הראש מתחת למים, הידיים והרגליים מתוחות בחוזקה לאחור - זה, פחות או יותר, כל מה שנדרש משחיין שמבקש להיסחף בזרם. תא הזרע, לעומתו, נדרש למאמץ גדול הרבה יותר - הוא מפעיל מנגנונים דומים לאלה הגורמים למוות מתוכנת של תאים.

 

בכל תא חי מוטבעת "תוכנה" המורה לתא לאבד את עצמו לדעת כאשר המשך קיומו מאיים על האורגניזם השלם. התוכנה הזאת ("אפופטוזיס") מסייעת לגוף להיפטר מתאים זקנים, פגומים, או בעלי פוטנציאל הרסני - כמו תאים נגועים בנגיף או תאים שעברו התמרה סרטנית. כדי להוציא לפועל את גזר-דין המוות מופעלים אנזימים חותכי חלבונים ממשפחת ה"קספאזות" (Caspases). מרגע זה, כך גורסת הגישה הרווחת, לא ניתן לעצור את כדור השלג. לאחר שהופעלו הקספאזות - התא נידון למוות בטוח.

 

לפני זמן לא רב התברר, כי הפעלה מבוקרת של מנגנוני האפופטוזיס היא שמאפשרת את השלב המאוחר של התפתחות תא הזרע בזבוב "תסיסנית המחקר" (דרוזופילה). תגלית זו עלתה ממחקר בתר-דוקטוריאלי שביצע ד"ר אלי ארמה, באוניברסיטת רוקפלר בארה"ב. ד"ר ארמה, שהצטרף באחרונה למחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן למדע, הראה כי רק לאחר שמופעלים בהם מנגנוני האפופטוזיס, נפרדים תאי הזרע, המאוגדים בצבירים של 64 תאים המחוברים זה לזה ("ספרמטידות"), ליחידות עצמאיות של תאי זרע בודדים. לשם כך מפורק ה"דבק" החלבוני המחבר את התאים, ורוב "המרק" התאי (הציטופלסמה) ואברוני התא נאספים ומושלכים למבנה עטוף קרום המכונה "שק זבל" (“waste bag”), שם הם מפורקים באמצעות אנזימי הקספאזות. בסופו של התהליך נוצרים תאי זרע בוגרים, שיכולים להפרות ביצית ולהוביל ליצירת חיים חדשים. שיבושים בתהליך גורמים לעקרות זכרית.

 

אחת הנקודות אותה ביקש להבהיר ד"ר ארמה היא, כיצד חומק תא הזרע מפעילותן ההרסנית של הקספאזות, או, במילים אחרות, כיצד יודעים אנזימי הקספאזה להבחין בין פסולת מיועדת לפירוק לבין חלבונים חיוניים לקיום תא הזרע. מה הם מנגנוני הבקרה המגבילים את פעילות הקספאזות, במרחב ובזמן, ומונעים מהם לגרום נזק, ואף מוות, לתאי הזרע המתפתחים?

 

ידוע, כי בתאים בריאים ונורמליים מוגבלת פעילות הקספאזות באמצעות חלבונים מעכבים מסוימים, המתפקדים כמערכת בלמים. כאשר ניתן אור ירוק להפעלת מנגנון המוות המתוכנת, החלבונים המעכבים  מתפרקים ויוצאים מכלל פעולה. כך מוסר העיכוב, ותהליכי האפופטוזיס יוצאים אל הפועל. ד"ר ארמה ועמיתיו חשפו מסלול בקרה נוסף אשר מווסת את פעילות הקספאזות במהלך התפתחות תא הזרע, ובתוך כך סיפקו נתונים חדשים על תיפקודם של אנזימים אלה. הממצאים, שעשויים לתרום גם להבנת הגורמים לעקרות בבני-אדם, פורסמו באחרונה בכתב העת PLoS Biology.

 

החוקרים סרקו את הגנום של יותר מאלף שורות תאים שונות של זבובי פירות עקרים, כדי לאתר את הגנים המפעילים את הקספאזות בשלב הסופי של התפתחות תאי הזרע. כך הצליחו לזהות 22 גנים הנדרשים להפעלת הקספאזות. שני גנים מקבוצה זו מקודדים לחלבונים ש"משחררים את הבלמים" המעכבים את הקספאזות. אחד משני החלבונים הללו נקרא קולין-3 (Cullin-3). משפחת חלבוני הקולין ידועה כאחראית לסימון חלבונים בתג זיהוי - מולקולת יוביקויטין - אשר שולח את החלבונים המסומנים לפירוק. מתברר, כי קולין-3, יחד עם שני חלבונים נוספים, מסמן את מעכבי הקספאזות בתג ההשמדה. כך מאפשר קולין-3 את הפעלת הקספאזות, ונותן את האות לפירוק צבירי תאי הזרע. ממצאים אלה קושרים לראשונה את החלבונים ממשפחת הקולינים לבקרה על פעילות קספאזות, ומראים כי המבנה שיוצר קולין-3 ממלא תפקיד מרכזי בהפעלת הקספאזות בתהליך יצירת תאי זרע בוגרים. החוקרים מצאו עדויות לכך שמוטציות בקולין-3, או בשני החלבונים הנוספים, מונעות התפתחות של תאי זרע בוגרים ובעלי צורה תקינה, ולכן גורמות לעקרות. במחקרים שהוא מבצע במכון ויצמן למדע מתכנן ד"ר ארמה לזהות את הגורמים מעכבי הקספאזות הנשלחים לפירוק על-ידי קולין-3.

 

כיצד, אם כן, חומקים תאי הזרע מפעילותן ההרסנית של הקספאזות? המדענים משערים, כי פירוק המעכבים והפעלת הקספאזות מוגבל למדורים מסוימים בתא הזרע המתפתח. הפעלת הקספאזות נמנעת במקומות בהם היא עשויה לגרום לנזק.

 

מכיוון שקולין-3 מעורב גם בהתפתחותם התקינה של תאי זרע בבני-אדם, יכולים ממצאים אלה לתרום להבנת הגורמים לעקרות בגברים, ולפיתוח דרכים לטיפול בתופעה זו.  

מה לומדות החולדות באמצעות תנועות זיפי השפם? ומה אנחנו יכולים לללמוד מהן?

 

ארץ קטנה עם שפם

חצי סיכה בין סעודיה לים

קליפת בננה על מפת העולם

 

מילים: מאיר גולדברג

לחן וביצוע: קורין אלאל

 

רובוט שיכול לגשש את דרכו בחושך מוחלט, בתוך ענן אבק סמיך או במעמקי הים. זה נשמע כמו סרט עתידני. הוא לא יוכל לראות, ולכן יצטרך למצוא את דרכו באמצעות חוש המישוש. איברי חישה מתוחכמים ומדויקים יאפשרו לו ללמוד על סביבתו, להכיר את העצמים הניצבים לפניו, לנווט סביבם, להימנע ממכשולים, לאתר חפצים שונים ולזהות מטרות שונות. מכונות חכמות כאלה - שיוכלו לשמש לחילוץ ולהצלה באיזור שנפגע מרעידת אדמה, או למחקר תת-ימי, ואפילו על אדמתם של ירחים וכוכבי-לכת שונים, הן עדיין בגדר "מדע בדיוני" או חזון לעתיד לבוא בשביל מהנדסים ומדענים. אבל הטבע, כמו במקרים רבים, מקדים בהרבה את הטכנולוגיה מעשה-ידי-אדם. זיפי השפם של מכרסמים הם איבר חישה ומישוש מתוחכם ומדויק, המאפשר לבעלי-חיים אלה לגלות עצמים שונים. חולדות, למשל, מזהות עצמים ולומדות את מיקומם גם בחושך מוחלט, כשהן מניעות את זיפי שפמן במהירות, ומנתחות את המידע החוזר אל מוחן, כשהזיפים נוגעים בעצמים השונים.

 

יוזמה חדשה, המאגדת תשע קבוצות מחקר, ובהן אנשי רובוטיקה וחוקרי מוח מאירופה, ארה"ב וישראל, נוסדה באחרונה במטרה לחקות את הטבע. הקבוצה הרב-לאומית פועלת ליצירת טכנולוגיות מגע ומישוש מתקדמות - כמו מערך חישה שיתבסס על שערות מלאכותיות, ויהווה, למעשה, מעין חיקוי של חולדה, או, אם רוצים, רובוט-חולדה. הרובוט המשופם יוכל לאתר, לזהות ולתפוס עצמים הנעים במהירות. "חוש המישוש הוזנח עד כה בכל הנוגע לפיתוח תבונה מלאכותית", אומר פרופ' אהוד אחישר מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע, שקבוצתו משתתפת במחקר הרב-לאומי. "בעלי-חיים ליליים, או אלה הפועלים באזורים מוארים למחצה, משתמשים בחוש זה, ולא בראייה, כאמצעי העיקרי כדי ללמוד ולקבל מידע על סביבתם". פרופ' אחישר חוקר את הדרך שבה חולדות משתמשות בזיפי שפמן לצורך גיבוש תפיסת המרחב שלהן, ואת תהליכי העיבוד של המידע המגיע מהזיפים, במוח. "אם נצליח להבין מה עושה את חוש המישוש של בעלי-חיים אלה ליעיל כל כך, נוכל לפתח מכונות שיחקו אותו, וישתמשו בו באופן מיטבי".

 

מהו, אם כן, סוד השפם? מדוע חישה המתבצעת באמצעות זיפי השפם של חולדה יעילה, מהירה ומדויקת פי כמה מחישה באמצעות קצות האצבעות של אדם ממוצע? מחקרים של פרופ' אחישר וחברי קבוצתו מספקים רמזים ותשובות ראשוניות לשאלות מפתח אלה. הסבר אחד נובע מהאופי הפעיל של מערכת המישוש: זיפי השפם רוטטים ללא הרף ואוספים מידע על הסביבה הקרובה. יותר מכך, ניסויים מראים כי התבנית בה מניעה החולדה את השפם תלויה במשימות הניווט והזיהוי אותן היא צריכה לפתור. כדי למקם עצמים, למשל, מפעיל מוח החולדה תוכנית קידוד משולשת, המצפינה את קואורדינטות המיקום בכל אחד משלושת הממדים - בדפוס פעולה ייחודי. כך, למשל, המימד האופקי מקודד על-ידי התזמון של פעילות תאי העצב; המימד האנכי, כלומר גובה העצם, מוצפן על-ידי המבנה המרחבי של תאי העצב הפעילים; המימד השלישי, המרחק של העצם מבסיס השערה, מוצפן באמצעות עוצמת התגובה - ככל שהעצם קרוב יותר, תאי העצב משגרים אותות רבים יותר.

 

בנוסף, הצליחו חברי קבוצת המחקר של פרופ' אחישר לזהות את המסלולים העיקריים המובילים את המידע מזיפי השפם אל המוח: האותות העצביים נעים בשלושה מסלולים נפרדים ומקבילים אל התלמוס - "שער הכניסה אל קליפת המוח". מסלול אחד מעביר אותות הקשורים לתנועת זיפי השפם עצמם; מסלול שני מעביר מידע על זמני יצירת המגע עם עצמים; ומסלול שלישי מעביר מידע מורכב על יחסי הגומלין בין תנועת השפם למגע עם העצם. שלושת המסלולים האלה מהווים חלק ממעגלי משוב היוצרים לולאות בקרה סגורות - לאחר שניתנת פקודה להנעת זיפי השפם, מעובד מידע תחושתי על תנועתם ועל המפגש שלהם עם עצמים חיצוניים, ומחושבת פקודת תנועה חדשה בהתאם. הימצאותן של לולאות סגורות רבות, המקושרות בינן לבין עצמן בקשרי גומלין מורכבים, היא שמאפשרת בקרת תנועה עשירה ומדויקת, ושימוש מיטבי באיברי החישה - אך היא גם זו שמציבה את האתגר הגדול לפני מהנדסים, שעדיין אינם יודעים כיצד לבנות מערכת מלאכותית המחקה לולאות משוב רבות ומשולבות.

 

פרופ' אחישר: "המחקר עשוי לקדם הבנה טובה יותר של המוח מצד אחד, ויישומים טכנולוגיים, מצד שני. אשר ליישומים: אנו משערים כי ריבוי לולאות המשוב הסגורות הוא המפתח ליתרון של המערכות הביולוגיות על המערכות הרובוטיות הקיימות כיום. מימוש של הידע הביולוגי יסייע לבנות מכונות יעילות לחילוץ, להצלה ולגישוש בתנאי ראות קשים. אשר למאמצינו להבנת דרכי הפעולה של המוח: הרובוטיקה מאפשרת לנו לבנות, צעד צעד, מערכת דמויית-מוח, ולהבין את התפקיד של כל רכיב בתוכה. במובן זה, הרובוט ישמש מעין 'מעבדה' שתאפשר לנו להבין טוב יותר את המוח החי". בדרך זו, מחקר בסיסי בבעלי-חיים עשוי לתרום לרווחת האדם, מחוץ לתחום הרפואה.

 

 

הרובוט הראשון פרץ אל התודעה  האנושית בשנת 1922, בעת שקארל צ'אפק, פילוסוף ומחזאי צ'כי, הציג את מחזהו "ר.ו.ר" (ראשי תיבות של "רובוטים כלליים של רוסום"). המחזה מספר על רוסום הזקן ובנו, שהצליחו לפתח חומר מלאכותי המחקה את תכונות הפרוטו-פלאסמה. הם יצרו מהחומר הזה בובה דמויית אדם, וציפו לקבל ממנה, בתמורה, יחס אנושי. רוסום: "מדוע לבלות עשרים שנה ביצירתו וחינוכו של אדם מבוגר? אם לא נמצא דרך לעשות זאת מהר יותר מהטבע, ניאלץ לסגור את החנות". אבל, מלאכת היצירה לא הייתה פשוטה, והמהנדס רוסום ובנו נאלצו להתפשר פה ושם. למשל, על הרגש, או, כפי שרוסום אומר זאת, על ה"נשמה". סופו של הרובוט של רוסום מזכיר את סופם של בני דמותו הקדומים יותר, הגולם מפראג ופרנקנשטיין של מרי שלי. אבל בשביל המלה "רובוט" (שפירושה "עובד"), הייתה זו התחלתה  של קריירה עשירה המשתרעת עד היום על פני עשרות לשונות.

 

יש משהו מפחיד במכונה שמחקה יצור חי. כדי להתגבר על הרתיעה הזאת פיתח אייזיק אסימוב שלושה חוקים בסיסיים.החוק הראשון: רובוט לעולם לא יפגע באדם, ולא יניח שייגרם נזק או סבל לאדם. החוק השני: רובוט יבצע כל פקודה שניתנת לו על-ידי אדם (למעט פקודות בלתי חוקיות בעליל, שביצוען יגרום לעבירה על החוק הראשון). החוק השלישי: רובוט ישמור על קיומו שלו, כל עוד אין פעולה זו גורמת לעבירה על החוק הראשון והחוק השני. כל סיפורי הרובוטים הקלאסיים של אסימוב, כמה מאות מספרם, מתארים, למעשה, את ניסיונותיו לשבור את מערכת החוקים הזאת - והדבר לא עלה בידו אפילו פעם אחת. כך סללו הרובוטים הפוזיטרוניים של אסימוב דרך ללבם של בני-האדם. הם השכיחו את אימתם של הגולם ושל פרנקנשטיין, והפכו לידידינו הטובים ביותר.

 

מה מונע מזיכרונות מסוימים לצוף, ומאפשר לאחרים להציף אותנו? כיצד מתחוללת היזכרות?

 

היו לילות, אני אותם זוכרת

אני אותם עד סוף ימי אשא,

במשעולים בין דגניה לכינרת

עמדה עגלת חיי העמוסה

 

מילים: יעקב אורלנד

לחן: מרדכי זעירא

ביצוע: שושנה דמארי *

לכל אחד מאתנו זיכרונות מודחקים. הם עוסקים באירועים שאנחנו נמנעים מלשלוף אותם, לעיתים קרובות בבלי דעת, משום שהם מביכים אותנו, גורמים כאב נפשי, ומשבשים את תמונת העולם הפנימית שלנו על האני והאחר. לעיתים הדחקה שכזו מגינה על ההתנהגות הנורמלית, אך לעיתים היא עלולה לשבש אותה. מה מונע מזיכרונות מסוימים לצוף, ומאפשר לאחרים להציף אותנו? מיהו אותו "שוער" סמוי, המפקח על הגחתם של אירועי העבר אל תודעתנו? פרופ' ידין דודאי, ראש המחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע, וחברי קבוצת המחקר שהוא עומד בראשה, האירו באחרונה באור חדש את מנגנוני ההדחקה שלנו, וגילו את האיזור שמתפקד כשוער הזיכרון במוח האדם. מחקר זה, שבו השתמשו המדענים בשילוב של היפנוזה עם דימות תיפקודי מוח בתהודה מגנטית (fMRI), רואה אור בימים אלה בכתב-העת המדעי Neuro .

 

תלמיד המחקר אבי מנדלסון, הרופאים המומחים בהיפנוזה ד"ר יוסי חלמיש ופרופ' אלכסנדר סולומונוביץ, ופרופ' דודאי, החליטו לנצל תכונה מיוחדת של היפנוזה. באנשים הרגישים במיוחד להיפנוזה אפשר ליצור מצב הקרוי "שיכחה (אמנזיה) פוסט-היפנוטית". המהפנט מציע למהופנט, בעודו מהופנט, לשכוח אירועים מסוימים לאחר שיתעורר מן ההיפנוזה. אולם זיכרונם של אירועים אלה יצוף חזרה אם המהופנט-לשעבר יקבל אות שהוסכם בינו לבין המהפנט. פרופ' דודאי וצוותו בחרו קבוצת מתנדבים הרגישים במיוחד להיפנוזה, והציגו לפניהם סרט דוקומנטרי בן כ-45 דקות על יום בחייה של שחקנית-מתלמדת, שהפיקו חברי צוות מעבדתו של פרופ' דודאי במיוחד לצורך ניסויי זיכרון. שבוע לאחר מכן, נקראו המשתתפים להמשך הניסוי. בזה אחר זה הם הוכנסו אל תוך הסורק המגנטי, הופנטו בתוכו, וקיבלו הנחיה לשכוח לאחר שיתעוררו מן ההיפנוזה את הסרט שראו שבוע קודם לכן, עד שיקבלו אות שהוסכם בינם לבין המהפנט. מיד לאחר מכן "העירו" המהפנטים את הנבדקים מן ההיפנוזה, ובעודם בתוך הסורק המגנטי שרושם את פעילות מוחם, הם התבקשו לענות על מבחן זיכרון ממוחשב. עם תום המבחן ניתן להם האות שהשיב את זיכרונם למצב רגיל, ואז התבקשו שוב לענות על השאלון הממוחשב, כשהסורק ממשיך לרשום את פעילות מוחם. קבוצת ביקורת עברה את אותם מיבחני זיכרון אך ללא השראה של שיכחה פוסט-היפנוטית.

 

מיבחני הזיכרון הראו באורח מובהק, כי הנבדקים שהושרתה בהם שיכחה פוסט-היפנוטית לא זכרו את פרטי הסרט במבחן הזיכרון הראשון, אף כי זכרו היטב את פרטי החדר שבו ראו את הסרט שבוע קודם לכן. זיכרון הסרט חזר אליהם מיד כשקיבלו את האות המוסכם לביטול השיכחה. כלומר, הזיכרון לא נמחק, הוא אך הודחק. בעת השיכחה הפוסט-היפנוטית דוכאה הפעילות באזורים אחדים, אך, למרבה העניין, התעצמה משמעותית הפעילות העצבית באיזור מוגדר בצד השמאלי של קדמת המוח (חלק מאיזור רחב יותר הקרוי בפי המדענים "איזור ברודמן 10"). המדענים הסיקו, כי איזור זה משמש כנראה כמעין "שוער לזיכרון", המונע מאיתנו להעלות בזיכרוננו אירועים מסוימים שמסיבות שונות אין המוח רוצה להיכנס אליהם. המדענים מקווים, כי מחקר נוסף על איזור זה יוכל לשפוך אור על תופעות יומיומיות של שיכחה חולפת וכן על שיכחה כוללת מתמשכת (מחלה הקרויה "אמנזיה תיפקודית"), או שיבושים התנהגותייים הכרוכים בהדחקת יתר.

 

דימות תיפקודי מוח בתהודה מגנטית - fMRI - התפתח מדימות בתהודה מגנטית - MRI - שהתפתח מתהודה מגנטית גרעינית - NMR. בבסיס כל השיטות האלה עומדת העובדה, שלרוב גרעיני האטומים יש מומנט מגנטי, כך שאפשר לראות את גרעין האטום כמעין מגנט זעיר. אטומים שמרכיבים מולקולות של חומרים שונים, או רקמות של תאים חיים, מאופיינים בכך שה"מגנטים הגרעיניים" מכוונים באופן אקראי. כאשר מפעילים עליהם שדה מגנטי חיצוני, הם מתארגנים באחד משני כיוונים אפשריים: עם כיוון השדה המגנטי החיצוני, או בכיוון מנוגד לו. כמובן, יותר אנרגיה נדרשת לאטומים כדי להסתדר כנגד השדה המגטי, ולכן פחות אטומים "בוחרים" בכיוון המנוגד. כך נוצרת מגנטיות כללית מספיק חזקה, שאפשר לעקוב אחריה באמצעות מערכת תהודה מגנטית גרעינית NMR. בדרך זו, למשל, אפשר לעקוב אחר המגנטיות הגרעינית של אטומי המימן הכלולים במים. בדרך כלל, כיוונם של האטומים האלה מתאים לכיוון השדה המגנטי שיוצרת מערכת ה-NMR. אבל, קרינה אלקטרו-מגנטית מתאימה יכולה להסיט את כיוונם של אטומי המימן ולהפנותם לכיוון שונה מזה של השדה המגנטי. שילובים שונים של תדרי קרינה, סוג הגרעינים ועוצמת השדה המגנטי שהם נתונים בו, מאפשרים למדוד את המגנטיות המקומית. מעקב אחר גרעיני המימן, למשל, מאפשר להסיק על מיקום המים ברקמה והתנהגותם.

 

בדרך זו אפשר לעקוב אחר תכונות המים ברקמות שונות, לרבות המוח. עוצמתם של השדה המגנטי והקרינה האלקטרו-מגנטית העוברת בו קובעים את האיזור המדויק שבו מתחולל השינוי, שאחריו אפשר לעקוב. כך אפשר לקבל נתונים על המתחולל בפרוסה מדויקת של הרקמה הנבחנת (למשל, מוח). בחקר המוח, לדוגמה, אפשר להבחין בדרך זו באילו אזורים המוח צורך יותר חמצן, המגיע אל התאים באמצעות זרם הדם. צריכת חמצן מעידה על פעילות של תאי המוח, שמתבטאת בין היתר בשיגור אותות חשמליים. בדימות תיפקודי מוח בתהודה מגנטית, המדענים "מצלמים" את מצב המוח בעת רגיעה, ולאחר מכן מצלמים אותו כשהנבדק מבצע פעולה מסוימת (מתבונן בתמונה, קורא שיר, נזכר בסרט, ועוד). כאשר מחסירים את שתי התמונות האלה זו מזו, מתקבל מיפוי מדויק של אזורי המוח הפעילים בעת ביצוע הפעולה הנחקרת.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

מה עושה ריח אחד לנעים וריח אחר ל"דוחה"? האם המבנה הכימי והפיסי של מולקולה קשור בדרך זו או אחרת לתחושת הריח שהיא מעוררת כאשר היא נקשרת לקולטנים באפנו? מדענים ממכון ויצמן למדע ומאוניברסיטת קליפורניה בברקלי גילו, כי אכן קיים קשר כזה, וכי אפשר לנבא את מידת הנעימות של ריח על-פי מבנה המולקולה של החומר שיוצר את הריח.

 

בתחומי הראייה והשמיעה יש קשר ידוע בין התכונות הפיסיקליות של גורמי הגירוי לבין הדרך שבה המידע מתקבל ומעובד במוח. תפיסת הצבע מוכתבת על-ידי אורך הגל של הקרינה האלקטרומגנטית, ותפיסת הצליל נקבעת על-ידי תדירותם של גלי הקול. אבל בתחום הריח לא היה ידוע עד כה קשר פיסיקלי מסודר בין גורמי הריח לבין הדרך שבה אנו תופסים או חשים אותו. המחקר של פרופ' נועם סובל, מהמחלקה לנוירו-ביולוגיה במכון ויצמן למדע, ושותפיו למחקר, שפורסם באחרונה בכתב-העת המדעי Journal of Neuroscience, מהווה צעד ראשון וחשוב בהבנת החוקים האלה.

 

כדי לזהות את העיקרון שלפיו מאורגנת ומסווגת תפיסת הריח שלנו, השתמשו החוקרים במאגר נתונים הכולל 160 חומרי ריח שדורגו על-ידי 150 מומחים (חוקרי ריח ובשמים), על-פי 146 מאפיינים ("מתקתק", "מעושן", "מעופש" וכדומה). נתונים אלה נותחו באמצעות תוכנה סטטיסטית המייצרת ציר המתאר את הגורם האחראי למרבית השונות בדרך שבה אנשים שונים תופסים ריחות. החוקרים גילו, כי הציר שנוצר באופן זה מתאר למעשה את מידת הנעימות שעוררו הריחות - הציר נע בין מילות תואר כגון "מתוק" ו"פרחוני" בצידו האחד, לבין "מעופש" ו"מגעיל" בצידו האחר. עוד גילו החוקרים, כי ציר זה חופף לציר הנוצר מניתוח השונות בין תכונותיהם הפיסיקליות והכימיות של אותם חומרים. כלומר, התוצאות מאפשרות לחוקרים ליצור מודל אשר חוזה את מידת הנעימות שריח כלשהו יעורר, על-פי נתוני המבנה הכימי-פיסיקלי שלו.

 

כדי לבדוק את תקפותו של המודל, ניבאו החוקרים את נעימותם של כ-50 חומרים אותם לא הריחו מעולם, ובדקו כיצד מדרגות קבוצות נבדקים שונות את מידת נעימותם. התוצאות שקיבלו באמצעות המודל חפפו במידה רבה מאוד את אלה שהתקבלו בניסויים; כלומר, החוקרים הצליחו לנבא בצורה טובה את מידת נעימותם של ריחות לא מוכרים. מעניין לציין, כי בניגוד לגישה המקובלת, הרואה בתפיסת הריח עניין סובייקטיבי ותלוי-תרבות, דירוגי הנעימות שהתקבלו על-ידי נבדקים אמריקאים, יהודים-ישראלים, וערבים-מוסלמים מישראל תאמו את החיזוי במידה דומה. פרופ' סובל: "ממצאים אלו מראים, כי האופן שבו אנו תופסים ריחות הוא מולד, לפחות בחלקו, ומקודד היטב בפעילות המוח. אמנם, קיימת גמישות מסוימת בתפיסת הריח, ומידת הנעימות עשויה להשתנות בהתאם לניסיון החיים. אך חלק גדול מתחושת הנעימות משקף סדר אמיתי שקיים בעולם הפיסיקלי. גילוי זה מאפשר לנו לחזות היבטים תפיסתיים של חומרי ריח חדשים".

יש אנשים שריח הזיעה בחדר הכושר, או בחדר ההלבשה של קבוצת כדורגל, לא מפריע להם. אחרים לא יכולים לסבול אפילו ניחוח קל של זיעה. מחקר חדש של פרופ' דורון לנצט, מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית במכון ויצמן למדע, מראה כי השוני בדרך שבה אנו חשים ריחות נובע, לפחות בחלקו, מההבדלים הגנטיים בינינו.

 

לעיתים נדמה כי חוש הריח "יושב במושב האחורי" בהשוואה לחושים האחרים, אבל מדובר בחוש מפותח, המאפשר לבני-אדם להבחין בין לפחות 10,000 ריחות שונים. לעכברים, שהם בעלי חוש ריח מפותח מאוד, ולבני-אדם כאחד, יש בגנום כ-1,000 גנים המקודדים לקולטני ריחות חלבוניים באיברי חוש הריח. אבל במשך מיליוני שנות אבולוציה בבני-האדם יצאו מכלל שימוש כמחצית מהגנים הללו. במספר קולטנים חלה הפגימה רק על חלק מבני-האדם, באופן היוצר מעין "בר-קוד" ייחודי של פגימות אצל כל אחד מאיתנו.

 

פרופ' לנצט וחברי קבוצת המחקר שהוא עומד בראשה, ביקשו ממתנדבים שהשתתפו בניסוי שלהם להריח תרכובות בעלות ריכוזים שונים של ניחוח בננה, אקליפטוס, נענע או זיעה, ותיעדו את מידת הרגישות של כל נבדק. לאחר מכן הישוו את התוצאות עם הדפוסים הגנטיים האישיים של אובדן גנים לקולטני ריח. הם מצאו ראיות לכך, שגן אחד (הקרוי OR7H11P) מעורב בקביעת היכולת להריח זיעה. כאשר למשתתפים היו שני עותקים פגומים של הגן הזה, הם חשו בריח הזיעה ברגישות פחותה. לעומתם, מי שנשאו בגנום שלהם עותק תקין אחד לפחות של הגן, חשו את הריח ברגישות רבה יותר. המדענים מדגישים, כי כמו במקרים רבים אחרים, יחד עם הגורמים הגנטיים פועלים גם גורמים סביבתיים שונים, המשפיעים על מידת הרגישות של בני-אדם לריחות שונים.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

כמו מדינות שיש בהן ערים שונות, גם במוח קיימים אזורים שונים, שכל אחד מהם הוא בעל מאפיינים ייחודיים. "עיר הזיכרון", הקרויה היפוקמפוס, הוא איזור הנחשב פעיל בייצור סוגים מרכזיים של זיכרונות חדשים. במשך שנים רבות, מדענים חשבו שההיפוקמפוס פועל כיחידה אחת ואחידה, ושלחץ משפיע על מנגנון ייצור הזיכרונות שלו וגורם ליקויי זיכרון. אבל מחקרים שבוצעו באחרונה מגלים שאין קשר פשוט בין לחץ לזיכרון: למעשה, ההיפוקמפוס אינו יחידה אחת, והוא מחולק לאזורים קטנים יותר בעלי שלטון עצמאי, כמו שעיריית לונדון, למשל, מחולקת לרובעים.

 

פרופ' מנחם סגל ותלמיד המחקר, הרופא ד"ר ניקולה מגיו, מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע, החליטו לבדוק האם ההנחות האלה אמנם נכונות. הם הוציאו את ההיפוקמפוסים ממוחות של מכרסמים, פרסו אותם, ושמו את הפרוסות בנוזל מיוחד כדי לשמור אותם "בחיים". בשלב הזה הם מדדו את הפעילות החשמלית בפרוסות השונות, כדי לבדוק האם אפשר לשנות את הפעילות הזאת באמצעות תהליך דומה לזה שמתבצע בתהליך הלימוד. הם מצאו שהרובעים הנמצאים ב"צפון העיר" - באיזור ההיפוקמפוס בצד הגב - נשלטים על-ידי מנגנונים מסוימים לייצור זיכרונות. לעומת זאת, הרובעים שנמצאים ב"דרום" - בצד הבטן - הם מעין דמויות מראה: במצבים רגילים, מנגנון ייצור-הזיכרונות כנראה נעדר מאזורים אלה, אבל כאשר הם חשופים ללחץ, המנגנון פתאום מופעל.

 

התובנה הראשונה העולה מממצאים אלה היא שבתקופות של לחץ, הגוף משחרר הורמון ייחודי שמסוגל להפעיל שני סוגים של קולטנים שונים: לגלוקוקורטויד (GC) ולמינראלקורטויד (MC). במאמר שפורסם באחרונה בכתב-העת המדעי the Journal of Neuroscience, מחזקים המדענים את התיאוריה שלפיה הפעלת הקולטנים ל-MC מקדמת את מנגנון ייצור-הזיכרונות בתקופות של לחץ, ואילו הפעלת הקולטנים ל-GC מדכא אותו. תובנה זו מובילה להנחה שרוב הקולטנים ל-MC - מקדמי הזיכרון - מתגוררים בעיקר באזורים "דרומיים", בצד הבטן של ההיפוקמפוס, ואילו רוב הקולטנים ל-GC, מדכאי הזיכרון, נמצאים בצפון.

 

"מכיוון שהקולטנים ל-MC פועלים בנוכחות ריכוזים נמוכים יותר של הורמוני הלחץ, והקולטנים ל-GC מושפעים על-ידי ריכוזים גבוהים יותר, נראה שמחקר זה עשוי להצביע על הסיבה לכך שהזיכרון משתפר כאשר אנו נתונים בלחץ מתון, אבל הוא מתקלקל כשאנו לחוצים מאוד", אומר פרופ' סגל.

 

מדוע אזורים סמוכים בהיפוקמפוס מגיבים בדרכים שונות לאותם מצבים? פרופ' סגל: "המשמעות של הממצאים האלה עשויה להיות שאזורי ההיפוקמפוס שונים זה מזה לא רק במבנה האנטומי שלהם, אלא גם בדרכי התיפקוד שלהם. ייתכן שחלוקה כזאת מקנה לנו יתרון, מכיוון שכל איזור גובל ב'עיר' אחרת של המוח, ועשוי להשפיע בכל איזור בדרכים שונות. למשל, ההיפוקמפוס הדרומי קרוב ביותר להיפותלמוס - איזור במוח שמגיב להורמוני לחץ - ולכן ייתכן שפעילות ההיפוקמפוס הבטני מאפשרת להיפותלמוס לתפקד ולסייע לבעל החיים, או לאדם, להתמודד עם מצבי לחץ", אומר ד"ר מגיו.