היוגי והנסיכה

 

יוגי אמיתי יכול לישון על מיטת מסמרים בעוד שנסיכה אמיתית לא תירדם על עשרים מזרוני פוך, אם מתחת להם מונחת אפונה אחת ויחידה - אך שניהם מפעילים את מנגנון ההסתגלות במוח. מנגנון זה מאפשר למוח להשקיט בהדרגה אותות חושיים חזקים, ולהגביר את האותות החלשים והעדינים יותר.

 

למרות שאין אנו מודעים לכך, ההסתגלות העצבית לגירויים חיצוניים נעשית באופן מתמיד ורציף בכל החושים. כשאנו שיוצאים מחדר חשוך לאיזור שטוף שמש אנחנו מסתנוורים, אך תוך זמן קצר נסתגל לאור הבוהק. כשאנו נכנסים לדיסקוטק המוסיקה נשמעת מחרישת אוזניים, אך עם הזמן אנו מסתגלים, ויכולים אפילו לנהל שיחה. כאשר אנחנו מעבירים יד על שטיח, נחוש בהתחלה רק את חספוס האריג, אך תוך מספר שניות נתחיל להבחין בין הסיבים הבודדים ואף נוכל לחפש יהלום שאבד לנו.

 

נראה כי ההסתגלות מאפשרת למוח להתמודד עם טווחים עצומים של אותות, וזאת למרות שהמנגנון העצבי העומד לרשותו הוא מוגבל למדי. לדוגמא, עוצמת הצליל יכולה להשתנות פי כמה אלפים ועוצמת האור אפילו פי כמה מיליונים. לעומת זאת, תאי העצב במוח יכולים לשנות את תדירות האותות שלהם פי כמה מאות לכל היותר. כיצד, אם כן, מועברים למוח השינויים הגדולים שמתחוללים במציאות? כאן בדיוק נכנסת לתמונה ההסתגלות: לא חשוב כמה חזק הרעש הראשוני, האות שהוא מעורר במוח הולך ונחלש עם הזמן, כך שהמוח מתפנה לעיבוד צלילים שונים וחלשים יותר. את ההתמקדות ההדרגתית הזאת בפרטים הקטנים אפשר לדמות להגדלה הדרגתית של המפה על מסך מחשב: בסופו של דבר היא מאפשרת לראות, אפילו במסך קטן, פרטים רבים על פני שטחים עצומים. "הודות להסתגלות מספק לנו המוח הרבה מידע על הסביבה תוך שימוש אופטימלי במשאביו המוגבלים", אומר ד"ר אילן למפל מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע.

 

איך מתבצעת ההסתגלות במוח? כאשר מגיע גירוי חזק, כגון רעש גדול, מתחילים תאי העצב המתאימים במוח "לירות" בקצב גבוה אותות חזקים, אך עם הזמן, הודות להסתגלות, תדר האותות נחלש בהדרגה. עד עכשיו, התיאוריה המקובלת הייתה שההחלשה נובעת מכך שבכל שלב, האותות מכלים את מלאי החומרים הנדרשים לשם העברת האות באמצעות הרווחים (סינפסות) המחברים בין התאים. בהמשך, נדרשת תקופת "התאוששות" לפני שחומרים חדשים מיוצרים. כתוצאה מכך, בשלבים המתקדמים, תאי העצב מופעלים פחות ומגיבים במספר מופחת של אותות. אלא שבאחרונה גילה תלמיד המחקר אלעד גנמור, ממעבדתו של ד"ר למפל במכון ויצמן למדע, עובדות חדשות הסותרות את התיאוריה הזאת.

 

מכיוון שגירוי חזק מגדיל את תדירות האותות בשלבים המוקדמים, וכתוצאה מכך גורם לשימוש מוגבר בחומרים המשמשים להעברת אותות - בהשוואה לכמות החומרים הנדרשת לשם העברת גירוי חלש - אפשר לצפות כי ככל שהגירוי יהיה חזק יותר, כך גם ההסתגלות תהיה חזקה ומהירה יותר. אך במפתיע, מדעני המכון גילו שבמציאות מתחולל תהליך הפוך: ההסתגלות היא חזקה ומהירה יותר דווקא כשמדובר בגירויים חלשים, בהשוואה לגירויים חזקים.

 

ממצאים אלה התפרסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Neuron. הם מצביעים על כך, שלמרות שהחומרים המשמשים לאיתות אכן אוזלים תוך כדי ההסתגלות, אין זה המנגנון היחיד, וכנראה גם לא המרכזי. למעשה, לו היה זה המקור הפיסיקלי היחידי של ההסתגלות, מדי פעם היה נוצר פרדוקס: למשל, רעש חזק במיוחד, כמו זה של מטוס הטס בגובה נמוך, היה מכלה מהר מאוד את החומרים המאותתים במוח, וכך היה נוצר מצב אבסורדי בו רעש המנוע של המטוס היה נשמע חלש יותר מלחישה. אך כפי שאנשים הגרים בסמוך לשדות תעופה יודעים היטב, לצערם, לא כך קורה בפועל.

 

איננו יודעים אילו מנגנונים נוספים תורמים להסתגלות, אך בינתיים הצליחו המדענים, שאליהם הצטרף תלמיד המחקר יונתן כץ, לשפוך אור על היבטים נוספים של התופעה. הם גילו שכאשר מועבר אות חושי משפמה של חולדה דרך מספר "תחנות" במוח - מהקולטנים המכניים בבסיס השפם לגזע המוח, ואז לתלמוס ומשם לקליפת המוח - עוצמת ההסתגלות נקבעת כבר בגזע המוח. מאחר שזהו האיזור הקדום ביותר של המוח, נראה כי משמעות התגלית היא שהבקרה על ההסתגלות חיונית להישרדות, והיא הופיעה בשלב מוקדם במהלך האבולוציה.

 

ממצאים אלה התגלו באמצעות ציוד משוכלל ושיטות הקיימים במעט מאוד מעבדות בעולם, המאפשרים למדענים למדוד לא רק את האותות החשמליים העל-סיפיים (ירי התאים) המועברים בין תאי עצב יחידים, אלא גם את אלה המתפתחים בעקבות ירי של תאים המקושרים לתא (קלטים סינפטיים). המחקר, שבוצע בחולדות, התמקד אמנם בתחושות מגע, אך המדענים מאמינים שהממצאים תקפים גם לחושים אחרים,  וכי למרות שהם סותרים את התיאוריה המקובלת, הם הגיוניים מבחינה אבולוציונית. גנמור: "רעשים חזקים וגירויים חזקים אחרים המפעילים את איברי החישה שלנו הם במרבית המקרים חיוניים יותר להישרדות מאלה החלשים. לכן, הגיוני שהמוח לא מפחית במידה רבה מדי את עוצמת התגובה שלו במהלך ההסתגלות לגירויים אלה".