עושים סדר במוח

01.03.1998
 
מדענים ממכון ויצמן למדע וממכון מקס פלנק לפסיכיאטריה שבגרמניה, דיווחו באחרונה כי עיבוד מידע במוח מתבסס על חלוקה גיאומטרית-מודולרית של קבוצות תאים מוגדרות, החוזרת על עצמה שוב ושוב. מהדיווח עולה כי קבוצת תאים העוסקת במטלה ייחודית יוצרת מבנה מרחבי אופייני, המשתלב - תוך שמירה על הקשר גיאומטרי קבוע - במבנה אחר, שנוצר על ידי קבוצת תאים אחרת, המטפלת בעיבוד חלקים אחרים של המידע. למשל, כאשר המוח קולט מידע חזותי, קבוצות התאים המעבדות את ממד העומק משתלבות כמעין לבני משחק לגו, או תצרף (פאזל), בקבוצות תאים העוסקות בעיבוד צבע, ובקבוצות תאים אחרות המעבדות את נתוני הצורה. השילוב הגיאומטרי-מודולרי המדויק, החוזר ונשנה של כל מרכיבי ה"תצרף" האלה, יוצר במוח מעין "מיקרו-מעבד" המפרק את התמונה למרכיביה השונים (עומק, תנועה, צבע וכו').
 
המבנה הגיאומטרי-מודולרי הנראה כתרשים של צייר מוכשר התגלה באמצעות מערכת ייחודית לדימות אופטי שפיתח פרופ' עמירם גרינולד מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע. המערכת מאפשרת לזהות ולמפות את אזורי הפעילות במוח בדייקנות גדולה עשרות מונים מכל מערכת דימות אחרת (כגון MRI, PET, CT, וכו'). המערכת מבוססת על מצלמה רגישה במיוחד המסוגלת להבחין בשינויי צבע המתחוללים בסביבתם הטבעית של תאי עצב ה"יורים" אותות חשמליים. השינוי בצבע נובע מכך שתא העצב המשגר אות חשמלי נזקק לאנרגיה ולכן הוא "שואף" חמצן מנימי הדם הסמוכים אליו. כאשר החמצן "נוטש" את מולקולות ההמוגלובין שבדם וחודר לתוך תא העצב, משתנה צבעו של ההמוגלובין, וכתוצאה מכך משתנה גם צבעם של תאי הדם האדומים. מדובר בשינויים זעירים, אך המערכת הייחודית שפיתח פרופ' גרינולד מסוגלת להבחין בהם, בזמן אמיתי, ולהסיק מכל שינוי צבע כזה כי המערך העצבי הסמוך "משגר" אותות חשמליים. מערכת זו מאפשרת לחוקרים למפות במדויק את המערכים התפקודיים של רשתות העצבים במוח.
 
החוקר דורון שהם ממכון ויצמן למדע, שהשתתף במחקר, סבור שהארכיטקטורה התפקודית המסודרת שנחשפה בו נובעת מייעול מרבי של מבנה רשתות התקשורת העצבית במוח. "הבנה טובה יותר של עקרונות המבנה הזה", אומר ד"ר שהם, "עשויה להוביל לפיתוח מערכות חדשניות של ראייה מלאכותית". שותף נוסף במחקר, ד"ר מארק יובנר ממכון מקס פלנק לפסיכיאטריה שבגרמניה, הופתע ממידת הסדר הגיאומטרי שהתגלה. "באופן טבעי, אפשר היה לצפות שנמצא מפת פעילות הדומה למפת הסימטאות של צפת העתיקה", הוא אומר, "אבל מה שמצאנו דומה יותר למפת הרחובות המאורגנת והמודולרית של מנהטן". תגלית זו מהווה צעד נוסף לקראת פיענוחו של הצופן העצבי של המוח, דבר שיאפשר להבין את עקרונות הפעולה הבסיסיים ביותר של "מערכת ההפעלה" של המוח. פרופ' גרינולד אומר שפיענוח הצופן העצבי יביא לקפיצת מדרגה בחקר המוח, בדומה להתפתחות המהירה שחלה בביולוגיה המולקולרית בעקבות פיענוח הצופן הגנטי.
 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם