علماء يطورون خلايا عصبية اصطناعية "تفكر بنفسها"
في تطور مثير في نطاق التشابك بين علم الأعصاب والذكاء الاصطناعي، أعلن فريق دولي من الباحثين عن ابتكار نوع جديد من "الخلايا العصبية الاصطناعية" يُمكنها أن تتعلم وتنظم نفسها بشكل مستقل، دون الحاجة لتوجيه خارجي.
وحسب الدراسة، التي نشرها الباحثون في دورية "بي إن إيه إس"، فإن هذه الخلايا الجديدة تُعرف باسم "الخلايا الإنفومورفية"، وهو اصطلاح يعني "الخلايا العصبية ذاتية التنظيم المعتمدة على المعلومات"، وهي مصممة لتُحاكي طريقة عمل الخلايا العصبية الحقيقية داخل أدمغتنا.
شبكات عصبية
والخلايا العصبية الاصطناعية هي وحدات رياضية مُصممة لمحاكاة وظائف الخلية العصبية الحقيقية؛ إذ تستقبل مدخلات رقمية، وتعالجها، ثم تنتج قيمة معينة استنادا إلى آلية محددة للتعلم والمعالجة.
ومن المعروف أنه في شبكات الخلايا العصبية التقليدية، التي تحاكي الدماغ وتستخدم في تطبيقات الذكاء الاصطناعي الحالية، يتم تنسيق التعلم من الخارج. بمعنى آخر، هناك دائما "مدرب" يُحدد لها ما الذي يجب أن تتعلمه، وكيف تتصرف، هذا المعلم هو الخوارزمية، التي تقود عملية التعلم.
ولكن في الدماغ البشري فإن كل خلية عصبية تتفاعل مع الإشارات المحلية حولها وتتعلم بشكل مستقل. وحسب الدراسة، فإن الخلايا تحاكي هذا الأسلوب الطبيعي، فكل "خلية" تتعلم وتتكيّف بناء على المعلومات التي تصلها من البيئة المحيطة بها فقط، وهذا يجعل النظام أكثر مرونة وكفاءة من حيث استهلاك الطاقة.
لفهم الأمر، تخيل أن الشبكة العصبية الاصطناعية مثل فريق عمل، في حالة الشبكة التقليدية هناك فريق فيه "مدير صارم"، لا يحب أن يقرر أحد من نفسه، ولذلك فكل موظف (خلية عصبية) ينتظر أوامر من المدير، والمدير هو فقط من يحدد من يعمل، ومن يتوقف، ومن يتعاون مع الآخر، الفريق كاملا ينجز مهامه بناء على تعليمات خارجية.
هكذا تعمل الشبكات العصبية التقليدية، فكل خلية عصبية تتبع تعليمات محددة مسبقا (من الخوارزمية)، وتتغير فقط عندما يقوم المدرب بتحديث. على الجانب الآخر، فإن الشبكة الإنفومورفية تشبه فريقا ذكيا بدون مدير، وهنا يقوم كل موظف بمراقبة البيئة من حوله، ويقرر ما هو الضروري.
ومن هنا فإن الموظفين يتعاونون بشكل مرن حسب الحاجة، وكل منهم يتعلّم من نفسه ومن رفاقه، فتكون النتيجة فريقا مرنا، ومتكيفا، يمكنه التعامل مع مواقف جديدة بشكل أسرع.
هكذا تعمل الخلايا الإنفومورفية، فكل خلية عصبية تقرر بنفسها كيف تتعلّم، ومن تتعاون معه، ومتى تتخصص، من دون "مدرب مركزي".
مستقبل واعد
وفي الاختبارات الأولية، بدلا من إعطاء كل خلية "قواعد محددة للتعلم"، قام الباحثون بتحديد أهداف عامة فقط، وتركوها "تكتشف بنفسها" القواعد التي تحقق تلك الأهداف.
بعد ذلك، استُخدم مقياس رياضي قائم على نظرية المعلومات لتمكين كل خلية من اتخاذ قرارات حول أسئلة مثل: هل تتعاون مع خلايا أخرى أم تعمل باستقلالية أم تتخصص في نوع محدد من المعلومات؟ وقد استجابت تلك الخلايا الاصطناعية بفاعلية.
إعلان
هذا النوع الجديد من الخلايا يوفر نموذجا مختلفا يمكن أن يكون مفيدا جدا مستقبلا للتعلم الآلي، حيث تتعلم الخلايا العصبية بنفسها من دون الحاجة لتدريب خارجي مكثف، ومن المتوقع أن يؤدي ذلك إلى أنظمة ذكاء اصطناعي أكثر كفاءة وتكيّفا وواقعية.
ويمثل هذا الإنجاز خطوة نحو تقليد كيفية تعلّم الدماغ البشري، مما قد يؤدي إلى ذكاء اصطناعي أكثر طبيعية وأقل اعتمادا على البرمجة الصارمة.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الجزيرة
٠٧-٠٥-٢٠٢٥
- الجزيرة
تبريد عالمي ومجاعة.. كيف يختل الكوكب مع حرب نووية بين الهند وباكستان؟
بحلول صباح السابع من الشهر الجاري، يتواصل القصف المتبادل بين باكستان و الهند عبر معظم خط وقف إطلاق النار في كشمير بعد أن قصفت الأخيرة الليلة الماضية 9 مواقع داخل باكستان قائلة إنها "بنية تحتية تابعة لإرهابيين مسؤولين عن هجوم مسلح في كشمير" الشهر الماضي. ويأتي ذلك في سياق مهم، أن كلا من الهند باكستان تمتلك في المجمل بين 300 و400 رأس حربي نووي، ويمكن للأسف أن تستخدم في أي لحظة مع تصاعد الصراع الحالي. وبالطبع تبقى الاحتمالات ضعيفة، لكن حتى الاحتمالات الضعيفة ذات العواقب الكارثية تبقى خطيرة جدا، والواقع أن العلماء يتوقعون أن النواتج البيئية لنشوب صراع نووي بين الهند وباكستان، أو أية دول أخرى، قد تكون ذات أثر غير مسبوق على كل الكوكب. أطنان السخام وتقدم دراسة -أجراها ألان روبوك ورفاقه من جامعة روتجرز الأميركية- تفصيلا لهذه الآثار البيئية المحتملة، حيث يمكن أن يؤدي تبادل إطلاق نووي باستخدام أسلحة تتراوح قوتها بين 15 و100 كيلوطن، تُفجّر فوق المراكز الحضرية، إلى إشعال عواصف نارية هائلة. ووفق الدراسة، تُقدّر هذه الكمية بحوالي 16-36 تيراغراما من السخام في الغلاف الجوي العلوي (التيراغرام يساوي مليون طن) وذلك حسب كمية الأسلحة المُستخدمة وعددها. وستعمل جزيئات السخام كعازل جوي، حيث تمتص الإشعاع الشمسي، مما يُسخّن الهواء المحيط ويرفع الجسيمات الدقيقة في الغلاف الجوي إلى طبقة الستراتوسفير. وستقلل هذه العملية في المجمل من كمية ضوء الشمس الواصلة إلى سطح الأرض، مما يؤدي إلى تبريد عالمي كبير، وتتوقع النماذج التي فحصها العلماء انخفاضًا في متوسط درجات الحرارة العالمية بمقدار 1.8 إلى 5 درجات مئوية، مع حدوث أشدّ انخفاض في السنوات القليلة الأولى بعد انتهاء الصراع، وقد تصل إلى 8 درجات انخفاضا. اضطراب الغذاء العالمي سيؤدي ذلك بالتبعية إلى اضطراب أنماط الأمطار، مع انخفاض هطول الأمطار العالمي بنسبة تصل إلى 30%، مما يؤثر بشدة على توافر المياه. وقد يؤدي تضافر انخفاض ضوء الشمس وانخفاض درجات الحرارة وتغير هطول الأمطار إلى تقصير مواسم نمو النباتات بشكل كبير، وبالتبعية تقليل كميات الغلة الزراعية الناتجة. وفي هذا السياق، قد تعاني المحاصيل الأساسية مثل الأرز والقمح والذرة من انخفاض كبير، مما يؤدي إلى نقص غذائي واسع النطاق. وقد أفادت دراسة بدورية "بي إن إيه إس" أن صراع من هذا النوع، حتى في حدود ضيقة، قد ينخفض إنتاج الذرة بنسبة 13% والقمح 11% والأرز 3% وفول الصويا 17%. وأشارت إلى أن هذه الانخفاضات غير مسبوقة وتتجاوز آثار موجات الجفاف والانفجارات البركانية التاريخية. وبسبب انخفاض ضوء الشمس وبرودة المياه السطحية، ستشهد العوالق النباتية (أساس شبكات الغذاء البحرية) انخفاضًا في النمو، مما يؤدي إلى آثار متتالية في جميع أنحاء النظم البيئية البحرية. وسيؤثر هذا الانخفاض على مصائد الأسماك ومليارات الأشخاص الذين يعتمدون على المأكولات البحرية كمصدر رئيسي للبروتين. خطر المجاعة وتُقدر دراسة نُشرت في مجلة "نيتشر فود" أن صراعًا نوويًا إقليميًا قد يُعرّض المليارات حول العالم لخطر المجاعة بسبب هذه الاضطرابات الزراعية، خاصة في سياق اقتصاد عالمي متوتر. وقد وضعت الدراسة نماذج لسيناريوهات مختلفة لحرب نووية، ووجدت أنه حتى إذا حدث صراع محدود فإنه يمكن أن يؤدي إلى نقص كارثي في الغذاء. إعلان وعلى سبيل المثال، قد تؤدي حرب بين الهند وباكستان إلى أكثر من ملياري حالة وفاة عالمية بسبب المجاعة، بينما قد تؤدي حرب واسعة النطاق بين الولايات المتحدة وروسيا إلى أكثر من 5 مليارات حالة وفاة. وتتأكد تلك النتائج في تقرير صدر عام 2013 وقد خلص الباحثون من جمعية "الأطباء الدوليون لمنع الحرب النووية" إلى أن نحو ثلث سكان العالم سيكونون عرضة لخطر المجاعة في حالة حدوث تبادل نووي إقليمي بين الهند وباكستان، أو حتى باستخدام نسبة صغيرة من الأسلحة النووية التي تمتلكها أميركا وروسيا، وسيلي ذلك ارتفاع في أسعار المواد الغذائية، مما يؤثر على مئات الملايين من الأشخاص الضعفاء في أفقر دول العالم. طبقة الأوزون إلى جانب ذلك، قد يؤدي ارتفاع درجة حرارة طبقة الستراتوسفير والتفاعلات الكيميائية -التي تتضمن أكاسيد النيتروجين- إلى استنزاف كبير لطبقة الأوزون. وقد يزيد هذا التناقص من كمية الأشعة فوق البنفسجية الضارة التي تصل إلى سطح الأرض، مما قد يُشكل مخاطر على صحة الإنسان والزراعة والنظم البيئية. وأفاد فريق من جامعة كولورادو الأميركية أن فقدان الأوزون قد يتجاوز 20% عالميًا، ويتراوح بين 25% و45% عند خطوط العرض المتوسطة، وبين 50% و70% عند خطوط العرض الشمالية العليا، ويستمر هذا الأثر 5 سنوات، مع استمرار خسائر كبيرة لمدة 5 سنوات إضافية". العالم على الحافة تُبرز هذه الآثار طويلة المدى الطابع العالمي لعواقب الحرب النووية، إذ تؤثر على مناطق بعيدة كل البعد عن مناطق الصراع الأولية، ولا يقف الأمر عند حد الهند وباكستان، فهناك بين 12 و18 ألف رأس حربي نووي في العالم تتفاوت في القوة بشكل مذهل. وبعد نهاية الحرب الباردة، كان الإنفاق على الأسلحة النووية ثابتا، ولكن عام 2023 شهد العالم ارتفاعا جديدا بقيادة الولايات المتحدة التي أنفقت أكثر من جميع القوى النووية الأخرى مجتمعة، وفقا لتقرير نشر مؤخرا من قبل الحملة الدولية لإلغاء الأسلحة النووية. إعلان وبحسب التقرير، فإن النادي النووي الذي يضم 9 دول فقط (الولايات المتحدة والمملكة المتحدة وفرنسا وروسيا وإسرائيل وباكستان والهند والصين وكوريا الشمالية) أنفق على صناعة الأسلحة النووية مبالغ قدرها 91.4 مليار دولار سنويا (250 مليون دولار يوميا) عام 2023 وحده، بزيادة 13% عن العام السابق. وببساطة، نحن في سياق سباق تسلح جديد يشبه سابقه الذي بدأ خلال الحرب الباردة، مما يفتح بدوره الباب للعديد من الدول كي تتحسس مسدساتها، فتطور من ترسانتها العسكرية قدر إمكانها، بما في ذلك السلاح النووي، ولمن تمكن من تطويره.
الجزيرة
٠٦-٠٤-٢٠٢٥
- الجزيرة
علماء يطورون خلايا عصبية اصطناعية "تفكر بنفسها"
في تطور مثير في نطاق التشابك بين علم الأعصاب والذكاء الاصطناعي، أعلن فريق دولي من الباحثين عن ابتكار نوع جديد من "الخلايا العصبية الاصطناعية" يُمكنها أن تتعلم وتنظم نفسها بشكل مستقل، دون الحاجة لتوجيه خارجي. وحسب الدراسة، التي نشرها الباحثون في دورية "بي إن إيه إس"، فإن هذه الخلايا الجديدة تُعرف باسم "الخلايا الإنفومورفية"، وهو اصطلاح يعني "الخلايا العصبية ذاتية التنظيم المعتمدة على المعلومات"، وهي مصممة لتُحاكي طريقة عمل الخلايا العصبية الحقيقية داخل أدمغتنا. شبكات عصبية والخلايا العصبية الاصطناعية هي وحدات رياضية مُصممة لمحاكاة وظائف الخلية العصبية الحقيقية؛ إذ تستقبل مدخلات رقمية، وتعالجها، ثم تنتج قيمة معينة استنادا إلى آلية محددة للتعلم والمعالجة. ومن المعروف أنه في شبكات الخلايا العصبية التقليدية، التي تحاكي الدماغ وتستخدم في تطبيقات الذكاء الاصطناعي الحالية، يتم تنسيق التعلم من الخارج. بمعنى آخر، هناك دائما "مدرب" يُحدد لها ما الذي يجب أن تتعلمه، وكيف تتصرف، هذا المعلم هو الخوارزمية، التي تقود عملية التعلم. ولكن في الدماغ البشري فإن كل خلية عصبية تتفاعل مع الإشارات المحلية حولها وتتعلم بشكل مستقل. وحسب الدراسة، فإن الخلايا تحاكي هذا الأسلوب الطبيعي، فكل "خلية" تتعلم وتتكيّف بناء على المعلومات التي تصلها من البيئة المحيطة بها فقط، وهذا يجعل النظام أكثر مرونة وكفاءة من حيث استهلاك الطاقة. لفهم الأمر، تخيل أن الشبكة العصبية الاصطناعية مثل فريق عمل، في حالة الشبكة التقليدية هناك فريق فيه "مدير صارم"، لا يحب أن يقرر أحد من نفسه، ولذلك فكل موظف (خلية عصبية) ينتظر أوامر من المدير، والمدير هو فقط من يحدد من يعمل، ومن يتوقف، ومن يتعاون مع الآخر، الفريق كاملا ينجز مهامه بناء على تعليمات خارجية. هكذا تعمل الشبكات العصبية التقليدية، فكل خلية عصبية تتبع تعليمات محددة مسبقا (من الخوارزمية)، وتتغير فقط عندما يقوم المدرب بتحديث. على الجانب الآخر، فإن الشبكة الإنفومورفية تشبه فريقا ذكيا بدون مدير، وهنا يقوم كل موظف بمراقبة البيئة من حوله، ويقرر ما هو الضروري. ومن هنا فإن الموظفين يتعاونون بشكل مرن حسب الحاجة، وكل منهم يتعلّم من نفسه ومن رفاقه، فتكون النتيجة فريقا مرنا، ومتكيفا، يمكنه التعامل مع مواقف جديدة بشكل أسرع. هكذا تعمل الخلايا الإنفومورفية، فكل خلية عصبية تقرر بنفسها كيف تتعلّم، ومن تتعاون معه، ومتى تتخصص، من دون "مدرب مركزي". مستقبل واعد وفي الاختبارات الأولية، بدلا من إعطاء كل خلية "قواعد محددة للتعلم"، قام الباحثون بتحديد أهداف عامة فقط، وتركوها "تكتشف بنفسها" القواعد التي تحقق تلك الأهداف. بعد ذلك، استُخدم مقياس رياضي قائم على نظرية المعلومات لتمكين كل خلية من اتخاذ قرارات حول أسئلة مثل: هل تتعاون مع خلايا أخرى أم تعمل باستقلالية أم تتخصص في نوع محدد من المعلومات؟ وقد استجابت تلك الخلايا الاصطناعية بفاعلية. إعلان هذا النوع الجديد من الخلايا يوفر نموذجا مختلفا يمكن أن يكون مفيدا جدا مستقبلا للتعلم الآلي، حيث تتعلم الخلايا العصبية بنفسها من دون الحاجة لتدريب خارجي مكثف، ومن المتوقع أن يؤدي ذلك إلى أنظمة ذكاء اصطناعي أكثر كفاءة وتكيّفا وواقعية. ويمثل هذا الإنجاز خطوة نحو تقليد كيفية تعلّم الدماغ البشري، مما قد يؤدي إلى ذكاء اصطناعي أكثر طبيعية وأقل اعتمادا على البرمجة الصارمة.
الجزيرة
٠٣-٠٤-٢٠٢٥
- الجزيرة
اكتشاف مركبات عضوية ذات حجم "غير مسبوق" على المريخ
في مارس 2025، أعلنت وكالة ناسا عن اكتشاف مثير على سطح المريخ، حيث عثر مسبار "كيوريوسيتي" على أكبر الجزيئات العضوية المكتشفة حتى الآن على الكوكب الأحمر. ويُعتقد أن هذه الجزيئات، المعروفة باسم "الكانات طويلة السلسلة"، قد تكون ناتجة عن عمليات جيولوجية أو ربما بقايا مواد عضوية مرتبطة بالحياة، التي يفترض أنها جابت سطح الكوكب الأحمر قبل ملايين السنوات. وقد وجدت كيوريوسيتي العينة في صخرة عمرها 3.7 مليارات عام بمنطقة "يلوكنيف باي"، وهي قاع بحيرة قديمة في فوهة "غيل" على المريخ، وقد تمت دراسة مكونات الصخرة بمختبر كيوريوسيتي المُصغّر لتحليل العينات. أثر محتمل للحياة وحسب الدراسة ، التي نشرها الباحثون في دورية "بي إن إيه إس"، فقد احتوت تلك الصخرة على مركبات الديكان والأندوكان والدودوكان، وهي جميعا عبارة عن سلاسل من ذرات الكربون التي ترتبط بها ذرات من الهيدروجين. وعلى الأرض، تُعد هذه الجزيئات اللبنات الأساسية للأحماض الدهنية، التي تشكّل مكونات حيوية في أغشية الخلايا للكائنات الحية على الأرض. ويختلف الباحثون بين تفسيرين محتملين لهذه المركبات، فإما أنها نشأت من عمليات جيولوجية غير حيوية، مثل التفاعلات الكيميائية بين الماء والمعادن في بيئات مريخية، مثل الفتحات الحرارية المائية، أو أنها بقايا مواد حيوية، ورغم عدم وجود دليل قاطع، فإن وجود هذه الجزيئات يفتح الباب أمام احتمال أنها ناتجة عن نشاط بيولوجي سابق على المريخ. بعثات مستقبلية وقد سبق لعلماء كيوريوسيتي أن اكتشفوا جزيئات عضوية صغيرة وبسيطة على المريخ، إلا أن العثور على هذه المركبات الأكبر حجما يُقدّم أول دليل على أن الكيمياء العضوية ربما تطورت نحو مستوى التعقيد المطلوب لنشأة الحياة، على المريخ. كما تزيد الدراسة الجديدة فرص الحفاظ على الجزيئات العضوية الكبيرة، التي لا يُمكن إنتاجها إلا بوجود الحياة، والمعروفة باسم "البصمات الحيوية"، على المريخ، مما يُبدّد المخاوف من تلف هذه المركبات بعد عشرات الملايين من السنين من التعرض للإشعاع المكثف والأكسدة. ويؤكد هذا الاكتشاف الحاجة إلى إرسال بعثات مستقبلية لجمع عينات من المريخ وإعادتها إلى الأرض لتحليلها بأدوات متقدمة. حيث يتطلب التأكد مما إذا كانت هذه الجزيئات ذات أصل بيولوجي أو جيولوجي مزيدا من التحليلات المتقدمة، والتي قد لا تكون ممكنة باستخدام الأدوات الحالية على المريخ.
