הינך נמצא כאן

משחקי שליטה

23.08.2012

ד"ר עופר יזהר, שהצטרף באחרונה למחלקה לנוירוביולוגיה במכון, מתכנן לשפוך אור על פעילות המוח – ולא רק כמטפורה. במעבדתו החדשה הוא יוכל להדליק ולכבות סוגים שונים של תאים במוח, באמצעות הארתם באלומת אור זעירה.

שני תאים בהיפוקמפוס של עכבר שני סוגי תאים        בהיפוקמפוס של עכבר"אפילו האזורים הקטנים במוח מורכבים מסוגים רבים של תאים, שכל אחד מהם מבצע תפקידים שונים. בנוסף, כל תא מתאי המוח יוצר קשרים – באמצעות סינפסות – עם אלפי תאים אחרים. יחסי הגומלין המורכבים האלה מקשים עלינו להגיע להבנה מלאה של פעילות רשת התאים במוח", אומר ד"ר יזהר. "המורכבות עולה שלב נוסף באזורי מוח גבוהים. קליפת המוח, לדוגמה, מורכבת מרשתות המשתרעות על שטחים גדולים ומחוברות זו לזו, ואנו סבורים שפגיעות באיזור זה הן המקור לתופעות כמו אוטיזם וסכיזופרניה".


ד"ר יזהר עוסק בתחום מדעי צעיר יחסית, הקרוי אופטוגנטיקה, אשר מספק למדענים כלי חדש לחקירה ישירה של פעילות תאי העצב. משמעות השם "אופטוגנטיקה" היא, שבאמצעות שינויים גנטיים מכוונים הנעשים בתאים גורמים להם לחוש באור, ולהגיב אליו. עד עתה אמנם עמדו לרשות המדענים כלים רבים אחרים למדידת פעילות המוח, מסביר ד"ר יזהר, אולם רק מעטים מהם איפשרו להם לשלוט בדייקנות בפעילות התאים, וכן לצפות בתוצאות. הוא החל לעסוק בתחום בזמן מחקרו הבתר-דוקטוריאלי באוניברסיטת סטנפורד. בימים אלה הוא מקים במכון ויצמן מעבדה, ובה האמצעים המתקדמים הנדרשים כדי להמשיך במחקרים אופטוגנטיים.
 
     
על הרעיון לשלוט בפעילות של תאי מוח בודדים "חתום" פרנסיס קריק, אחד ממגלי מבנה הסליל הכפול של הדי-אן-אי. קריק, שבהמשך עבר למחקר בתחום הנוירוביולוגיה, חזה בשנות ה-70 של המאה ה-20, כי מדענים ימצאו דרכים לשלוט בתאי המוח באופן פעיל, ואף הציע כי הדבר ייעשה באמצעות אור. במהלך השנים שחלפו מאז ניסו מדענים ליישם את הרעיון באמצעות מספר שיטות. גילויו של חלבון המגיב לאור המצוי באצה חד-תאית, בשנת 2002, נתן את הדחיפה המכרעת להתפתחות תחום האופטוגנטיקה.

חלבון זה נמנה עם משפחה גדולה של חלבונים הקרויים רודופסינים, שכולם בנויים כך שיוכלו לקלוט אור. חלבון הרודופסין, המצוי באצה ומסייע לה לכוון את דרכה לעבר האור, ייחודי באופן פעילותו: כאשר הוא קולט אור, הוא גורם לפתיחת תעלה בקרום התא, ומאפשר תנועה של יונים טעונים אל תוך התא או החוצה ממנו. מאחר שתאי העצב מעבירים את האותות שלהם באמצעות יונים טעונים חשמלית, העוברים דרך תעלות דומות, מדענים סברו כי חלבון זה עשוי להעניק להם את השליטה שאותה הם מחפשים. באופן מפתיע, חלבון הרודופסין של האצה מתפקד היטב גם בתאי עצב של יונקים.

הדיווח הראשון על "נישואין" מוצלחים בין חלבון האצה לתא עצב התפרסם בשנת 2005, והוא שקבע את המשך דרכו של ד"ר יזהר. באותה תקופה עמד לסיים את עבודת הדוקטורט באוניברסיטת תל אביב, וחיפש רעיון לעבודת הדוקטורט. "רציתי נושא שילהיב אותי", הוא אומר. המאמר על אופטוגנטיקה הדליק את הניצוץ שחיפש, וד"ר יזהר יצא למחקר בתר-דוקטוריאלי במעבדת האופטוגנטיקה של ראש הקבוצה שביצעה את הניסוי, ד"ר קרל דייסרות', באוניברסיטת סטנפורד.

ד"ר יזהר הצטרף לקבוצת חוקרים צעירים שפיתחה את "ארגז הכלים" של התחום הצעיר, והוכיחה את הפוטנציאל של השיטה. מחקריהם התקדמו בהדרגה מתאי עצב מהונדסים במבחנה ועד לעכברים מהונדסים, שתאים מסוימים במוחם עברו עירור באמצעות אור בעזרת סיבים אופטיים זעירים שהושתלו בהם. "נכון להיום", אומר ד"ר יזהר, "השיטה התפתחה במידה המאפשרת להפעיל תאי עצב שונים באמצעות צבעים שונים של אור, דבר שמאפשר למדענים לחקור כמה סוגי תאים בעת ובעונה אחת". מפתחי השיטה הפכו אותה לנגישה גם למדענים אחרים, וכיום משתמשות בה מאות מעבדות ברחבי העולם.
 
במעבדתו החדשה מתכנן ד"ר יזהר, בין היתר, להמשיך את המחקר שהתחיל באוניברסיטת סטנפורד, העוסק באיזור מסוים בקליפת המוח הקדמית. במקום זה נעשית פעילות הקשורה בהתנהגות מוכוונת מטרה ובזיכרון-עבודה, אך תיפקוד לא תקין שלו מקושר למספר הפרעות פסיכיאטריות. ד"ר יזהר וקבוצת החוקרים באוניברסיטת סטנפורד בודקים את ההשערה, כי הן אוטיזם והן סכיזופרניה קשורים בחוסר איזון בפעילותם של שני סוגי תאי עצב המעורבים במסלולים עצביים אלה. ואכן, כאשר השתמשו בכלים אופטוגנטיים כדי ליצור חוסר איזון שכזה במוחות עכברים, נצפתה התנהגות המקושרת לאוטיזם.

ד"ר יזהר מדגיש, כי השיטה החדשה לא תאפשר לרפא הפרעות פסיכיאטריות בעתיד הקרוב. עם זאת, היא תיתן בידי החוקרים מכשיר רב-עוצמה שיאפשר להם לזהות את מקור ההפרעות, ואולי גם יסייע להם לתכנן דרכי טיפול יעילות.
 
משמאל: רבקה לוי, ליהי גיבור, מתיאס מאן, ד"ר עופר יזהר, רועי דגני, טס אורם, שירי רון. רשתות

אישי

ד"ר עופר יזהר גדל במזכרת בתיה, ולמד בבית-הספר התיכון לאמנויות ומדעים בירושלים. הוא קיבל תואר ראשון מהאוניברסיטה העברית בירושלים, ותארים שני ושלישי בנוירוביולוגיה מאוניברסיטת תל אביב.
הוא גר בקמפוס המכון עם אשתו ליטל, יועצת הנקה, ועם שלושת ילדיו. את זמנו הפנוי הוא מקדיש לשחייה, לטיפוס ולמוסיקה. 
 
 
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם