ביום בהיר נציץ אל המוח ונראה מחשבות

 

 

הדרך שבה "הפעילות הפנימית" של המוח משפיעה על פיענוח והבנת תמונות, החלה להתברר באחרונה במחקר שבוצע במכון.

 

כיצד מארגן המוח את האותות החשמליים המוזרמים אליו מהעין, לתמונה בעלת משמעות? כיצד, למשל, אנחנו מזהים בננה? כיצד מיוצגת הבננה בתוך המוח? האם תמונת הבננה תיוצג במוח תמיד באותה צורה, או שבמצבים שונים - למשל בהקשרים רגשיים שונים - היא תיוצג בצורות שונות?

 

שאלות אלה ודומות להן עומדות במרכז מחקריו של פרופ' עמירם גרינולד, ראש המרכז לחקר תפקודים עילאיים במוח, שבמכון.

 

כדי לענות על השאלות האלה, ביקשו פרופ' גרינולד ואנשי צוותו, ד"ר עמוס אריאלי ופרופ' אד ארטסן, לברר מהי החוקיות היסודית במבנה המרחבי של פעילות המערכים התפקודיים של תאי אזור הראייה הראשוני במוח (הקולטים את האותות המגיעים אליהם מהעין). הבנת החוקיות היסודית הזאת עשויה לקדם במידה ניכרת את היכולת לחקור ולהבין פעולות של המוח שבהן מעורבים מיליוני תאי עצב ה"משוחחים" אלה עם אלה ברשתות תקשורת מורכבות לאין שיעור.

 

במטרה לגלות את החוקיות היסודית הזאת, פותחו טכניקות של דימות אופטי המאפשרות "הצצה אל המוח" והתבוננות בהתארגנויות הרשתות העצביות בזמן אמיתי , שבו המוח מפענח תמונה מסויימת הנחשפת לעין (או בעת שהמוח קולט ומפענח גירויים חיצוניים שמקורם בחושים אחרים). אחת מהשיטות האלה מבוססת בין היתר על חומרי צבע שפותחו במיוחד בקבוצת המחקר הזאת , המשנים את צבעם כאשר תא העצב שהם צמודים אליו, "משוחח" עם תא עצב שכן. המעקב אחר שינויי הצבעים, באמצעות מצלמה רגישה, מאפשר כיום לעקוב אחר התפלגות האותות החשמליים ברשת העצבית כולה.

 

פרופ' גרינולד ועמיתיו גילו בדרך זו חוקיות יסודית שלפיה מתארגנים תאים ברשת העצבית, בתהליך הזיהוי של מרכיבים שונים בתמונה הנראית. למשל: תאים מסויימים, שמסודרים במערכים תפקודיים במרחב קליפת המוח (באזור ה"אחראי" לחוש הראייה), מקודדים זווית מסויימת של עצמים המצויים בתמונה הנראית. תאים אחרים שמאורגנים במערך אחר יכולים לקודד זוויות אחרות, או צבע, או כיוון תנועה, או עומק. השילוב בין כל הפעילויות החשמליות המתחוללות בכל המערכים האלה, הוא היוצר את תחושת התמונה השלמה המפוענחת על ידי המוח.

 

מכאן אפשר היה להניח שבבכל פעם שאדם חוזר ומתבונן באותה התמונה (למשל, נוף הררי הנשקף מחלון קבוע), תחזור ותיווצר במוחו אותה פעילות ואותה התארגנות קבועה של תאי עצב.

 

אבל כאן חיכתה לחוקרים הפתעה: התברר שאותה תמונה הנצפית בעין יוצרת בהזדמנויות שונות פעילות שונה במערכי העצבים. בתחילה יוחס השוני הזה למעין "רעש רקע" משתנה של המוח (הקייים גם כשעינינו עצומות), שאינו אלא מטרד שרצוי להתעלם ממנו.

 

אבל בהמשך מצאו החוקרים - להפתעתם - שגם באופיו של "רעש הרקע" הזה קיים סדר התלוי כנראה בהקשר הכללי - המחשבתי או הרגשי - של פעילות המוח. לדוגמה: כאשר אדם רעב מתבונן בבננה, נוצרת במוחו פעילות מאורגנת שהיא תוצאה של נתוני הראייה החיצוניים מצד אחד ושל "פעילות הרעב" - פעילות פנימית של המוח - מצד שני. לעומת זאת, כאשר אדם שבע מתבונן בבננה, עלולה להיווצר במוחו פעילות מאורגנת שונה. חוקרי המכון מצאו דרך לחזות מראש את מערכי הפעילות שייווצרו ברשת העצבית בתגובה לתמונה הנקלטת בעין מצד אחד, ולשינוי ב"הרהורים העצמיים" הקשורים אל הפעילות הפנימית של המוח - מצד שני.

 

הבנת הדרך שבה "עולמו הפנימי" של המתבונן משפיעה על מבנה הפעילות במערכי התפקוד העצביים הפעילים במוח כתוצאה מהתבוננותו ב"עולם החיצוני", עשויה להביא להבנות חדשות באשר לאופיו ולדרך פעילותו של הקוד העצבי, וכן באשר להשפעותיהם של מחשבות ורגשות על ביצועיו השוטפים של המוח.

 

מחקר זה עשוי לפרוץ פתח לתחום חדש ומסעיר של מחקר בתפקודי מוח מורכבים, אם כי פרופ' גרינולד סבור שיעברו עוד עשרות שנים לפני שהחוקרים יפצחו סופית את הקוד העצבי ואת דרך יישומו במוח. פיענוח הקוד העצבי עשוי להביא לעידן חדש בתחום חקר המוח והשלכותיו, ממש כפי שפיענוח הצופן הגנטי הביא לעידן חדש בתחום ההנדסה הגנטית והביוטכנולוגיה.