הינך נמצא כאן

בעקבות המחשבות

גלי פעילות עצבית במוח מספקים מידע על אירועים קוגניטיביים שהתרחשו בו בעבר
04.08.2013

 
כמה טוב היה לו יכולנו "לחפור" בקליפת המוח, כמו ארכיאולוגים, ולגלות שם ממצאים שיחשפו את כישרונותינו, את התנסויות העבר שלנו, דברים שלמדנו – לקבל תמונה ייחודית ומלאה של האישיות. מחקר חדש רומז, כי משאלה זו עשויה, יום אחד, להתגשם. המחקר מגלה, כי גלי פעילות ספונטניים במוח האדם מבטאים את ה"עקבות" של דברים 
מימין: טל הרמלך, ד"ר סון פרמינגר ופרופ' רפי מלאך. גלים ספונטניים
חשובים שהתרחשו במוח – גם כעבור יממה מזמן התרחשותם. ייתכן, כי גלי מוח אלה פותחים חלון שיאפשר לנו להציץ בהיסטוריה של תהליכי הקוגניציה במוח, וגם לאבחן תיפקוד מוחי לא תקין, המאפיין, לדוגמה, פיגור שכלי, אוטיזם והפרעות נפשיות.
 
מקור התגלית הנוכחית הוא בממצא שהתגלה במערכת הראייה האנושית לפני מספר שנים בקבוצתו של פרופ' רפי מלאך, מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע, ובאזורי מוח אחרים על-ידי קבוצות מחקר נוספות: המוח אינו נח לרגע – גם במצבים בהם האדם עצמו נמצא במנוחה. התברר, כי גם כשהאדם נח ועיניו עצומות, כך שאינו חשוף לכל גירוי, אמיתי או מדומיין, מופיעים במוח גלים איטיים של פעילות עצבית – שונים מאוד מההתפרצויות הקצרות והמהירות המאפיינות את עיבוד המידע הרגיל במוח. גלים איטיים אלה, המכונים "גלים ספונטניים" או "גלי מצב מנוחה", נעים באופן מאורגן להפליא בין חלקי קליפת המוח, ויוצרים תבניות מורכבות חוזרות וסימטריות. השאלה המסקרנת היא: מה אפשר ללמוד מתבניות מורכבות אלה, ומה משמעותן?
 
 

 

המחקר יצא לדרכו בהתבסס על ההשערה, שתבניות הגלים הספונטניים מהוות מעין "ארכיון היסטורי" של הפרט. השערת החוקרים הייתה, שהתנסויות שונות לאורך חיינו יוצרות תבניות מוח מוטמעות, המהוות מעין "ציפיות מוקדמות". ציפיות מוקדמות אלה, הנמצאות במוח עוד לפני ביצוע משימה מנטלית כלשהי, ממלאות תפקיד חיוני, למשל, ביכולת שלנו ליצור תמונה בעלת משמעות מהמידע החלקי המגיע מהעיניים, לאפשר את היכולת המרשימה שלנו לזהות תווי פנים, וכן לבצע תנועות מורכבות בדיוק ובמהירות. אוסף כל הציפיות המוקדמות האלה מובנה לתוך הקשרים בין תאי העצב, וקשרים אלה מתבטאים בתבנית גלי המנוחה.
 
במוח שמאחור נראית תבנית גלי המנוחה הספונטניים לפני האימון בקבלת החלטת, ואילו במוח הקדמי נראית תבנית גלי המנוחה ביום שלאחר לאחר האימון – המדגימה את ההשפעה ארוכת הטווח של האימון
בניסוי שהובילה תלמידת המחקר טל הרמלך, בהנחייתם של ד"ר סון פרמינגר ופרופ' רפי מלאך, נבדקה ההשערה באמצעות ניסוי שבו ביצעו הנבדקים מטלה אשר יוצרת הפעלה ממוקדת של רשת עצבית. המדענים שיערו, שכתוצאה מהפעלה זו יתחזקו הקשרים בין חלקי הרשת, וכי ניתן יהיה לזהות את עקבותיה של התחזקות זו בתבניות הגלים הספונטניים. המתנדבים הוכנסו למכשיר דימות בתהודה מגנטית (fMRI), שם התבקשו לדמיין את עצמם במצב של צורך בקבלת החלטה במהירות. כך הפעילו באופן ממוקד אזור מסוים באונה הקדמית, האחראי על תהליכי קבלת החלטות. הנבדקים קיבלו משוב מיידי על מידת הצלחתם בהפעלת האזור: הפעילות המוחית באזור זה תורגמה לצליל, וככל שהפעילות המוחית התגברה, התחזק הצליל. תהליך זה סייע לנבדקים להפעיל בצורה חזקה ומתמשכת את האזורים הקשורים לקבלת החלטות.
 
הגלים הספונטניים של הנבדקים נסרקו באמצעות fMRI לפני ההפעלה הממוקדת, מיד לאחריה, וביום שלמחרת. הממצאים, שהתפרסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Journal of Neuroscience, הראו כי ההפעלה אכן עיצבה מחדש את מבנה הקשרים העצביים במוח, ובנייה חדשה זו השאירה את חותמה בתבנית הגלים הספונטניים. באופן מפתיע התברר, שהעיצוב המחודש של הגלים הספונטניים המשיך והתחזק אף יותר למחרת האימון. השינויים שעברו תבניות הפעילות המוחית התאימו לתיאוריות של למידה מוחית: לפי התיאוריה הקלאסית של דונלד הב, מאמצע המאה ה-20, כאשר שני תאי עצב הקשורים זה לזה פועלים בעת ובעונה אחת, הקשרים ביניהם מתחזקים. לעומת זאת, במצב של פעילות לא מתואמת, הקשרים בין שני תאי העצב נחלשים. באופן דומה, תבניות הגלים הספונטניים לאחר האימון הראו חיזוק בתיאום בין אזורי מוח שהופעלו ביחד בזמן האימון, וירידה בתיאום בין אזורים שעברו דיכוי בזמן האימון.
 
המחקר פותח אפשרות להשתמש בגלי המנוחה של המוח ככלי למיפוי "אירועים קוגניטיביים" אשר התרחשו במוח האדם בעבר הקרוב. מעבר לכך, בהיבט רחב יותר, הוא רומז כי פעילות המנוחה במוח האדם מהווה תיעוד מפורט של ההיסטוריה הקוגניטיבית של הפרט. כלומר, ייתכן כי כל הפרופיל האישיותי שלנו – כל כישרון, מגבלה, נטייה ולמידה – משאיר את חותמו בתבנית גלי המנוחה במוחנו, ותורם לעיצובה. "כיום אנחנו יודעים יותר ויותר על העקרונות הכלליים לפיהם פועל המוח, אבל איננו יודעים מה גורם להבדלים בין אנשים", אומר פרופ' מלאך. "ייתכן שפעילות המוח בזמן מנוחה תאפשר לנו בעתיד לקבל ביטוי אובייקטיבי לפרופיל הייחודי של כל פרט". אפשרות זו עשויה להיות חשובה במיוחד כשמדובר בפתולוגיות של המוח, כמו אוטיזם, סכיזופרניה, או איבוד הכרה: ייתכן שמיפוי פעילות המוח במצב מנוחה יספק תובנות נוספות לגבי השיבושים אשר נגרמים למוח במצבים אלה.
 
 
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם