חדשות

המחיר שבני אדם משלמים על התחכום והיצירתיות של המוח האנושי

חוקרים במכון ויצמן גילו כי הקוד העצבי באמיגדלה בבני אדם מועד לשגיאות ונושא ככל הנראה באחריות לפסיכופתולוגיות מסוגים שונים

המוח האנושי (איור אילוסטרציה)
המוח האנושי (איור אילוסטרציה)

האם בדומה לאבולוציה התעשייתית וכמו במכונות כביסה ומוצרים רבים אחרים שבהם אנו משתמשים, גם האבולוציה הביולוגית יצרה מוח אנושי מורכב ומשוכלל אבל בד בבד גם חשוף יותר לפגמים ולקלקולים?

מחקר בסוגיה הזאת שבוצע במכון ויצמן הראה שהקידוד העצבי במוחותיהם של פרימטים אמנם הלך והתייעל,  אך בו בזמן הפך לחסין פחות לשגיאות. החוקרים משערים כי ממצאים אלה עשויים להסביר נטייה לפסיכופתולוגיות מסוגים שונים כמו הפרעות קשב, חרדה, דיכאון ואוטיזם. ממצאי המחקר התפרסמו בשבוע שעבר בכתב-העת המדעי Cell.

ידוע כי קליפת המוח הקדם-מצחית של בני האדם גדולה יותר ומכילה יותר תאי עצב מקליפת המוח של פרימטים אחרים. בקבוצת המחקר של פרופ' רוני פז מהמחלקה לנוירוביולוגיה שיערו כי מלבד הבדלים אנטומיים אלה, קיימים גם הבדלים בקידוד העצבי.

"אנחנו יודעים שיש הבדלים ב'חומרה' - הבדלים אנטומיים במוח בין מינים שונים, אבל עד כה לא ידענו להגיד אם יש גם הבדלים ב'תוכנה', כלומר באופן שבו תאי העצב מתקשרים ומקודדים מידע", הסביר פרופ' פז. כדי לבדוק את ההשערה, פיתח רביב פרילוק, תלמיד המחקר בקבוצתו של פרופ' פז, מבחן למדידת יעילות הקוד העצבי, הבודק כמה מידע יכול להעביר תא עצב בודד.

מימין, פרופ' רוני פז ורביב פרילוק. צילום: מכון ויצמן

"תקשורת יעילה היא כזו המשתמשת בכמה שפחות אנרגיה להעברת מסר מורכב ככל האפשר; כלומר להעביר הודעה מורכבת בכמה שפחות מלים", הוסיף פרילוק. "בהתאם לכך, המדד שפיתחנו בודק את יעילות הקידוד והשידור של אותות חשמליים בתא העצב".

בהמשך העבודה הקליטו החוקרים את הפעילות המוחית בבני אדם ובקופי מקוק בשני אזורים – בקליפת המוח הקדם-מצחית שאחראית על תפקודים גבוהים המאפשרים קבלת החלטות וחשיבה רציונלית, ובאמיגדלה – אותו אזור מוח מוקדם יותר אבולוציונית שאחראי לתגובות הישרדותיות ורגשיות.

מדידת הפעילות המוחית בבני האדם התאפשרה בזכות שיתוף פעולה עם פרופ' יצחק פריד, מנתח מוח במרכז הרפואי תל אביב-איכילוב והמרכז הרפואי ע"ש רונלד רייגן של אוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס. "המחקר מבוסס על רישומים נדירים ממוח האדם שהתקבלו מחולים ערים ומתפקדים במצבים רפואיים מיוחדים הדורשים החדרת אלקטרודות לעומק המוח", הסביר פרופ' פריד והוסיף: "ההזדמנות להשוות רישומים ברמת תא העצב הבודד בין בני האדם לקופים היא פריצת דרך ביכולתנו לחקור את ייחודו של המוח האנושי".

במחקר השתתפו גם ד"ר הגר גלברד-שגיב מאוניברסיטת תל אביב וד"ר יואב כפיר, תלמיד מחקר לשעבר בקבוצתו של פרופ' פז.

החוקרים גילו כי הקידוד העצבי בקליפת המוח הקדם-מצחית יעיל יותר מאשר באזור המוחי, האמיגדלה, הן בבני האדם והן בקופים. כמו כן הקידוד העצבי בשני אזורי המוח בבני האדם יעיל יותר מאשר באזורים אלה בקופים. אלא שהחוקרים גם גילו שככל שיעילות הקוד העצבי היתה גבוהה יותר, החסינות לשגיאות היתה נמוכה יותר. למשל, הקוד העצבי באמיגדלה בקופים היה חסין יותר לשגיאות מאשר בבני אדם.

"האמיגדלה אחראית על הישרדות. ממש כמו מכונת הכביסה של פעם (כלומר הפחות משוכללת מזו של ימינו). היא לא צריכה להיות סופר-מתוחכמת, אבל אסור לה לטעות ואסור לה להיכשל בזיהוי איומים. כשהיא רואה אריה, היא צריכה לדעת שזה אריה ולהעביר את המסר במהירות ובעוצמה", הסביר  עוד פרופ' פז.

"אם הקוד העצבי באמיגדלה בבני אדם מועד יותר לשגיאות, עלולות להיווצר תגובות הישרדותיות גם לסיטואציות שאינן מסכנות חיים. בדומה למה שאנחנו מכירים למשל מהפרעות חרדה ופוסט טראומה. האמיגדלה וקשריה עם אזורי מוח אחרים ידועים כשחקנים מרכזיים בפסיכופתולוגיות מסוגים שונים".

האם זהו המחיר שבני אדם "משלמים" על התחכום והיצירתיות של המוח האנושי? "לכאורה אפשר היה לתכנן מערכת שהיא גם חסינה וגם יעילה", אומר פרילוק, "אך ייתכן שבמערכת רב מימדית מורכבת כמו המוח, משחק סכום-אפס בין יעילות לחסינות הוא בלתי נמנע. האבולוציה ניסתה לייצר מערכת יעילה יותר ושילמה על כך שזו גם חסינה פחות לטעויות".

במחקרים עתידיים צפויים המדענים לבדוק לא רק את פוטנציאל העברת המידע של תאי העצב אלא גם את העברת המידע בפועל, במצבים שונים. לשם כך מתוכנן לבדוק את הקידוד העצבי באזורי מוח שונים תוך כדי מטלות למידה מסוגים שונים, עם דגש על התנהגויות בהתאם למודל להפרעות פסיכיאטריות שונות.

פרופ' פז: "שאלה בסיסית באבולוציה, במדעי המוח, בפסיכולוגיה ובדיסציפלינות מדעיות אחרות, היא מה מותר האדם מפרימטים אחרים? מדוע, מצד אחד, יש לבני האדם יכולות קוגניטיביות משופרות ויכולות למידה והתאמה לסביבות חדשות, אולם מצד שני נטייה להפרעות חרדה, דיכאון והפרעות נפשיות אחרות? במחקר הזה הראינו כי אלה עשויים להיות שני הצדדים של אותו מטבע".

נושאים קשורים:  מוח,  פסיכופתולוגיות,  מכון ויצמן,  פרופ' רוני פז,  פרופ' יצחק פריד,  אמיגדלה,  חדשות,  המרכז הרפואי איכילוב-תל אביב
תגובות