חופש וסדר בעולמנו הפנימי

כל אחד יכול להיזכר בכוכבי קולנוע הוליוודיים, לא משנה מאיזו תקופה. מי שנולד לפני שנות ה-90 של המאה הקודמת, אולי ייזכר בג'וליה רוברטס או ריצ'רד גיר; אולי אפילו מרילין מונרו או מרלון ברנדו. עם זאת, יש להניח שלא יעלו בזיכרונו במסגרת זו אלברט איינשטיין או המחנכת מכיתה א'. ככלל, נראה מובן מאליו שאנו יכולים "לשלוף" ממוחנו מידע המותאם לקטגוריה שבה אנו מעוניינים באותו רגע. עם זאת, על אף שמדובר במנגנון קוגניטיבי כה בסיסי ויציב, עד כה לא היה ידוע כיצד בפועל מתבצע החיפוש בזיכרון, וכיצד אנחנו מכווינים את החיפוש לעבר מטרה מסוימת. מחקר חדש שנערך במעבדה של פרופ' רפי מלאך במחלקה לנוירוביולגיה במכון ויצמן למדע, בשיתוף המעבדה של פרופסור אשֵש מהטה ממכון פיינשטיין למחקר רפואי בניו-יורק, אשר התפרסם באחרונה ב-Nature Communications, מגלה כיצד מגיבים תאי העצב בקליפת המוח כאשר אנו מנסים לשלוף זיכרונות באופן ממוקד.

כעת, מה קורה כאשר זוג חברים מנסים לאתר זה את זה על חוף הים בשיא עונת הרחצה? הגירויים מסביב והסחות הדעת מרובים, אבל החברים יצליחו לסרוק את השטח במהירות ולאתר אחד את השני באמצעות סימן זיהוי כלשהו, נניח גופיה אדומה. כיצד הם בררו מתוך שפע המידע והרעש את הפרט שאותו חיפשו? מחקרים מלמדים, כי כאשר תרים אחר מטרה בעולם – גופיה אדומה במקרה זה – מנגנוני הקשב מתגייסים כדי "לחמם" את האזור במערכת הראייתית בקליפת המוח אשר מייצג מטרה זו; כלומר, רמת פעילות הבסיס של תאי העצב באזור זה עולה. בדרך זו יוצר המוח הטיה: האזור המקושר למטרה מופעל בעוד מועד, כך שברגע שיצוץ מאי-שם הגירוי שאותו אנחנו מחפשים, יהיה לו קל יותר למשוך את תשומת הלב ולהגיע למודעות שלנו.

כל זה טוב ויפה, אבל מה קורה כאשר מחפשים פריט מידע בזיכרון? השערת המחקר, אותו הוביל תלמיד המחקר איציק נורמן, הייתה שהפעילות המוחית בעת חיפוש בזיכרון דומה לאופן שבו אנחנו תרים אחר אובייקטים בעולם. השערה זו כשלעצמה אינה חדשה, והיא מכוּנה  AtoM – attention to memory. כלומר, כשם שמנגנוני הקשב מסייעים לנו להתמקד באובייקטים בעולם, הם גם מעורבים בשליפת יֶדע מן הזיכרון. עם זאת, עד כה לא היו בנמצא עדויות אמפיריות מכריעות בעניין זה, בעיקר בשל הקושי לצפות בפעילות המוחית הרלבנטית. נורמן מסביר את נקודת המוצא שאיפשרה את המחקר הנוכחי: "אנחנו יודעים כי באזורי המוח הראייתיים ישנה חלוקה מובנית לקטגוריות. כך למשל, מוּכרת ההפרדה הברורה בין האזורים שבהם מיוצגים דימויים כגון פנים ואיברי גוף לבין האזורים שבהם מיוצגים מקומות או חפצים. החלוקה המרחבית לקטגוריות יכולה לסייע למדוד באופן סלקטיבי מה קורה לנוירונים בכל אחד מאזורים אלה בזמן שאנחנו מנסים לשלוף מידע מהזיכרון".

תוצאות המחקר שופכות אור על מנגנון כללי יותר שבאמצעותו המוח מתעל ומכווין תהליכים עצביים המתרחשים באופן ספונטני (במקרה זה, היזכרות). מנגנון זה מאפשר פתרון אופטימלי למתח המובנה בהתנהגות האנושית בין ספונטניות ויצירתיות לבין הצורך להגביל את האופי ה"אנרכי" של ההתנהגות החופשית במסגרת גבולות מוגדרים ומתאימים

אבל כיצד מודדים את הפעילות המוחית? דרך טובה לקבל מידע ישיר על פעילות עצבית במוחם של בני אדם היא באמצעות מדידות אלקטרופיסיולוגיות הנעשות במהלך בדיקה דיאגנוסטית של חולי אפילפסיה שאינם מגיבים לטיפול תרופתי: בחולים אלה מבוצע מיפוי באמצעות אלקטרודות המושתלות במוחם, במטרה לאתר את המוקד האפילפטי שלהם ולכרות אותו. הליך זה נמשך כשבועיים, שבמהלכם שוכבים החולים במיטתם בבית החולים בעודם מחכים לבואו של ההתקף האפילפטי. סיטואציה קלינית ייחודית זו מאפשרת להקליט את הפעילות המוחית שלהם בסיטואציות שונות, וכך לקבל מידע ברזולוציות גבוהות ביותר שלא ניתן להתקרב אליהן בשיטות אחרות לא-פולשניות, כמו fMRI או EEG. חשוב לציין, כי החולים מתנדבים מרצונם להשתתף בניסויים אלה, אשר ממלאים את זמנם בשעת ההמתנה בבית החולים.

הניסוי המתואר במחקר הנוכחי ארך כמחצית השעה. ראשית, התבקשו הנבדקים לעצום את עיניהם, ולנוח במטרה להגיע לרמת בסיס של הפעילות המוחית. לאחר המנוחה הוצגו בפני הנבדקים, באופן אקראי, דיוקנאות של אישים מפורסמים (ברק אובמה, אומה תורמן, בארט סימפסון ואחרים), ותצלומי נוף של אתרים מוּכרים (מגדל פיזה, פסל החירות, גשר הזהב וכן הלאה), והם התבקשו לזכור כמה שיותר פרטים. כעת כוסו עיני הנבדקים אשר התבקשו לבצע מטלת הסחה במטרה למנוע מהם אפשרות לשנן את המידע הוויזואלי שאליו נחשפו. כעבור שתיים-שלוש דקות התבקשו הנבדקים להיזכר ולתאר לפרטי פרטים את התמונות שראו – אך הפעם בנפרד: דיוקנאות לחוד ותצלומי נוף לחוד. לאורך כל הניסוי הוקלטה הפעילות המוחית של הנבדקים באמצעות האלקטרודות.

בחינת ההקלטות איששה את השערת המחקר: כאשר הנבדקים ניסו להיזכר בפנים, נרשמה עלייה עקבית בפעילות הבסיס באזורים הסלקטיביים לפנים במערכת הראייתית, בעוד פעילות הבסיס באזורים הסלקטיביים לנופים נותרה ללא שינוי, ולהיפך. במילים אחרות, המדענים ראו כי בזמן שהנבדקים ניסוי לשלוף זיכרונות מקטגוריה מסוימת, האיזור במערכת הראייתית המקושר לאותה קטגוריה "התחמם", ממש כפי שקורה כשאנחנו מנסים לאתר אובייקט בעולם. עוד עולה מהניסוי, כי מנגנוני הקשב יודעים להעלות את רמת הפעילות של האזורים הרלבנטיים בצורה גמישה ויעילה מאוד: העלייה בפעילות מתרחשת ממש מהשנייה הראשונה של ביצוע המטלה, ונותרת יציבה ומשמעותית לכל אורך המטלה – גם כאשר קצב ההיזכרויות נחלש.

"ברגע שאתה שופך אור על המנגנון של השליטה הקוגניטיבית בזיכרון ובהיזכרות, עשויות להיות לכך השלכות מרחיקות לכת עבור אנשים הסובלים מבעיות בזיכרון עקב פגיעות מוחיות", אומר נורמן. "הכרת המנגנון עשויה לאפשר לפתח אסטרטגיה קוגניטיבית אלטרנטיבית לשליפת זיכרונות, או אפילו אפשרות עתידית לגירוי אזורים אלה במוח באמצעות אלקטרודה, וכך לעורר זיכרונות רדומים שאליהם אנחנו רוצים להגיע". מעֵבֶר למסקנות הקשורות למנגנון החיפוש בזיכרון, תוצאות המחקר שופכות אור על מנגנון כללי יותר שבאמצעותו המוח מתעל ומכווין תהליכים עצביים המתרחשים באופן ספונטני (במקרה זה, היזכרות). מנגנון זה מאפשר פתרון אופטימלי למתח המובנה בהתנהגות האנושית בין ספונטניות ויצירתיות לבין הצורך להגביל את האופי ה"אנרכי" של ההתנהגות החופשית במסגרת גבולות מוגדרים ומתאימים.