מחשבות ברשת

כללי | מכון ויצמן למדע | 12 פרקים
מסע הקסם המדעי

:הקליקו לקבלת תמליל מלא של הפודקאסט - כקובץ פי-די-אף https://bit.ly/2Fh97bk מה, באמת, מעצב את המציאות סביבנו? האם הדרך שבה אנחנו תופסים את העולם מספקת לנו תמונת מצב אמיתית ואמינה? כיצד ומדוע מתחוללים שינויים סביבנו? ומנגד, מה מאפיין, בתמצות מרבי, את עולם הרשת שרבים מאיתנו מבלים בו זמן רב? איפה בדיוק עובר הגבול בין העולם ה"אמית" לבין העולם שמתקיים בליבות מעבדי המחשבים שלנו? תפיסת הרשת, הדומה ל"קנה-שורש", או "ריזום", הובילה את דורית פלדמן, בעקבות הפילוסופים הצרפתיים ז'יל דלז ופליקס גואטרי, לראיית העולם (ה"אמיתי"?) כמעין רשת שמציגה בכל פעם פנים אחרות. מדובר ברשת שככל שמעמיקים לבחון אותה, מתברר שהיא מורכבת יותר ויותר, שריבוי הצמתים בה מייצג השפעות שגורמות לשינוי תדיר שיוצר ריבוד של שכבות מציאות. הנה כי כן, פלדמן, היוצאת לדרכה מעולמות חזותיים המערבים היסטוריה, מדע ופילוסופיה, מגיעה גם היא לשאלה אם המציאות שלנו אינה, בעצם, רשת של השפעות שנעות בין "עולמות" שונים, שמשפיעים זה על זה, ומשנים ומעצבים זה את זה, ללא הרף (כך שבאמת, כפי שאמר הרקליטוס, אינך יכול לרחוץ באותו נהר פעמים). פלדמן, אם כן, מציעה לנו פרשנות שלפיה המציאות שאנו חווים אינה אלא נקודה ב"מטריקה" שמתנערת ומשתנה ללא הרף, על-פי כללים שאנו עדיין רחוקים מאוד מלהבינם לעומקם. מעצבים עצבים חוקרים במכוני החיזוי המדעי-טכנולוגי עמלים על זיהוי מגמות שונות בתחומי המדע והחברה כאחד, במטרה לכוון אנשים וארגונים לעיסוקים שיאפיינו את העתיד. ייתכן שמחקר חדש של פרופ' אלישע מוזס ותלמידי המחקר (דאז) פרופ' עפר פיינרמן וד"ר אסף רותם מהמחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות במכון ויצמן למדע, עשוי להצביע על תחום עיסוק שיפרח בעתיד: מעצב עצבים. בשלב הראשון הצליחו המדענים לעצב תאי עצב (נוירונים) ולגרום להם לגדול וליצור מעגלים חשמליים ושערים לוגיים חד-ממדיים. בעתיד, ייתכן שהשיטה שפיתחו תאפשר עיצוב חיבורים ביולוגיים בין המוח האנושי לבין מערכות מלאכותיות שונות. הנוירונים הם תאים מורכבים. במוח הם יוצרים מספר רב מאוד של קישורים לתאים אחרים, דבר שמאפשר להם לבצע חישובים מורכבים. לעומת זאת, כאשר מגדלים אותם בתרבית, הם "מאבדים את חוכמתם". התיפקוד שלהם נעשה פרימיטיבי למדי. מה משתבש כשמגדלים את הנוירונים בתרביות? האם, וכיצד אפשר להחזיר להם לפחות חלק מיכולותיהם המקוריות, ולשפר את תיפקודם בתרבית? השאלות האלה מעסיקות מדענים רבים במקומות שונים בעולם. פרופ' מוזס' ותלמידיו החליטו לבחון את האפשרות לשפר את תיפקוד הנוירונים באמצעות עיצוב המבנה שבו הם מורשים לגדול. כפיסיקאים, המורגלים בעבודה עם מודלים מפושטים, הם החליטו להצטמצם במבנה חד-ממדי: קו אחד המוגדר, בשיטות ליטוגרפיות, על-גבי לוח זכוכית. כשהנוירונים החלו לגדול לאורך הקו ה"מותר", הצליחו המדענים – לראשונה בעולם - לעורר אותם באמצעות שדה מגנטי עד כה הצליחו לעורר נוירונים בתרבית רק באמצעות שדות חשמליים בשלב השני בחנו המדענים את השפעת "רוחב הפס" של קו הגדילה על יכולתם של הנוירונים להעביר אותות. הם בחנו את התנהגות הנוירונים שגדלו לאורך קווים בעלי רוחב שונה ומצאו שקו דק יחסית, שלאורכו יכולים לגדול כ-100 אקסונים (השלוחות הארוכות של הנוירונים), יוצר מצב סף, של סיכוי לא ודאי להעברת אות. כדי שהתא הקולט ישגר אות חשמלי הוא צריך לקלוט מנה מסוימת של אותות עצביים. המדענים מצאו שכמות גדולה של נוירונים (כמה מאות) המתחברים לתא הקולט מבטיחה את תגובתו. לעומת זאת, כמות קטנה מאוד של נוירונים (תאים בודדים) תגרום לתגובה רק לעתים רחוקות מאוד. בתהליך המחקר התברר ש-100 נוירונים היא כמות הסף שלעתים גורמת תגובה ולעתים לא – אבל תוספת קטנה לכמות זו כבר יוצרת סיכוי גבוה מאוד לתגובה. ממצא זה הוביל את המדענים ליצירת שער לוגי חשמלי-עצבי המבוסס על שני קווים דקים, שלאורך כל אחד מהם גדלים כ-100 אקסונים. שני ה"חוטים" האלה מתחברים לתא עצב אחד. בהמשך יצרו המדענים מבנה של קווים ישרים שיצרו משולשים שקודקוד כל אחד מהם משיק לאחת מצלעות המשולש הבא בתור (ראו תרשים). מבנה לא סימטרי זה מאלץ את הנוירונים להתפתח ולפעול בכיוון אחד. בשלב הבא השתמשו המדענים במספר מבנים כאלה ליצירת מעגל סגור, שהאותות העצביים הנעים בו יוצרים מעין שעון, או, ליתר דיוק, קוצב ביולוגי.

לכל הפרקים של פודקאסט מסע הקסם המדעי >>

פרסומת
מחשבות ברשת07/03/2019 | 00:33:08
:הקליקו לקבלת תמליל מלא של הפודקאסט - כקובץ פי-די-אף https://bit.ly/2Fh97bk מה, באמת, מעצב את המציאות סביבנו? האם הדרך שבה אנחנו תופסים את העולם מספקת לנו תמונת מצב אמיתית ואמינה? כיצד ומדוע מתחוללים שינויים סביבנו? ומנגד, מה מאפיין, בתמצות מרבי, את עולם הרשת שרבים מאיתנו מבלים בו זמן רב? איפה בדיוק עובר הגבול בין העולם ה"אמית" לבין העולם שמתקיים בליבות מעבדי המחשבים שלנו? תפיסת הרשת, הדומה ל"קנה-שורש", או "ריזום", הובילה את דורית פלדמן, בעקבות הפילוסופים הצרפתיים ז'יל דלז ופליקס גואטרי, לראיית העולם (ה"אמיתי"?) כמעין רשת שמציגה בכל פעם פנים אחרות. מדובר ברשת שככל שמעמיקים לבחון אותה, מתברר שהיא מורכבת יותר ויותר, שריבוי הצמתים בה מייצג השפעות שגורמות לשינוי תדיר שיוצר ריבוד של שכבות מציאות. הנה כי כן, פלדמן, היוצאת לדרכה מעולמות חזותיים המערבים היסטוריה, מדע ופילוסופיה, מגיעה גם היא לשאלה אם המציאות שלנו אינה, בעצם, רשת של השפעות שנעות בין "עולמות" שונים, שמשפיעים זה על זה, ומשנים ומעצבים זה את זה, ללא הרף (כך שבאמת, כפי שאמר הרקליטוס, אינך יכול לרחוץ באותו נהר פעמים). פלדמן, אם כן, מציעה לנו פרשנות שלפיה המציאות שאנו חווים אינה אלא נקודה ב"מטריקה" שמתנערת ומשתנה ללא הרף, על-פי כללים שאנו עדיין רחוקים מאוד מלהבינם לעומקם. מעצבים עצבים חוקרים במכוני החיזוי המדעי-טכנולוגי עמלים על זיהוי מגמות שונות בתחומי המדע והחברה כאחד, במטרה לכוון אנשים וארגונים לעיסוקים שיאפיינו את העתיד. ייתכן שמחקר חדש של פרופ' אלישע מוזס ותלמידי המחקר (דאז) פרופ' עפר פיינרמן וד"ר אסף רותם מהמחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות במכון ויצמן למדע, עשוי להצביע על תחום עיסוק שיפרח בעתיד: מעצב עצבים. בשלב הראשון הצליחו המדענים לעצב תאי עצב (נוירונים) ולגרום להם לגדול וליצור מעגלים חשמליים ושערים לוגיים חד-ממדיים. בעתיד, ייתכן שהשיטה שפיתחו תאפשר עיצוב חיבורים ביולוגיים בין המוח האנושי לבין מערכות מלאכותיות שונות. הנוירונים הם תאים מורכבים. במוח הם יוצרים מספר רב מאוד של קישורים לתאים אחרים, דבר שמאפשר להם לבצע חישובים מורכבים. לעומת זאת, כאשר מגדלים אותם בתרבית, הם "מאבדים את חוכמתם". התיפקוד שלהם נעשה פרימיטיבי למדי. מה משתבש כשמגדלים את הנוירונים בתרביות? האם, וכיצד אפשר להחזיר להם לפחות חלק מיכולותיהם המקוריות, ולשפר את תיפקודם בתרבית? השאלות האלה מעסיקות מדענים רבים במקומות שונים בעולם. פרופ' מוזס' ותלמידיו החליטו לבחון את האפשרות לשפר את תיפקוד הנוירונים באמצעות עיצוב המבנה שבו הם מורשים לגדול. כפיסיקאים, המורגלים בעבודה עם מודלים מפושטים, הם החליטו להצטמצם במבנה חד-ממדי: קו אחד המוגדר, בשיטות ליטוגרפיות, על-גבי לוח זכוכית. כשהנוירונים החלו לגדול לאורך הקו ה"מותר", הצליחו המדענים – לראשונה בעולם - לעורר אותם באמצעות שדה מגנטי עד כה הצליחו לעורר נוירונים בתרבית רק באמצעות שדות חשמליים בשלב השני בחנו המדענים את השפעת "רוחב הפס" של קו הגדילה על יכולתם של הנוירונים להעביר אותות. הם בחנו את התנהגות הנוירונים שגדלו לאורך קווים בעלי רוחב שונה ומצאו שקו דק יחסית, שלאורכו יכולים לגדול כ-100 אקסונים (השלוחות הארוכות של הנוירונים), יוצר מצב סף, של סיכוי לא ודאי להעברת אות. כדי שהתא הקולט ישגר אות חשמלי הוא צריך לקלוט מנה מסוימת של אותות עצביים. המדענים מצאו שכמות גדולה של נוירונים (כמה מאות) המתחברים לתא הקולט מבטיחה את תגובתו. לעומת זאת, כמות קטנה מאוד של נוירונים (תאים בודדים) תגרום לתגובה רק לעתים רחוקות מאוד. בתהליך המחקר התברר ש-100 נוירונים היא כמות הסף שלעתים גורמת תגובה ולעתים לא – אבל תוספת קטנה לכמות זו כבר יוצרת סיכוי גבוה מאוד לתגובה. ממצא זה הוביל את המדענים ליצירת שער לוגי חשמלי-עצבי המבוסס על שני קווים דקים, שלאורך כל אחד מהם גדלים כ-100 אקסונים. שני ה"חוטים" האלה מתחברים לתא עצב אחד. בהמשך יצרו המדענים מבנה של קווים ישרים שיצרו משולשים שקודקוד כל אחד מהם משיק לאחת מצלעות המשולש הבא בתור (ראו תרשים). מבנה לא סימטרי זה מאלץ את הנוירונים להתפתח ולפעול בכיוון אחד. בשלב הבא השתמשו המדענים במספר מבנים כאלה ליצירת מעגל סגור, שהאותות העצביים הנעים בו יוצרים מעין שעון, או, ליתר דיוק, קוצב ביולוגי.

פודאסטים מובילים

מה שכרוך מה שכרוך 1182 פרקים
המעבדה המעבדה 808 פרקים
אש זרה אש זרה 581 פרקים
קטעיםקטעים528 פרקים
הפודיוםהפודיום526 פרקים
ציון 3ציון 3489 פרקים
פרסומת