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.
في الدماغ البشري كل خلية عصبية تتفاعل مع الإشارات المحلية حولها وتتعلم بشكل مستقل (شترستوك)
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".
هذا الإنجاز يمثل خطوة نحو تقليد كيفية تعلّم الدماغ البشري (غيتي)
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.
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:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

عمون

٠٣-٠٥-٢٠٢٥

• عمون

إنجاز علمي .. اكتشاف المنطقة المسؤولة عن الوعي في الدماغ

عمون - الوعي هو جوهر الوجود البشري، لأنه القدرة على الرؤية والسمع والحلم والتخيل والشعور بالألم أو المتعة أو الخوف أو الحب وغيرها، لكن أين يقع هذا الوعي تحديدا في الدماغ؟ سؤال لطالما حير العلماء والأطباء، وتقدم دراسة جديدة رؤى حديثة عن تلك المسألة. في مسعى لتحديد أجزاء الدماغ المسؤولة عن الوعي، أجرى علماء الأعصاب قياسات للنشاط الكهربائي والمغناطيسي، بالإضافة إلى تدفق الدم، في أدمغة 256 شخصا في 12 مختبرا في أنحاء الولايات المتحدة وأوروبا والصين أثناء مشاهدة المشاركين صورا متنوعة. وتتبعت القياسات النشاط في أجزاء مختلفة من الدماغ. ووجد الباحثون أن الوعي قد لا ينشأ في الجزء "الذكي" من الدماغ، وهي المناطق الأمامية حيث تحدث عملية التفكير التي نمت تدريجيا في عملية التطور البشري، لكنه قد ينشأ في المناطق الحسية في الجزء الخلفي من الدماغ الذي يعالج الإبصار والسمع. وقال عالم الأعصاب كريستوف كوك من معهد ألين في سياتل وهو أحد المعدّين الرئيسيين للدراسة المنشورة الأسبوع الماضي في دورية "نيتشر" العلمية: "لماذا كل هذا مهم؟. إذا أردنا أن نفهم ركيزة الوعي ومن يملكها، البالغون والأطفال قبل اكتساب اللغة والجنين في الثلث الثاني من الحمل والكلب والفأر والحبار والغراب والذبابة، فنحن بحاجة إلى تحديد الآليات الأساسية في الدماغ". وعُرضت صور وجوه أشخاص وأشياء مختلفة على المشاركين في الدراسة. وذكر كوك "الوعي هو الشعور الذي نحس به عند رؤية رسم محمصة خبز أو وجه شخص. الوعي ليس السلوك المرتبط بهذا الشعور، على سبيل المثال الضغط على زر أو قول (أرى فلانا)". واختبر الباحثون نظريتين علميتين رائدتين حول الوعي. وبموجب نظرية "مساحة العمل العصبية الشاملة"، يتجسد الوعي في مقدمة الدماغ، ثم تنتشر المعلومات المهمة على نطاق واسع في جميع أنحائه. أما بموجب نظرية "المعلومات المتكاملة"، فينبع الوعي من تفاعل أجزاء مختلفة من الدماغ وتعاونها، إذ تعمل هذه الأجزاء معا لدمج المعلومات المستقبلة في حالة الوعي. ولم تتفق النتائج مع أي من النظريتين. أين يقع الوعي؟ أوضح كوك متسائلا "أين توجد العلامات العصبية التي تدل على الوعي في الدماغ؟ ببساطة شديدة، هل هي في مقدمة القشرة المخية، أي الطبقة الخارجية من الدماغ، مثل القشرة الجبهية، مثلما تنبأت نظرية مساحة العمل العصبية الشاملة؟". والقشرة الجبهية الأمامية هي التي تجعل جنسنا البشري فريدا من نوعه، فهي التي تحفز العمليات المعرفية العليا مثل التخطيط واتخاذ القرار والتفكير والتعبير عن الشخصية وتعديل السلوك الاجتماعي. ومضى كوك في تساؤلاته "أم أن علامات (الوعي) موجودة في المناطق الخلفية من القشرة؟". والقشرة الخلفية هي المنطقة التي تحدث فيها معالجة السمع والإبصار. وتابع قائلا: "هنا، تصب الأدلة بشكل قاطع في مصلحة القشرة الخلفية. إما أن المعلومات المتعلقة بالوعي لم يُعثر عليها في الأمام، وإما أنها كانت أضعف بكثير من تلك الموجودة في الخلف. وهذا يدعم فكرة أن الفصوص الجبهية، وإن كانت ضرورية للذكاء والحكم والاستدلال... إلخ، لا تشارك بشكل حاسم في الرؤية، أي في الإدراك البصري في حالة الوعي". ومع ذلك، لم تتمكن الدراسة من تحديد ما يكفي من الاتصالات التي تستمر للمدة التي تستغرقها تجربة الوعي في الجزء الخلفي من الدماغ لدعم نظرية المعلومات المتكاملة. وتوجد تطبيقات عملية لتكوين فهم أعمق لديناميات الوعي في الدماغ. وحول ذلك، قال كوك إن ذلك سيكون مهما لكيفية تعامل الأطباء مع المرضى في حالات الغيبوبة أو متلازمة اليقظة بلا استجابة، وهي حالة يكونون فيها مستيقظين ولكن لا تظهر عليهم أي علامات على الوعي بسبب إصابة دماغية أو سكتة دماغية أو سكتة قلبية أو جرعة زائدة من المخدرات أو أسباب أخرى. ومن بين هؤلاء المرضى، يموت ما بين 70 إلى 90 بالمئة بسبب اتخاذ قرار بسحب العلاج الذي يدعم الحياة. وذكر كوك "مع ذلك، نعلم الآن أن حوالي ربع المرضى في حالة الغيبوبة أو متلازمة اليقظة بلا استجابة يكونون واعين، وعيا خفيا، ومع ذلك لا يستطيعون الإشارة إلى ذلك"، في إشارة إلى بحث منشور العام الماضي في دورية "نيو إنغلاند" الطبية. وأضاف "ستمكننا معرفة آثار الوعي في الدماغ من أن نرصد بشكل أفضل هذا الشكل غير الظاهر من (الوجود) دون القدرة على الإشارة".

خبرني

٠٣-٠٥-٢٠٢٥

• خبرني

دراسة عالمية ترصد إشارات الوعي في الدماغ: وتحدد موقع محتمل للوعي

خبرني - دراسة دولية تكشف أن الوعي لا يتركز في المناطق الأمامية "الذكية" من الدماغ كما كان يُعتقد، بل ربما ينشأ من الفصوص الخلفية المسؤولة عن الإحساس. ما يزال سؤال "أين يقع الوعي في الدماغ؟" يشغل علماء الأعصاب، باعتباره جوهر التجربة البشرية والقدرة على الإحساس والرؤية والتخيل والشعور بالألم أو المتعة والخوف والحب. وقد سلّطت دراسة حديثة الضوء على موقع محتمل لهذا الوعي، مستندة إلى بيانات جُمعت من 256 شخصًا خضعوا لقياسات كهربائية ومغناطيسية ودراسات لتدفق الدم في الدماغ، خلال تجارب أُجريت في 12 مختبرًا موزّعة في الولايات المتحدة وأوروبا والصين، أثناء عرض صور متنوعة على المشاركين. تتبّعت الدراسة النشاط في مناطق مختلفة من الدماغ، وخلصت إلى أن الوعي لا يبدو أنه يتولد من الجزء الأمامي من الدماغ، حيث تتواجد المناطق المسؤولة عن التفكير المتقدّم، بل ينشأ على الأرجح من المناطق الحسية في الجزء الخلفي، المسؤولة عن الإبصار والسمع. الوعي ليس سلوكًا بل شعورًا يقول عالم الأعصاب كريستوف كوك من معهد ألين في سياتل، وهو أحد المعدين الرئيسيين للدراسة التي نُشرت هذا الأسبوع في مجلة نيتشر العلمية: "إذا أردنا أن نفهم الركائز البيولوجية للوعي ومن يمتلكه — من بالغين وأطفال قبل اكتساب اللغة، إلى أجنة في الثلث الثاني من الحمل، وكلاب وفئران وحبار وطيور الغربان وحتى الذباب — فعلينا أن نحدّد الآليات العصبية الأساسية بدقة". خلال التجربة، تم عرض صور لوجوه أشخاص وأشياء مختلفة على المشاركين، بهدف مراقبة ما إذا كانت أدمغتهم تتفاعل بوعي مع هذه الصور، وليس بناءً على سلوك ظاهر كضغط زر أو قول "أرى فلانًا"، بل بناءً على الإحساس الداخلي بتلك المشاهدة، وهو ما يعبّر عنه كوك بقوله: "الوعي هو الإحساس الذي ينتابك عندما ترى رسمة محمصة أو وجه إنسان". اختبرت الدراسة اثنتين من أبرز النظريات العصبية حول طبيعة الوعي. الأولى هي "نظرية مساحة العمل العصبية الشاملة"، والتي تفترض أن الوعي يتجسّد في مقدمة الدماغ، حيث تنتشر المعلومات على نطاق واسع. أما الثانية فهي "نظرية المعلومات المتكاملة"، التي تنص على أن الوعي ينشأ من تفاعل متكامل بين أجزاء متعدّدة من الدماغ، تقوم بدمج البيانات المستقبلة في تجربة واعية موحّدة. لكن النتائج التي توصّلت إليها الفرق العلمية لم تؤكّد أيًّا من هاتين النظريتين بشكل حاسم. فبينما ظهرت مؤشرات أقوى على نشاط الوعي في المناطق الخلفية من الدماغ، لم تتوفّر أدلّة كافية على استمرار تلك الاتصالات لفترة زمنية توازي تجربة الوعي بالكامل، ما جعل دعم نظرية المعلومات المتكاملة غير مكتمل. القشرة الخلفية.. مرشّح رئيسي لمركز الوعي يتساءل كوك: "أين تقع الإشارات العصبية للوعي؟ هل في الجزء الأمامي من القشرة المخية كما تطرح نظرية مساحة العمل العصبية؟"، ويشرح أن هذه القشرة الجبهية الأمامية مرتبطة بالوظائف المعرفية العليا مثل التفكير والتخطيط والتعبير عن الشخصية، ما يميز الجنس البشري. لكنه يضيف: "الأدلة تشير بوضوح إلى أن القشرة الخلفية — حيث تتم معالجة الإبصار والسمع — تحتوي على نشاط أقوى بكثير من القشرة الأمامية فيما يخص مؤشرات الوعي". ما يدعم استنتاجًا بأن الفصوص الجبهية، رغم دورها المهم في الذكاء والاستدلال، ليست شريكًا أساسيًا في الإدراك البصري الواعي. مركز الوعي في الدماغ تتعدّى نتائج الدراسة الإطار النظري، وتمتد إلى تطبيقات سريرية بالغة الحساسية. إذ أشار كوك إلى أهمية هذه النتائج في فهم أفضل لحالات مثل الغيبوبة أو متلازمة اليقظة بلا استجابة، وهي حالات طبية معقدة يظهر فيها المرضى مستيقظين لكن دون أي تفاعل واعٍ نتيجة إصابات دماغية أو سكتات دماغية أو قلبية أو جرعات زائدة من مواد مخدرة. وبحسب كوك، فإن ما بين 70 و90 بالمئة من هؤلاء المرضى يفارقون الحياة بسبب قرار سحب الدعم العلاجي، إلا أن بحثًا نُشر العام الماضي في مجلة نيو إنغلاند الطبية أظهر أن نحو ربع هؤلاء المرضى يمتلكون نوعًا من الوعي الخفي، لا يمكنهم التعبير عنه. ويقول كوك: "إذا تمكّنا من رصد المؤشرات العصبية للوعي، حتى في غيابه الظاهري، سيكون بإمكاننا تقديم رعاية أفضل واتخاذ قرارات أكثر دقة في هذه الحالات الحرجة".

السوسنة

٠٢-٠٥-٢٠٢٥

• السوسنة

الوعي قد ينشأ في الجزء الحسي من الدماغ

السوسنة- أجرى علماء أعصاب دراسة واسعة النطاق لتحديد مناطق الدماغ المسؤولة عن نشأة الوعي، حيث قاموا بقياس النشاط الكهربائي والمغناطيسي وتدفق الدم في أدمغة 256 شخصًا ضمن 12 مختبرًا موزعة بين الولايات المتحدة وأوروبا والصين، أثناء مشاهدتهم صورًا متنوعة. وأظهرت القياسات أن الوعي قد لا ينشأ من المناطق الأمامية من الدماغ، التي تُعرف بأنها مركز التفكير المتطور، بل ربما ينبثق من المناطق الحسية في الجزء الخلفي من الدماغ، والتي تعالج الإبصار والسمع. وقال عالم الأعصاب كريستوف كوك من معهد ألين في سياتل "لماذا كل هذا مهم؟".وكوك أحد المعدين الرئيسيين للدراسة المنشورة هذا الأسبوع في دورية (نيتشر) العلمية. وأوضح "إذا أردنا أن نفهم ركيزة الوعي ومن يملكها، البالغون والأطفال قبل اكتساب اللغة والجنين في الثلث الثاني من الحمل والكلب والفأر والحبار والغراب والذبابة، فنحن بحاجة إلى تحديد الآليات الأساسية في الدماغ..."وعُرضت صور وجوه أشخاص وأشياء مختلفة على المشاركين في الدراسة.وذكر كوك "الوعي هو الشعور الذي نحس به عند رؤية رسم محمصة خبز أو وجه شخص. الوعي ليس السلوك المرتبط بهذا الشعور، على سبيلالمثال الضغط على زر أو قول "أرى فلانا".واختبر الباحثون نظريتين علميتين رائدتين حول الوعي. بموجب نظرية "مساحة العمل العصبية الشاملة"، يتجسد الوعي في مقدمة الدماغ، ثم تنتشر المعلومات المهمة على نطاق واسع في جميع أنحائه.أما بموجب نظرية "المعلومات المتكاملة"، فينبع الوعي من تفاعل أجزاء مختلفة من الدماغ وتعاونها، إذ تعمل هذه الأجزاء معا لدمج المعلومات المستقبلة في حالة الوعي.ولم تتفق النتائج مع أي من النظريتين.* أين يقع الوعي؟قال كوك متسائلا "أين توجد العلامات العصبية التي تدل على الوعي في الدماغ؟ ببساطة شديدة، هل هي في مقدمة القشرة المخية، أي الطبقة الخارجية من الدماغ، مثل القشرة الجبهية، مثلما تنبأت نظرية مساحة العمل العصبية الشاملة؟".والقشرة الجبهية الأمامية هي التي تجعل جنسنا البشري فريدا مننوعه، فهي التي تحفز العمليات المعرفية العليا مثل التخطيط واتخاذ القرار والتفكير والتعبير عن الشخصية وتعديل السلوك الاجتماعي.ومضى كوك في تساؤلاته "أم أن علامات (الوعي) موجودة في المناطقالخلفية من القشرة؟". والقشرة الخلفية هي المنطقة التي تحدث فيها معالجة السمع والإبصار.وقال "هنا، تصب الأدلة بشكل قاطع في مصلحة القشرة الخلفية. إما أن المعلومات المتعلقة بالوعي لم يُعثر عليها في الأمام، وإما أنها كانت أضعف بكثير من تلك الموجودة في الخلف. وهذا يدعم فكرة أن الفصوص الجبهية، وإن كانت ضرورية للذكاء والحكم والاستدلال إلخ، لا تشارك بشكل حاسم في الرؤية، أي في الإدراك البصري في حالة الوعي".ومع ذلك، لم تتمكن الدراسة من تحديد ما يكفي من الاتصالات التي تستمر للمدة التي تستغرقها تجربة الوعي في الجزء الخلفي من الدماغ لدعم نظرية المعلومات المتكاملة.وتوجد تطبيقات عملية لتكوين فهم أعمق لديناميات الوعي في الدماغ.وقال كوك إن ذلك سيكون مهما لكيفية تعامل الأطباء مع المرضى في حالات الغيبوبة أو متلازمة اليقظة بلا استجابة، وهي حالة يكونون فيها مستيقظين ولكن لا تظهر عليهم أي علامات على الوعي بسبب إصابة دماغية أو سكتة دماغية أو سكتة قلبية أو جرعة زائدة من المخدرات أوأسباب أخرى.ومن بين هؤلاء المرضى، يموت ما بين 70 إلى 90 بالمئة بسبب اتخاذ قرار بسحب العلاج الذي يدعم الحياة.وذكر كوك "مع ذلك، نعلم الآن أن حوالي ربع المرضى في حالة الغيبوبة أو ... متلازمة اليقظة بلا استجابة يكونون واعين، وعيا خفيا، ومع ذلك لا يستطيعون الإشارة إلى ذلك"، في إشارة إلى بحث منشور العام الماضي في دورية (نيو إنغلاند) الطبية.وأضاف "ستمكننا معرفة آثار الوعي في الدماغ من أن نرصد بشكل أفضل هذا الشكل غير الظاهر من الوجود دون القدرة على الإشارة":