חוקרים במכון ויצמן למדע ברחובות, ישראל בנו מערכת בינה מלאכותית שיכולה לשחזר את מה שאדם מסתכל עליו רק על סמך סריקת המוח שלו fMRI - ולחזות את פעילות המוח של אדם מתמונה בכיוון השני - דיווח MIT Technology Review ב-1 באוקטובר 2026.
הכלי, שפותח על ידי מדען המחשב מיכל אירני ועמיתיה, משחזר תמונות נצפות בדיוק שמאמצי פענוח המוח הקודמים לא תאמו. בהשוואות זו לצד זו, השחזורים של המודל משמרים לא רק את הנושא הכללי של סצנה אלא את המבנה, מיקומה והתוכן שלה - חולשה מתמשכת של מערכות קודמות, שיכולות ליצור בננה סבירה, אך לעתים רחוקות את הבננה שהאדם ראה בפועל. For more context on this story, see our ongoing latest AI developments.
איך פועל מפענח המוח
המערכת היא "מפענח מוח" דו-ענפי. ענף אחד מנבא את מבנה התמונה - היכן שצבעים וצורות יושבים בפריים - ואילו השני מנבא את תוכנו, למשל צרור בננות על צלחת. התחזיות המשולבות הללו מנווטות מודל דיפוזיה, אותה משפחה של טכניקות בינה מלאכותית מחוללות מאחורי מחוללי תמונה ווידאו מודרניים, כדי לייצר את השחזור הסופי.
הצוות התחיל מנתוני סריקת מוח זמינים לציבור: למתנדבים הראו מאות תמונות כשהם שוכבים בסורקי fMRI, שעוקבים אחר זרימת דם מחומצן דרך המוח כפרוקסי לפעילות עצבית. הקבוצה של אירני השתמשה במערכי נתונים חדשים יותר שנלכדו בסורקים ברזולוציה גבוהה יותר, כאשר כל ווקסל פעילות מכסה בערך מילימטר מעוקב אחד של רקמה ולא בערך שלושה מילימטר מעוקב של סורק רגיל.
הדרכה על נתונים מושאלים
המכשול המרכזי היה רעב נתונים. סריקות fMRI ברזולוציה גבוהה מאדם שצופה באלפי תמונות הן נדירות, והדגמים היו זקוקים להרבה יותר ממה שהיה קיים. הדרך לעקיפת החוקרים הייתה להכשיר מודל שני לאחור - מקודד שמנבא איך תיראה סריקת מוח אם תוצג לאדם תמונה נתונה.
על ידי הפעלת המקודד והמפענח אחד נגד השני, הצוות יכול ליצור למעשה זוגות אימונים בלתי מוגבלים. התחל עם צילום של נמר, חזה את פעילות ה-fMRI שהוא יפיק, שחזר את התמונה מאותה פעילות, וחדד את שני המודלים על חוסר ההתאמה. כ-70 אחוז מנתוני ההדרכה הגיעו בסופו של דבר מתמונות שמעולם לא הוצגו למתנדב סרוק, לפי אירני.
הגישה יצרה את מה שהצוות מכנה מקודד מוח אוניברסלי, והיעילות שלה היא התוצאה הראשית. כלי פענוח קודמים דרשו בדרך כלל כ-40 שעות של נתוני fMRI כדי לכייל לאדם חדש. המפענח של אירני צריך בערך שעה אחת - הבדל שחשוב כי זמן הסורק יקר. "אף אחד מאיתנו לא יכול להרשות לעצמו 40 שעות של הדמיה עבור נושא חדש", אמר טומי ספראג, מדען מוח מאוניברסיטת קליפורניה, סנטה ברברה, שלא היה מעורב במחקר, וציין שההדמיה יכולה להסתכם בכ-600 עד 1,000 דולר לשעה. הממצאים הוצגו בכנס Cognitive Computational Neuroscience בניו יורק בספטמבר.
מה זה נעשה נכון - ולא נכון
במבחני השוואה, הכלי עלה על מערכות פענוח המוח שתוארו בעבר "בפער משמעותי", אמר אירני ל-MIT Technology Review. זה לא חסר טעות. במהלך שיחת וידאו, היא הצביעה על תמונה של עוגה שהמערכת שיחזרה כערימה של שלושה כריכים, וכלב באמבטיה שחזר כעז בצבע דומה באותה אמבטיה.
על ידי איגום נתונים על פני מספר מחקרים, הצוות זיהה גם אזורי מוח שנראים חולקים פונקציות בין אנשים - אזור אחד הגיב לתמונות של מזון, אזור אחר לספורט. אירני אומרת שהיא עובדת כעת עם מדעני מוח כדי להשתמש בכלים כדי למפות כיצד המוח מארגן משמעות בצורה שיטתית יותר.
הבטחות לרפואה
התקוות המיידיות ביותר הן קליניות. אירני מאמין שהגישה תוכל בסופו של דבר לעזור לאנשים עם תסמונת נעולה - חולים משותקים לחלוטין שאינם יכולים לדבר או לזוז - לתקשר באמצעות פעילות מוחית בלבד. היא גם רוצה להרחיב את הטכניקה מעבר לתמונות סטטיות לווידיאו ואודיו, במטרה ארוכת טווח של שחזור תוכן דמיוני, כולל חלומות והתוכן החושי של פלאשבקים PTSD.
ג'ודי אילס, נוירואתיקה ופרופסור לנוירולוגיה באוניברסיטת קולומביה הבריטית שלא הייתה מעורבת בעבודה, תיארה את המחקר כ"מפואר". "הרעיון [להשתמש בגישה זו] כדי לעזור לאנשים עם מצבים נוירולוגיים... מבחינה טיפולית הוא מרגש מאוד", אמרה ל-MIT Technology Review.
בעיית הפרטיות
אותו דיוק מעלה את הסיכוי שהתחום חשש ממנו זה מכבר: חילוץ דימויים נפשיים של אדם ללא הסכמה משמעותית. "התוצאות נראות מאוד מרשימות", אמר ספראג. "אבל אם יש דרך לחלץ בחשאי מידע על מה שאתה חושב עליו, אז... 150 שנות מדע בדיוני יכולות להתגשם בכל עת, וזה מדאיג בהרבה מובנים."
החששות הללו נותרו, לעת עתה, מוגבלים לפיזיקה. המערכת מחייבת אדם לשכב בתוך מגנט fMRI רב טון במשך שעות, וכל מפענח קודם נזקק לכיול נרחב לאדם. אבל דרישת הכיול היא בדיוק מה שהצוות של אירני פשוט חתך בעשרות, וזו הסיבה שאנשי האתיקה שמים לב לכלי שהוא במקרה גם פריצת דרך מחקרית.
המטרות הבאות של קבוצת ויצמן - תמונות נעות וקול, ואז תוכן מדומיין וחולם - יבחנו אם הדיוק של הטכניקה שורד מחוץ לתנאים המבוקרים בקפידה של מעבדת סורקים. אם כן, גם היישומים הרפואיים וגם דיוני הפרטיות יסלימו יחד.
שדה שזז במהירות
פענוח המוח התקדם מקרובים מטושטשים, בקושי ניתנים לזיהוי, לשחזורים נאמנים מבחינה מבנית תוך פחות מעשור, מונע על ידי סורקים טובים יותר, מערכי נתונים משותפים גדולים יותר ומודלים מחוללים שיכולים למלא פרטים מציאותיים מאותות גסים. התרומה של ויצמן - שימוש בלולאת מקודד-מפענח דו-כיוונית כדי לשבור את צוואר הבקבוק של הנתונים - היא סוג של תובנה הנדסית שנוטה להתפשט במהירות, כי היא אינה תלויה בחומרה חדשה. צפו שמעבדות אחרות ישכפלו את ערכת ההדרכה, וצפו שהשאלה מי שולט בנתונים עצביים ומסכים להם תעבור מהשוליים של מדיניות הבינה המלאכותית לכיוון המרכז שלה.
---
Stay Ahead of AIGet the latest AI news, analysis, and breakthroughs — all in one place.
Read more AI news →
