הינך נמצא כאן

עכברים "מעושרים" מקיימים אינטראקציות חברתיות מורכבות פחות מעכברים שגדלו בסביבה "צנועה"

הגילוי הושג בזכות פיתוח מודלים מתמטיים לניתוח התנהגות חברתית של עכברים, בתנאים כמו-טבעיים
02.09.2013

מקובל להניח כי הסביבה המודרנית, עתירת הגירויים, מעודדת התנהגות אינדיבידואלית (שלא לומר מסתגרת), ואילו אנשים החיים בסביבות צנועות יותר זוכים בחיי קהילה מפותחים. מחקר של מדעני מכון ויצמן למדע מגלה כי בכל הנוגע לעכברים, הסברה הזו נכונה: עכברים "מועשרים" שגדלו בסביבה עתירת גירויים, מקיימים בבגרותם אינטראקציות חברתיות מורכבות פחות מעכברים שגודלו בתנאים "ספרטניים". הגילוי התאפשר הודות לפיתוח כפול: מערכת אוטומטית למעקב ממושך אחר קבוצת עכברים, בתנאים כמו-טבעיים; וכלים מתמטיים ייחודיים המאפשרים לנתח את המידע, ולהסיק ממנו מסקנות רגישות ביותר על התנהגותם החברתית.

המחקר, שמתפרסם מחר (שלישי) בכתב-העת המדעי eLife, הוא פרי שיתוף פעולה בין שתי קבוצות מחקר מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע ויצמן למדע, משני קצוות מנוגדים של הגישה המחקרית: פרופ' אלון חן הוא ניסיונאי, שמתמקד במחקרים התנהגותיים ומולקולריים, וד"ר אלעד שניידמן הוא תיאורטיקן שמתמחה באיפיון מערכות ביולוגיות מורכבות. מערכת הניסוי שיצר צוות החוקרים, אשר כלל את ד"ר יאיר שמש, ד"ר אורן פורקוש, ד"ר חזי שטיינברג ותמר שלפוברסקי, הורכבה מ"זירה" גדולה, ובה מוקדי עניין כמו קינים לשינה, מתקני האכלה ומשחק, ועוד. לתוך הזירה הוכנסו קבוצות של ארבעה עכברים, ששיערם נצבע בגוונים שונים של צבע שיער המיועד לפאנקיסטים, אשר זוהר תחת אור אולטרה-סגול. השימוש באור אולטרה-סגול, שאינו נראה על-ידי העכברים, איפשר להם לקיים ללא הפרעה את שגרת הפעילות הקבועה (המתנהלת בעיקר בחושך). פעילות העכברים הוקלטה במהלך ארבעה לילות רצופים, ברזולוציה גבוהה ביותר. 

נתוני המעקב הראו, כי העכברים מבלים את עיקר זמנם בעשרה מוקדי עניין בזירה. למרות שמספר ההרכבים האפשריים של ארבעה עכברים בעשרה מיקומים עומד על 10,000, המדענים גילו כי יחסי הגומלין בין העכברים מגבילים את המצבים הקבוצתיים האפשריים, משום שחלקם "אינם מקובלים" מבחינה חברתית. חישוב תיאורטי המבוסס אך ורק על העדפותיו האישיות של כל עכבר חזה את קיומם של 4,000 הרכבים, אולם רק מחציתם התקיימו בפועל.

 

בהמשך התברר כי בנוסף לאמירה המקובלת, כי "קבוצה היא יותר מאוסף הפרטים המרכיבים אותה", אפשר לומר גם ש"קבוצה היא יותר מאוסף הזוגות האפשריים שבתוכה". המדענים בדקו האם מידע על מיקומו של עכבר אחד מאפשר לקבוע את מיקומו של עכבר אחר. ניתוח הנתונים של זוגות עכברים הראה הסיכוי לקבוע נכונה את מיקומו של עכבר מסוים על סמך מידע על מיקומו של עכבר אחר עומד על 5%. כאשר מנסים לקבוע את מיקומו של עכבר בהסתמך על מיקומם של כל שלושת העכברים האחרים, הסיכוי גדל פי חמישה. חלק גדול מאוד מהמידע על מיקומו של העכבר – 75% – אינו תלוי ביחסי גומלין חברתיים; זוהי מידת החופש של הפרט להחליט היכן הוא רוצה להימצא.

 

כדי לקבוע את מידת השפעתם של תכונות אישיות מול תלות חברתית, השתמשו המדענים במודל מתמטי-פיסיקלי, הקרוי "מודל אנטרופיה מקסימלית", אשר מספק הסבר לאוסף תצפיות, תוך הסתמכות מינימלית על הנחות מוקדמות. באמצעות המודל נבדקו כל הדרגות האפשריות של תלות בין עכברים – החל מהתנהגות עכברים בודדים (חוסר תלות), דרך תלות זוגית, ועד לתלות מסדר שלישי ומסדר רביעי – כלומר, בין כל חברי הקבוצה. המודל, המשמש במיגוון מחקרים ביולוגיים ופיסיקליים העוסקים ביחסי גומלין במערכות מורכבות, הניב מסקנות מפתיעות: בניגוד לכל המערכות שנבדקו באמצעותו עד כה (כמו רשתות תאי עצב במוח או רשתות גנטיות), בהן התרומה המכרעת להתנהגות המערכת נבעה מאינטראקציה בזוגות, ההתנהגות החברתית של עכברים נשענת, במידה גדולה הרבה יותר, על מבנה משולש. ממצא זה מפתיע גם לאור העובדה שחלק גדול מהפעילויות החברתיות מבוססות על יחסי גומלין זוגיים, כמו מרדפים, חיזור וקרבות. מדוע דורשת פעילות חברתית יחסי גומלין מורכבים כל כך, עוד יותר מאלה של תאי העצב במוח? המדענים סבורים כי הסיבה לכך נעוצה בחשיבותו של המידע החברתי להישרדות, שהובילה להתפתחות מנגנונים מתוחכמים ביותר לניתוחו.

 

מעקב אחר ארבעה עכברים, ששיערם נצבע בצבעי שיער פלואורסצנטיים, תחת אור אולטרה-סגול

האם קיימים הבדלים במבנה החברתי של קבוצות עכברים שגדלו בסביבות שונות? והאם מודל האנטרופיה המקסימלית מסוגל לזהות הבדלים כאלה? כדי לענות על שאלות אלה, השתמשו המדענים במודל כדי להשוות את המבנה החברתי של קבוצת עכברים "מועשרת", שגודלה בכלוב גדול ובו מיגוון מתקנים ואביזרים, עם זה של קבוצה שגדלה בתנאים סטנדרטיים. התברר כי סביבה מועשרת במהלך תקופת הילדות וההתבגרות (ארבעה עד עשרה שבועות בגילאי עכבר) משפיעה במידה ניכרת על המבנה החברתי של קבוצת העכברים: עכברים אלה הראו התנהגות חברתית מתואמת פחות, ואינטראקציות זוגיות הסבירו חלק גדול יותר מהתנהגות הקבוצה. לעומתם, הפגינה הקבוצה השנייה יחסי גומלין מורכבים, ואף הפגינו התקדמות הדרגתית במידת ה"חברותיות" שלהם במהלך ימי הניסוי – התקדמות שלא נראתה בקבוצת ה"מועשרים". המדענים משערים כי ההבדל נובע מכך שחברה עשירה מאפשרת יותר אינדיבידואליזם וחופש, ומקטינה את תלות העכבר בקבוצה. אפשרות נוספת היא שסביבה מועשרת מעודדת תוקפנות, וכן גורמת להשפעה חזקה יותר של העכבר הדומיננטי – שני מאפיינים הקשורים ביחסי גומלין זוגיים.

 

פיתוחו של כלי מחקרי רגיש, המאפשר לבחון מבנים חברתיים ולהשוות ביניהם, בשילוב עם מערכת אוטומטית למעקב אחר קבוצות עכברים, ושיטות מתחום הביולוגיה המולקולרית, פותח אינספור אפשרויות מחקריות. כיצד משפיעות מוטציות בגנים שונים על התנהגות חברתית? כיצד יתנהגו עכברים המייצרים כמות עודפת של אוקסיטוצין ("הורמון האהבה") או טסטוסטרון? מה הם המאפיינים החברתיים הייחודיים במקרים של אוטיזם או סכיזופרניה? המחקר הנוכחי סולל את דרך לקבלת מענה לשאלות אלה, ולשאלות רבות אחרות.

 

 

מידע נוסף אפשר לקבל במשרד דובר מכון ויצמן למדע: 08-934-3856

 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם