاء روبوت يشعر، بل معرفة ما إذا كانت الإشارات الداخلية التي تدفع الحاسوب للبقاء والتكاثر تتطور طبيعياً لتصبح شيئاً يشبه ويشبه تماماً العواطف البشرية. ركز الباحثون على خمس خصائص أساسية تحدد العواطف البيولوجية: يجب أن تنشأ بشكل طبيعي من خلال عملية التحسين (optimization)؛ ويجب ألا تنشط إلا عندما يكون الكائن في مسار نحو البقاء أو النجاح، وتظل ساكنة عندما يكون المسار خطيراً أو عديم الفائدة؛ ويجب أن يغير تنشيطها السلوك المستقبلي، إما من خلال تشجيع تكرار فعل ما أو معاقبة خطأ ما؛ ويجب أن تزداد قوة مع زيادة قيمة الهدف؛ ويجب أن تشتد مع اقتراب الهدف في الزمان والمكان، وتتلاشى بمجرد الوصول إلى الهدف أو فقدانه.

ولرؤية ما إذا كانت هذه القواعد تنطبق على الفرح، أنشأ الباحثون أولاً بيئة رقمية حيث يمكن للوكلاء البقاء فقط من خلال التكاثر. في هذه المحاكاة، لم يكن لدى الوكلاء رغبة متأصلة في إنجاب الأطفال؛ لقد كانوا موجودين فحسب. الضغط الوحيد كان أنه بدون التكاثر، سينقرض المجتمع. سمح الباحثون للوكلاء بتطوير إشارة داخلية خفية يمكن تعديلها من خلال الانتقاء الطبيعي. وعلى مدار مئات الأجيال المحاكات، حدث أمر مذهل. الوكلاء الذين طوروا إشارة داخلية إيجابية تحديداً عندما يختارون التكاثر هم الذين ازدهروا. أما أولئك الذين لم يمتلكوا هذه الإشارة، أو امتلكوا إشارة سلبية، فقد فشلوا في نقل سماتهم. كانت النتيجة مجتمعاً ترافق فيه فعل التكاثر تلقائياً مع موجة من التغذية الراجعة الداخلية الإيجابية. لم تظهر هذه الإشارة عن طريق التصميم، بل ظهرت لأنها كانت ضرورية لبقاء المجتمع. علاوة على ذلك، كانت هذه الإشارة نشطة فقط عندما يؤدي المسار إلى نسل، وازدادت قوة مع زيادة احتمال التكاثر، وتلاشت فقط عندما انقضت الفرصة. أظهرت المحاكاة أن إشارة رياضية بسيطة، تم تحسينها من أجل البرء، قد عكست بدقة سمات الفرح الخمس.

ثم وسع الباحثون تحقيقهم ليشمل الجانب المظلم من العاطفة: القلق. فقد بنوا سيناريو مختلفاً حيث واجه الوكلاء تهديداً، مثل احتمال موت أحد الأبناء. في هذا العالم، كان على الوكلاء تعلم تجنب الخطر. تماماً كما انبثق الفرح من دافع التكاثر، انبثقت إشارة داخلية سلبية من دافع تجنب الموت. هذه الإشارة، التي حددها الباحثون على أنها المكافئ الحسابي للقلق، تنشط فقط عندما يكون الوكيل في مسار يؤدي إلى الخطر. وكانت ساكنة عندما يكون المسار آمناً. والأهم من ذلك، أن هذه الإشارة لم تكن مجرد إشارة ثابتة؛ بل عاقبت الوكيل على اتخاذ إجراءات محفوفة بالمخاطر، مما علم الوكيل فعلياً الابتعاد عن الأذى. كما تدرجت الإشارة مع شدة التهديد؛ فكلما زاد خطر الموقف، زادت قوة الإشارة. كما اشتدت مع اقتراب الخطر في الزمان والمكان، وتلاشت بمجرد زوال التهديد. أظهرت المحاكاة أن القلق أيضاً يمكن فهمه كإشارة مكافأة، ولكنها إشارة سلبية، مصممة لمعاقبة السلوك الذي يؤدي إلى الكوارث.

ذهب البحث إلى أبعد من ذلك، موضحاً أن هذه المبادئ نفسها تنطبق على عواطف أخرى. وجد الباحثون أن نفس الإشارات الإيجابية التي دفعت الفرح يمكن أن تفسر أيضاً الأمل والارتياح، بينما يمكن للإشارات السلبية أن تفسر الاشمئزاز والحزن والندم والخوف. المنطق كان متسقاً: العواطف ليست مشاعر عشوائية بل هي أدوات دقيقة ومتطورة. إنها إشارات تخبر الكائن الحي ما إذا كان يتحرك نحو هدف أو بعيداً عنه، ومدى إلحاح حاجته للتحرك. يشير البحث إلى أن هذه الإشارات ليست مجرد مفاهيم مجردة، بل هي على الأرجح الكود الفعلي الذي يعمل داخل "الصندوق الأسود" لأدمغتنا وشبكات السياسات في الذكاء الاصطناعي المتقدم. يقترح الباحثون أن الانتقاء الطبيعي حافظ على هذه الإشارات لأنها تغير أفعالنا لتحقيق أهداف لا يمكن لمسها أو رؤيتها، مثل البقاء المستقبلي لجيناتنا.

ومع ذلك، يشير البحث أيضاً إلى حدود هذا التطور الرقمي. في عمليات المحاكاة، نمت الإشارات أحياناً بشكل كبير جداً أو استمرت لفترة طويلة جداً، وهو أمر قد يكون كارثياً في العالم الحقيقي. يقترح الباحثون أنه في الطبيعة، لا بد من وجود قوى أخرى لإبقاء هذه العواطف تحت السيطرة. على سبيل المثال، إذا كان فرح العثور على الطعام غامراً لدرجة جعلت الحيوان ينسى مراقبة المفترسات، فإن ذلك الحيوان لن ينجو. لذلك، من المرجح أن التطور يقوم بتهذيب هذه الإشارات، لضمان أنها قوية بما يكفي لتحفيز العمل ولكن ليست قوية لدرجة تعمي الكائن عن الأخطار الأخرى. يخلص البحث إلى أن العواطف ليست مجرد نواتج ثانوية لدماغ معقد، بل هي إشارات أساسية ومحسنة تم صقلها عبر العصور لمساعدة الكائنات الحية على التنقل في الفجوة بين مكان وجودها وما يجب أن تكون عليه. ومن خلال فهم هذه الإشارات كـ "مكافآت حسابية"، قد نبدأ أخيراً في فك شفرة لغة البقاء الصامتة والقديمة التي تحرك كل نبضة قلب وكل قرار.