מדענים בריטים: הצלחנו לפצח את מורכבות הקשרים במוח

מדענים בריטים טוענים שהתקרבו צעד נוסף אל פיתוח מודל ממוחשב של המוח האנושי, אחרי שגילו לראשונה בהיסטוריה דרך למפות את הקישורים והתפקודים של תאי העצב במוח ביחד.

במחקר שפורסם אתמול (א') במגזין Nature, תיארו חוקרים מאוניברסיטת קולג' לונדון (UCL) טכניקה שפותחה על עכברים, שאפשרה להם לשלב מידע על תפקוד הנוירונים עם פרטים על הקשרים שלהם.

המחקר הוא במסגרת התחום המתפתח של מדע העצבים הידוע כקונקטומיקה - תורת הקשרים. כמו גנומיקה, שעוסקת במיפוי הגנום האנושי, קונקטומיקה מנסה למפות את הקשרים במוח, הידועים כסינפסות (אזור מגע בין תאי עצב).

החוקרים מקווים כי ההתרה והמיפוי של הקשרים הללו ופענוח תהליך זרימת המידע במעגלי המוח יסייעו להבנת תהליכי יצירת המחשבות והתפיסות במוח, וכיצד הם נפגעים על-ידי מחלות כמו אלצהיימר, סכיזופרניה ושבץ מוחי.

"יידרשו עוד שנות מחקר רבות"

"אנחנו מתחילים להתיר את הסבך והמורכבות של המוח", אמר טום מרסיק-פלוגל, המדען שהוביל את המחקר. "כשנבין את התפקוד והקישוריות של תאי העצב בשכבות נפרדות של המוח, נוכל להתחיל לפתח הדמיה ממוחשבת של אופן הפעולה של האיבר המרשים הזה".

עם זאת, הוא הוסיף כי יידרשו עוד שנים רבות של עבודת מדענים ועוצמת עיבוד ממוחשבת גבוהה בהרבה מזו שזמינה היום, לפני שהמשימה הזו תושג.

מרסיק-פלוגל מציין במאמרו כי מיפוי המוח אינו משימה קלה. על-פי הערכות, קיימים במוח 100 מיליארד תאי עצב או נוירונים, שכל אחד מהם מקושר לאלפי נוירונים אחרים. כמות הקישורים, הסינפסות, הכוללת נאמדת ב-150 טריליון.

"איך נצליח לפענח איך פועלים מעגלי העצב במוח? תחילה אנחנו צריכים להבין את התפקוד של כל נוירון ולמצוא לאילו תאים אחרים הוא מתחבר", הוא כותב.

הצוות של מרסיק-פלוגל התמקד במחקר בפונקציית הראייה ובדק את הקורטקס (קליפת המוח) של מוחות עכברים, שמכיל אלפי נוירונים ומיליוני קישורים שונים.

בעזרת ציוד הדמיה ברזולוציה גבוהה, הצוות הצליח לגלות אילו מתאי העצב הגיבו לגירויים ספציפיים.

באותה רקמת תאים, המדענים העבירו זרם חשמלי חלש בתת-מערכים של נוירונים כדי לראות אילו תאים אחרים הגיבו לזרם והיה קישור סינופטי בינם ובין התאים שחושמלו. חזרה על הטכניקה הזו פעמים רבות אפשרה להם להתחקות אחרי התפקוד והקישוריות של אלפי תאי עצב בקורטקס.