עולם הספורט מלא באמונות טפלות. מייקל ג'ורדן לבש מכנסיים קצרים של אוניברסיטת צפון קרוליינה מתחת לסט השיקגו בולס שלו; סרינה וויליאמס גרבה את אותן גרביים לאורך כל טורניר; וכאשר גוראן איוואנישביץ' ניצח במשחק טניס, הוא היה חוזר על הפעילויות של אותו יום לאורך כל התחרות.
פסיכולוגים טוענים שהתנהגות זו נוצרת משום שהמוח האנושי לעיתים מקשר בין אירועים שיש להם קשר סיבתי מועט או לא קיים. למדעני מחשב יש דרך אחרת לחשוב על זה. עבורם, זו דוגמה ל"התאמת יתר" - שימוש בפרטים לא רלוונטיים לבניית מודל. ייתכנו גורמים רבים שתורמים להצלחת חבטת טניס מסוימת או לזריקת כדור כדורסל, אך צבע הגרביים או התחתונים כנראה אינו אחד מהם.
בדיוק אותו דבר קורה עם רשתות עצביות מלאכותיות. הרשתות לומדות פרטים רלוונטיים אך גם לא רלוונטיים. ואכן, התאמת יתר היא הקללה של מומחי למידת מכונה שהמציאו מגוון רחב של טכניקות כדי לעקוף אותה. כל זה מעלה את השאלה כיצד המוח האנושי מתמודד עם התאמת יתר. החוויה היומיומית שלנו יכולה מאד לחזור על עצמה, אז איך המוח מכליל מהחוויות הייחודיות הללו למצבים אחרים?
עכשיו, אנו מקבלים תשובה הודות לעבודתו של אריק הול (Erik Hoel), מדען מוח מאוניברסיטת טאפטס במסצ'וסטס. תשובתו של הול היא שהמוח האנושי מונע התאמת יתר על ידי חלימה. לדבריו, החלימה התפתחה באופן ספציפי כדי להתמודד עם הבעיה הזו, המשותפת לכל הרשתות העצביות. אם התיאוריה שלו נכונה, היא עונה על אחת הבעיות הגדולות הבלתי פתורות במדעי המוח: למה אנחנו חולמים בכלל.
ראשית, קצת רקע. פסיכולוגים, מדעני מוח ואחרים מתחבטים על מקורם ותפקידם של חלומות מאז ומעולם. פרויד הציע שהם דרך להביע תסכולים הקשורים למוסכמות - רעיון שהופרך זה מכבר. אחרים הציעו שחלומות הם סוג של תרמוסטט רגשי המאפשר לנו לשלוט ולפתור קונפליקטים רגשיים. עם זאת, המבקרים מציינים שלרוב החלומות אין תוכן רגשי חזק וכי חלומות ניטרליים מבחינה רגשית הם נפוצים.
אחרים אומרים שחלומות הם חלק מתהליך בו המוח משתמש כדי לתקן זיכרונות או לשכוח באופן סלקטיבי זיכרונות לא רצויים או לא נחוצים. תיאוריות אלו גם נתקלות בביקורת על כך שרוב החלומות חסרים פרטים מציאותיים, בעלי איכות הזייתית מוזרה ולעיתים מכילים סצינות שטרם נראו. "רוב החלומות אינם כוללים זיכרונות ספציפיים כלל, מה שהופך את השילוב של זיכרונות חדשים בחלימה למטרה מוטלת בספק", אומר הול.
הרעיון החדש שלו הוא שמטרת החלימה היא לעזור למוח לעשות הכללות המבוססות על חוויות ספציפיות. והם עושים זאת בצורה דומה למומחי למידת מכונה המונעים התאמת יתר ברשתות עצביות מלאכותיות. הדרך הנפוצה ביותר להתמודד עם התאמת יתר היא להוסיף קצת רעש לתהליך הלמידה, כדי להקשות על הרשת העצבית להתמקד בפרטים לא רלוונטיים. בפועל, החוקרים מוסיפים רעש לתמונות או מזינים את המחשב בנתונים פגומים ואף מסירים צמתים אקראיים ברשת העצבית, תהליך המכונה dropout.
במונחים אנושיים, זה יהיה שווה ערך ללאלץ את מייקל ג'ורדן ללבוש שילובים שונים של מכנסיים קצרים או לגרום לסרינה וויליאמס להחליף גרביים או לגוראן איוואנישביץ' לאמץ רוטינות אקראיות בימי משחקים. זה יפחית בהרבה את הסבירות שהם יתמקדו בפרט ספציפי לא רלוונטי.
חלומות מבצעים את אותה פונקציה עבור המוח, אומר הול: "המטרה היא לספק סימולציות 'לא להפצה' במיוחד כדי למנוע התאמת יתר ולשפר הכללה". הוא קורא לרעיון הזה "השערת המוח מותאם היתר" (overfitted brain hypothesis) ומציין שיש הרבה ראיות לטובתו. לדוגמה, אחת הדרכים הטובות ביותר להפעיל חלומות היא להתחיל בפעילות מקיפה של משחקים פשוטים שחוזרים על עצמם כמו טטריס. זה יוצר את התנאים שבהם המוח יכול להיות מותאם יתר למשימות.
זו הסיבה שפעילות מסוג זה מעוררת חלומות. חלומות אלו אינם שיחזורים של משחקי טטריס זכורים, אלא נוטים להיות דלים בפרטים עם מאפיינים הזייתיים. ה"רעש" הזה הוא שעוזר למוח להכליל מהמשחק. זו גם הסיבה שאנשים עשויים לשפר את הביצועים שלהם לאחר שנת לילה טובה.
הול משתמש בתיאוריה החדשה שלו כדי ליצור מספר תחזיות הניתנות לבדיקה. "ייתכן שמדידה ישירה של התאמת יתר אפשרית בבני אדם", הוא אומר. לדוגמה, גישה אחת יכולה להיות אימון של אנשים במשימות שחוזרות על עצמן יתר על המידה ולראות אם הם יכולים להכליל התנהגות זו, עם ובלי שינה.
ניתן להשתמש בתיאוריה גם כדי להבין טוב יותר את סוגי הטעויות שאנשים חסרי שינה עשויים לעשות ואחר מכן כדי לצמצם את הטעויות הללו. "אם זה נכון שמוחות חסרי שינה מותאמים יתר, הם יהיו מועדים לטעות בדרכים סטריאוטיפיות", הוא אומר. הול אומר שהתיאוריה מציעה דרך לטפל בחוסר שינה. "קיימת גם אפשרות של החלפת חלומות, שבה גירויים מלאכותיים דמויי חלום עשויים לעזור לשפר את ההכללה וכך את הביצועים אצל אנשים חסרי שינה", הוא אומר.
טבעם של תחליפי החלומות הוא עצמו מרתק. הול אומר שסיפורת באופן כללי - ספרים, מחזות, סרטים וכו' - עשויה למלא תפקיד דומה לחלימה. "הם, אחרי הכל, מידע כוזב במפורש", הוא מציין. הסיבה שבני אדם יוצרים ונהנים מסיפורת הייתה תמיד חידה. אבל להול יש תשובה: "השערת המוח מותאם היתר למעשה מציעה לדימיונות, ואולי לאמנויות בכלל, שימוש קוגניטיבי בבסיסו בצורה של שיפור הכללה ומניעת התאמת יתר, מכיוון שהם פועלים כחלומות מלאכותיים".
זו עבודה מעניינת! עד כה, רוב התיאוריות הקוגניטיביות מתייחסות לחלימה כאל סיבוך משני, תוצר לוואי משעשע של שינה ללא תפקיד משמעותי משלה. הרעיונות של הול הופכים את כל זה על ידי מתן פונקציה ביולוגית לחלומות ומכאן בפעם הראשונה רציונל לאבולוציה שלהם.
מקורות:
