ראשי > כללי > למה יש אנשים שחושבים שהם מכונות? על קבלת החלטות בעולם המיקרוסקופי

למה יש אנשים שחושבים שהם מכונות? על קבלת החלטות בעולם המיקרוסקופי

פתח דבר

בגישה הרדוקציוניסטית מקובל לחשוב על גוף האדם כעל מכונה ביולוגית, אמנם מורכבת מעין כמוה, אך פועלת לפי חוקים דטרמיניסטיים. מכונה זאת בנויה מאיברים בעלי תפקידים שונים המרכיבים יחדיו את השלם. האיברים עצמם מורכבים מסוגים שונים ומגוונים של תאים. כל תא מותאם בצורתו לתפקיד מסוים אותו הוא ממלא ברקמה לה הוא שייך. החזיקו חזק, עוד לא סיימנו. גם התאים הם מכונות מתוחכמות ומורכבות, הבנויות מופעלות ומתוחזקות על ידי חלבונים, אותן מולקולות שמורכבות מתוך סט ההוראות שבקוד הגנטי, הוא ה-DNA.

היכן נמצא ה-'אני' בכל המכונה הזאת? הרי כולנו מרגישים שיש שם 'אני' איפשהו בפנים, במיוחד כאשר אנחנו מקבלים החלטות. גלידת שוקולד או גלידת וניל? וניל, ברור, כי…כי זה יותר טעים. יכולתי לבחור שוקולד, אבל בחרתי וניל, משמע אני קיים!

אין בכוונתי לדון ברשימה זאת בבעיית גוף-נפש עתיקת היומין, אלא להאיר פינה אחת מעניינת בגישה הרדוקציוניסטית בעזרת דוגמה מדעית, כאשר הנושא הוא קבלת החלטות בעולם המיקרוסקופי.

רובוטים אימתניים

תמונה 1: רובוטים אימתניים ללא שום קשר לרשימה, למטרת אתנחתא קומית בלבד. המקור לתמונה: ויקיפדיה, לשם הועלתה על ידי המשתמש AlejandroLinaresGarcia.

קבלת החלטות

כיצד מתקבלת החלטה על ידי מכונה, למשל מחשב? כיצד מחליט מחשב השולט במכונית אם לנסוע או לעצור כאשר המכונית מתקרבת אל רמזור? ראשית, המחשב יצטרך לקבל כקלט את מצב הרמזור: אדום או ירוק. מכיוון שהמחשב "חושב" בשפה בינארית, הקלט יכול להיות: מתח חשמלי גבוה ('1') עבור ירוק ומתח חשמלי נמוך ('0') עבור אדום. עבור קלט '1' המחשב יחליט לנסוע ועבור '0' לעצור.

דוגמא נוספת היא מחשב שצריך להחליט האם מאכל הוא כשר מטעמי הפרדה בין בשר לחלב. הקלט הוא התשובות לשאלות: "מכיל בשר?" ו-"מכיל חלב?", כאשר '1' לתשובה חיובית ו-'0' לתשובה שלילית. כדי להגיע להחלטה המחשב יצטרך להשתמש בפעולה הלוגית NAND בין שני הקלטים אשר תניב '1', כלומר כשר, רק במקרים שהמאכל מכיל רק בשר, רק חלב או אף אחד מהם. על ידי חזרות על הפעולה הלוגית הבסיסית הזאת בסידור מתאים ניתן לגרום למחשב להגיע להחלטות מורכבות לאין ערוך, כפי שהוא עושה בכל רגע נתון בו הוא עובד.

כיצד מתקבלת החלטה בעולם הביולוגי, למשל על ידי עכבר? כמובן שאינני יודע את התשובה. וגם אילו ידעתי, מספר הקלטים והפלטים שקיימים בעכבר הוא גדול מדי והמנגנונים מסובכים מדי. אך מה אם נבחר בצורת חיים פשוטה יותר ובהחלטה מסוג מסוים?

הוירוס כמשל

הוירוס הוא צורת החיים הפשוטה ביותר שקיימת. למען הדיוק, השאלה האם וירוס הוא צורת חיים עדיין פתוחה, אך בחירה בצורת חיים מורכבת יותר כגון תא לא תשנה את אופי הדיון. בפשטות, הוירוס הוא מידע גנטי (למשל DNA) הנמצא בתוך מיכל עשוי חלבונים. לוירוס אין מנגנונים להפקה ושימוש באנרגיה ואינו יכול לשכפל את עצמו (מכאן הויכוח האם הוא צורת חיים) אך הוא יכול לרתום את יכולתם של תאים לשם כך.

מר-למד

איור 2: האנטומיה של מר-למד.

אחד הוירוסים הידועים נקרא 'בקטריופאג למבדא' או בשמו המלא 'Enterobacteria phage lambda'. לשם פשטות אכנה אותו בשם החיבה מר-למד (ראו איור 2). כאשר מר-למד נתקל בחיידק אי-קולי (Escherichia coli), הוא מזריק לתוכו את החומר הגנטי שלו. בחלק מן המקרים מנוצל מפעל הייצור בתוך התא לבניית מספר רב של יחידות מר-למד ולאחר כ-45 דקות מגיחים מן התא אל העולם (בדומה לנוסע השמיני) כ-100 מר-למד חדשים. לעומת זאת, ישנם מקרים בהם הדנ"א של מר-למד (הפולש) משתלב אל תוך הדנ"א של החיידק ו"נרדם". החיידק ממשיך בשגרת חייו, מתרבה ובכך משכפל את הדנ"א הפולש. אך אם התא בסכנה, מר-למד (או מה שנשאר ממנו) מתעורר ועובר למצב הפעולה הראשון שתואר המוביל ליצירת מר-למד חדשים ומות התא (ראו איור 3). לכאורה התקבלה החלטה על ידי מר-למד שמתאימה יותר לתנאי הסביבה שנוצרו. כיצד מתקבלת ההחלטה על ידי מר-למד?

שגרת חייו של מר-למד
איור 3: דיאגרמת בלוקים המתארת את שגרת חייו של מר-למד.

ה-DNA הוא בעצם סוג של קוד או הוראות הכנה ליצירת חלבונים. כאשר ה-DNA של מר-למד מצטרף ל-DNA של התא הוא גורם למפעל לייצר חלבון אשר משפיע על פעילות התא בשתי צורות. אחת היא דיכוי של יצירת יחידות מר-למד והשני עידוד של יצירת החלבון המדכא עצמו, וזהו המצב היציב. יציבות זאת נשמרת עד שהתא המארח בסכנה וה-DNA שלו נפגע. אירוע כזה גורם לפירוק מואץ של החלבון המדכא (דרך תהליכים מורכבים אחרים הקשורים לפגיעה ב-DNA) שגורר אחריו הן ירידה בייצור של אותו החלבון המדכא והן ירידה בדיכוי עצמו. כתוצאה תתרחש עלייה דרמטית ביצור של יחידות מר-למד עד לסוף המר.

נמשל?

החלטות תוך-תאיות הן סט של ריאקציות ביוכימיות שבמובנים מסוימים מזכירות החלטות של מחשב, כאשר הקלט והפלט הם ריכוזים של חלבונים בתא. אמנם ההחלטה המתוארת כאן היא כמובן לא ההחלטה המודעת אליה אנו מתכוונים בדרך כלל, אך עדיין מפתה להישאב לאנלוגית המחשב.

בדרך כלל, קשה לנו מאוד לתפוס או להבין את התוצאה של סדרת תהליכים במורכבות גבוהה, למשל התפתחות מינים עקב תהליך אבולוציה ארוך. האם החלטה של אורגניזם, (לדוגמא עכבר) היא סט עצום ומורכב של החלטות ביוכימיות דומות למה שמתואר כאן או שמא "ההחלטה המודעת" היא משהו מעבר למכאניזם הדטרמיניסטי?

———————————————————————————-

– בכתיבה נעזרתי בספר

"A genetic switch" by Mark Ptashne

– הרשימה פורסמה במקור באתר שפינוזה זצ"ל לפני שנתיים-שלוש. אני מפרסם אותה כאן שוב לאחר עריכה.

מודעות פרסומת
  1. עדיין אין תגובות.
  1. No trackbacks yet.

כתיבת תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s

%d בלוגרים אהבו את זה: