מחקר ישראלי: המוח האנושי מעבד שפה בדיוק כמו בינה מלאכותית

מחקר ישראלי חדש שפורסם בכתב העת "Nature Communications" חשף ממצא מפתיע: האופן שבו המוח האנושי מעבד שפה מדוברת תואם להפליא את הדרך שבה מודלי בינה מלאכותית עובדים בשכבות. שתי המערכות, כך נמצא, עולות על אותו "סולם" שלבי מקול גולמי עד משמעות.

המחקר הובל על ידי אריאל גולדשטיין מהאוניברסיטה העברית בירושלים, ונסמך על מקור נתונים יוצא דופן. תשעה חולי אפילפסיה, שבמוחם כבר הושתלו אלקטרודות לצורך טיפול רפואי, האזינו לפודקאסט במשך 30 דקות בזמן שהפעילות העצבית שלהם הוקלטה ישירות ובדיוק גבוה.

החוקרים לקחו את הנתונים האלה והשוו אותם לפעילות הפנימית של מודל שפה גדול שעיבד את אותן המילים ממש, שכבה אחר שכבה. ההתאמה שנמצאה הייתה קרובה לזהה לחלוטין.

השכבות המוקדמות של המודל, שמטפלות במאפיינים בסיסיים של השפה, התאימו לתגובות המוחיות המוקדמות ביותר. השכבות העמוקות יותר של המודל, שלוכדות הקשר ומשמעות, התאימו לפעילות מאוחרת יותר באזורי מוח ספציפיים, ובהם אזור ברוקה, שמזוהה זה זמן רב עם עיבוד שפה. שתי המערכות עברו את אותו רצף בדיוק: מאות אקוסטי, לצלילי דיבור, למילים בודדות, ולבסוף למשמעות.

למרות ההתרגשות מהממצא, החוקרים מדגישים שיש לקרוא את הנתונים בזהירות. ההתאמה מראה על קרבה בין שני סטים של ייצוגים, אבל אינה הוכחה שהמוח מריץ את אותם חישובים כמו מודל של טרנספורמר. שתי המערכות בנויות ומאומנות בדרכים שונות לחלוטין.

ההסבר שמציעים החוקרים הוא דווקא פשוט למדי: הפיכת דיבור למשמעות היא בעיה שיש בה שכבות מובנות מעיקרן. שתי מערכות שונות לגמרי שניסו לפתור את אותה הבעיה, המוח האנושי שעוצב על ידי האבולוציה וחיים שלמים של הקשבה, ומודל שאומן על ערימות ענק של טקסט, הגיעו לאותו פתרון שלבי באופן עצמאי. זו התכנסות לפתרון דומה, לא עיצוב פנימי משותף.

עם זאת, גם עם הסתייגויות אלה, הממצא נחשב לבעל חשיבות ניכרת בתחום מדעי המוח. ראשית, הוא מעניק למדענים מודל קונקרטי שניתן לבחינה לגבי האופן שבו הבנת השפה מתפתחת במוח. שנית, הוא מחליש תיאוריות ישנות שראו בהבנת שפה יישום של חוקים דקדוקיים פורמליים, ומצביע במקום זאת על בנייה הדרגתית וסטטיסטית של משמעות.

המחקר פותח גם אפשרות מעשית מעניינת: ככל שמודלי בינה מלאכותית מנבאים טוב יותר את פעילות המוח, כך ניתן יהיה להשתמש בהם ככלי מחקר לחקר המוח עצמו, ללא קשר לשאלה האם הם מהווים תמונת מראה מדויקת שלו.