המוח משתנה בשעתיים: מה מגלים מחקרים חדשים בתחום?

בית-הספר ללימודי המוח על-שם סמי סגול נחנך במהלך הכנס הבינלאומי לחקר המוח שנערך אתמול (ג') באוניברסיטת תל-אביב. סגול נחשב לאחד התורמים הגדולים לתחום חקר המוח ותרומתו מוערכת בעשרות מיליוני שקלים.

בית-הספר, שינוהל על-ידי פרופ' אורי אשרי, יכלול לימודים לתארים ראשון עד שלישי. במסגרת הכנס נחשפו מחקרים פורצי דרך שנערכו על-ידי חוקרים באוניברסיטת תל-אביב, שבחנו את פעילות המוח, הנה כמה מהם.

האקסונים מתרחבים

פרופ' יניב אסף מצא כי אימון קוגניטיבי (מוחי) משפר את תפקודן של ה"מסילות" שמאפשרות למידע לעבור במוח. המחקר מצטרף למאגר הידע לגבי המנגנון שדרכו אימון משפיע על חדות המוח. במסגרת המחקר ניתן לנבדקים לשחק במשך שעתיים במרוץ מכוניות, שדרש למידה של כמה מיומנויות בו זמנית. בדיקות MRI שנערכו לפני ואחרי האימון גילו כי האקסונים - חלקים בתא העצב שתפקידם להעביר מידע לחלקים שונים במוח - השתנו תוך שעתיים בלבד.

האקסונים התרחבו והתארגנו אחרת במרחב, מה שהוביל לכך שהמידע הגיע ליעדו מהר יותר. השינוי התבטא בשכבת הבידוד של הסיב, אשר ככל הנראה מתרחבת עם השימוש המוגבר באותו המסלול.

רגש? בהתאמה אישית

פרופ' תלמה הנדלר התבססה על טכנולוגיות הדמיה כדי לעקוב אחר ההתפתחות של חוויות רגשיות במוח, באופן שעשוי לאפשר איבחון פשוט יותר של מחלות נפש. עד היום היה נהוג לבחון תגובות רגשיות בעיקר באופן נקודתי, כתגובה לתמונות, ואילו המחקר של הנדלר יחד עם הדוקטורנט גל רז, בחן את התפתחות החוויה לאורך זמן.

"מסתבר שהרגש הוא תהליך דינמי שמעוצב על-ידי מערכות בחלקים שונים של מוח, שמתקשרות ביניהן", אומרת הנדלר. על פי תפיסה זו פיתחו החוקרים אלגוריתם מתקדם, שמאפשר להם להתבונן בקישוריות שבתוך ובין המערכות המוחיות, ובהשתנות שלה במהלך התהוות החוויה, בתגובה לסרטים.

התצפיות הראו שהתהוות החוויה שונה מאדם לאדם. "כולם מבינים את משמעות המילה 'פחד', אבל למעשה, לכל אדם יש פחד משלו. אנחנו מבקשים לפתח טכניקה שתאפשר לאפיין את הדינמיקה הרגשית האישית של כל אדם," אומרת הנדלר.

עין הדג

פרופ' אריה סולומון ופרופ' ארי ברזילי חשפו מנגנון חשוב שעוסק בשימור ובשיקום עצבים במוח. ידוע כי חיות "נמוכות" יותר אבולוציונית, למשל דגים, משתקמות טוב יותר לאחר פגיעה עצבית בהשוואה ליונקים.

החוקרים בחנו את עצבי הראייה וגילו חומר בשם סמפורין 3A, שמווסת את תהליכי ההתחדשות העצבית בדגים ובחיות "נמוכות" אחרות, אך נעלם כשקיימת פגיעה עצבית. ביונקים החומר קיים רק במצב העוברי. החוקרים מצאו כי לאחר פגיעה במערכת הראיה ביונקים, החומר מופיע לזמן קצר וגורם לתהליכי מוות מתוכנן של תאים.

המדענים הזריקו לדגים סמפורין וגילו שהוא פגם בשיקום ואף גרם למות תאי הרשתית. נראה כי הסמפורין אחראי לבנייה ולהתמיינות של רשתות עצבים בשלב העוברי אצל יונקים, ואילו אצל דגים מתרחש תהליך מוות ובניה של תאים כל הזמן. כאשר החומר מופיע אצל יונקים בשלב בוגר, הוא עלול לשבש את המערכת. ייתכן שוויסות נכון של החומר יוכל למנוע או להפחית פגיעה עצבית.

לחשוב כמו דולפין

פרופ' נתן אינטרטור בחן את מערכות הסונאר של בעלי חיים כדי לשפר מערכות הדמיה רפואיות. הוא בדק כיצד בעלי חיים מודדים את זמן ההגעה של האותות הקוליים החוזרים אליהם, כדי לחשב את המרחק ממנו הם מגיעים.

הרזולוציה של התמונה שנבנית במוחה של החיה היא חדה יותר. דולפין, למשל יכול לראות כדור טניס ממרחק של כ-85 מטר. עטלף יכול להבדיל בין זבוב חי לזבוב מת, ולהבדיל בין פרי כבד לקל יותר על פי תנועותיו ברוח. כל זה נעשה תוך צריכה מינימלית של אנרגיה.החיות עושות זאת באמצעות אלגוריתמים מתקדמים של עיבוד אותות, והחוקרים למדו את האלגוריתמים הללו על ידי ביצוע הפרעות שונות לאותות החוזרים אל החיות, ולימוד התגובה. המטרה היא לחקות את המשוואות הללו במכשירי הדמיה.