לעולם לא אשכח את: מה שמו?

הינך נמצא כאן

מימין: שרון הרמתי, ד"ר אלון חן, רעות שמע, שושנה הצבי, שירי רון ופרופ' ידין דודאי. מכונה דינמית

הזיכרון ארוך-הטווח הוא עניין חמקמק. מידת השבריריות שלו הודגשה לפני מספר שנים על-ידי מדענים במכון ויצמן למדע, לאחר שמחקו זיכרונות שלמים של חולדות באמצעות חסימת חלבון יחיד במוח. במילים אחרות, הזיכרון - אותו אנו מדמיינים כארכיון מסודר של תיקים - הוא למעשה מכונה דינמית, אשר זקוקה לתחזוקהמתמדת כדי לפעול כראוי. במחקר נוסף שהתפרסם באחרונה הראו פרופ' ידין דודאי, ד"ר אלון חן, ותלמידות המחקר רעות שמע ושרון הרמתי ממכון ויצמן למדע, שעבדו יחד עם פרופ' טוד סקטור מהמרכז הרפואי SUNY Downstate במדינת ניו-יורק, כי הפעלה מוגברת של החלבון שחסמו במחקרם הקודם עשויה לשפר את הזיכרון.
החלבון הנחקר - PKMzeta - נוצר במוח בתגובה ללמידה, והוא פועל על הסינפסות - אזורים בהם מתקיימים יחסי גומלין בין תאי עצב. החלבון מוסיף לפעול בסינפסות זמן רב לאחר ייצור הזיכרון - דבר המעיד כי תפקידו אינו קשור בלמידה עצמה, כלומר בקליטת המידע, אלא בשמירת המידע הנלמד ב"כונן" של הזיכרון ארוך-הטווח. בשנת 2007 הצליחו פרופ' ידין דודאי, תלמידת המחקר רעות שמע ופרופ' טוד סקטור, ללמד חולדות להימנע מטעם מסוים שהוסף למי השתייה, ואחר-כך חסמו את פעילות ה-PKMzeta במוחותיהן. בעוד שהחולדות שבקבוצת הביקורת המשיכו לגלות סלידה חזקה מהטעם במשך חודשים לאחר הלמידה, החולדות שבהן נחסמה פעילות החלבון שכחו את מה שלמדו, ולא נמנעו מהטעם הבעייתי.
 
האם גם ההיפך נכון, ותוספת של PKMzeta יכולה לשפר את הזיכרון? מענה על השאלה הזאת הוא משימה קשה יותר מאשר בדיקת הטענה ההפוכה באמצעות חסימת פעילות החלבון. זריקה פשוטה של החלבון לתוך החומר האפור של החולדות לא באה בחשבון, כי חומרים גדולים כמו חלבונים אינם יכולים לחדור אל תוך המוח. לכן פנו פרופ' דודאי, שמע ופרופ' סקטור לד"ר אלון חן ולתלמידת המחקר שרון הרמתי, גם הם מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע, ויצרו נגיפים אשר מסוגלים להחדיר עותקים של הגן ל-PKMzeta לתוך גרעיני תאי המוח - דבר שגורם לתאים אלה לייצר כמויות גדולות יותר של החלבון.
 
בשלב זה לימדו המדענים את החולדות המטופלות להתחמק מטעם מסוים. מספר שבועות לאחר ההתניה העדיפו החולדות שבהן הפיקו תאי המוח כמות גדולה יותר של החלבון, להימנע משתיית מים עם הטעם במידה רבה יותר. במילים אחרות, עודף PKMzeta שיפר את הזיכרון שלהן. מחקר זה מהווה הדגמה ראשונה ליכולת לשפר זיכרונות שנוצרו בעבר באמצעות הפעלה מוגברת של אחד מרכיבי מכונת הזיכרון במוח.
 
השיטה שפיתחו המדענים מתאימה רק לניסויי מעבדה, אבל הם מקווים שהבנה מפורטת של התפקיד שממלא המרכיב המרכזי הזה של "מכונת הזיכרון" תאפשר לפתח בעתיד דרכים למנוע אובדן זיכרון או לטפל בו.
 
ביטוי מוגבר של PKMzeta (צבוע בתכלת) בתא עצב

האמיגדלה של ארכימדס: מדעני מכון ויצמן למדע גילו מנגנוני מוח שזוכרים תובנה פתאומית

כשאנו תופסים, באופן פתאומי, את התשובה לחידה, או מבינים בבת אחת את הפתרון לבעיה, כמעט אפשר לחוש את המנורה הנדלקת מעל ראשינו. בשפה המקצועית נקראים רגעים כאלה רגעי "אהה!", מסוג הרגעים שארכימדס חווה באמבטיה. אבל מדוע הדברים שאנחנו לומדים בתובנה פתאומית כזו נשארים בזכרוננו?
 
פרופ' ידין דודאי ותלמידת המחקר רחל לודמר, ממכון ויצמן למדע, יחד עם פרופ' נאוה רובין מאוניברסיטת ניו-יורק, עיצבו מבחן ייחודי שמאפשר לפענח מה נשאר במוח מאותם רגעי "אהה!". הם יצרו "דמויות מוסוות" - צילומים שעברו הסוואה שיטתית עד שנראו כמו כתמי דיו חסרי משמעות. ברוב המקרים, כאשר מתנדבים ראו את התמונות המוסוות בפעם הראשונה, הם לא הצליחו לזהות מה מסתתר בהן. אבל אחרי שהדמות המוסווה הוחלפה להרף עין עם הצילום המקורי - באופן שאיפשר למתנדבים לקבל הצצה מהירה בתמונה המקורית - המתנדבים חוו רגע של תובנה פתאומית: העצם או הדמות הופיעו באופן ברור אפילו בתמונה המוסווית. "השינוי הזה התרחש", אומרת לודמר, "משום שהתפיסה שלהם עברה שינוי כהרף עין - בדיוק באופן שבו תובנה פתאומית משנה תוך שנייה את תפיסת העולם שלנו". המשתתפים התבקשו לחזור על התרגיל עם עשרות תמונות. כדי להקשות על הזיכרון של רגעי התובנה, הוזמנו המתנדבים למעבדה בשנית, והפעם הם ראו רק את התמונות המוסוות (בתוספת מספר תמונות מוסוות שלא ראו קודם לכן), ושוב התבקשו לזהות אותן.
 
העבר את העכבר על התמונה המוסווית כדי לגלות את הצילום המקורי
חלק נכבד מהתובנות הפתאומיות שחוו המתנדבים נשמרו בזיכרונם ארוך-הטווח. מה גרם לכך? כדי לחשוף מה קורה במוח ברגע התובנה, נעשתה הבדיקה הראשונה של המתנדבים בתוך מתקן fMRI, אשר עקב אחרי שינויים בפעילות במוח. כשבדקו המדענים את התוצאות, הופתעו לגלות, כי בין האזורים שהתבלטו בסריקות - כמו, לדוגמה, אזורים הידועים כמעורבים בזיהוי עצמים - מצוי גם האזור הקרוי אמיגדלה. האמיגדלה ידועה, בדרך כלל, כמוקד הרגשות במוח. לעומת זאת, התמונות שהופיעו בניסוי הנוכחי - כדורים פורחים, כלבים, אנשים מסתכלים במשקפות, וכדומה - לא היו כאלה העשויים לעורר רגשות. אבל המדענים מצאו, שפעילות האמיגדלה מנבאת את יכולתו של המתנדב לזהות את הדמות המוסווית זמן רב אחרי רגע התובנה הפתאומית. המדענים משערים, שהאמיגדלה מבשרת לשאר חלקי המוח שאירע מהפך בארגון הפנימי של מידע במוח, ושיש לשמר אותו לאורך זמן. כאשר חש "אהה!", הייתה זו איפוא האמיגדלה שגרמה לארכימדס לזכור את חוק הטבע שגילה בהבלחה של תובנה באמבטיה.
 
 
 

שתף