במחקר, שהתפרסם בכתב-העת המדעי Science, העלו מדעני מכון ויצמן למדע ממצא חדש: חותם ייחודי, המתבטא ברקמת מוח אשר נמצאת בתפר שבין המוח לבין מערכת הדם, וקושר בין הירידה בתיפקוד קוגניטיבי, שגוברת עם הגיל, לבין פעילות המערכת החיסונית. המדענים סבורים, כי תגלית זו עשויה להוביל בעתיד לטיפול בדמנציה (שיטיון) באנשים מבוגרים, או למיתון הירידה ביכולות הקוגניטיביות המאפיינת את המוח הזקן.
עד לפני עשור סברו מדענים רבים, כי מסיבות אבולוציוניות ובאמצעות "מחסום הדם-מוח" נמנע קשר ומגע בין המוח לבין המערכת החיסונית (החיונית לשם ריפוי ותחזוקה של שאר מערכות הגוף). לכן סברו החוקרים במשך שנים, כי ההימנעות מהקשר נועדה למנוע מהמערכת החיסונית לתקוף ולהרוס את רקמת המוח.
בסדרת מחקרים, שנמשכה יותר מעשור, הראתה קבוצת המחקר של פרופ' מיכל שוורץ, מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון, כי למערכת החיסונית תפקיד חשוב בריפוי המוח לאחר חבלה, וכי היא משתתפת בתחזוקת המוח בכל הקשור לשמירה על יכולות קוגניטיבית וביכולת לייצר תאי גזע חדשים במוח הבוגר. קבוצת המחקר הראתה, כי פעילות זו אינה מתבצעת באמצעות מגע ישיר בין תאי המערכת החיסונית לבין הרקמה העצבית של המוח, אלא מתווכת ביניהם רקמת ממשק ייחודית, הממוקמת במוח, בתפר שבין רקמת המוח לבין המערכת החיסונית.
פרופ' שוורץ אומרת, כי רקמת ממשק זו, שבין המוח למערכת החיסונית, מצויה בארבעת חדרי המוח, ומהווה חלק ממחסום הדם והנוזל המוחי-שדרתי (CSF), ולא חלק ממחסום הדם-מוח. ממשק זה נקרא "אפיתל מקלעת הדמים". מסבירה פרופ' שוורץ: " גילינו שבמיקום זה נמצאים באופן נורמלי תאי המערכת החיסונית, שמפקחים 'בשלט-רחוק' על פעילות תחזוקת המוח. אם קיימת בעיה בפעילות המוחית, מועברים אותות ביוכימיים של 'קריאה לעזרה' אל ממשק זה. כתוצאה מכך, תאי המערכת החיסונית משחררים חומרים המסייעים לתהליכי הוויסות והריפוי של המוח. תאים חיסוניים אלה מאפשרים למוח לשמר את יכולותיו הקוגניטיביות, ומעודדים יצירת תאי גזע חדשים במוח. במקרים בהם נדרש ריפוי ולא רק תחזוקה, מפעילים תאי המערכת החיסונית רקמת ממשק זו, כך שהיא מאפשרת כניסת תאים לרקמת המוח בצורה מבוקרת". מחקרים אלה הובילו להשערה, כי רמת היכולות הקוגניטיביות אינה קשורה בהכרח רק בגיל הכרונולוגי של האדם, אלא במה שמכנה פרופ' שוורץ "הגיל החיסוני", המתבטא בחוזק המערכת החיסונית.
במחקר משותף של פרופ' שוורץ וד"ר עידו עמית מהמחלקה לאימונולוגיה, יחד עם תלמידי המחקר קותי ברוך ואלכסנדרה דצ'קווסקה, ביקשו המדענים לבחון את ההשערה בדבר תפקידו של "הגיל החיסוני". מעֵבֶר לכך, הם שאפו לבדוק מהו החותם המאפיין את הזדקנות רקמת התפר השוכנת במוח, ומתווכת בין הרקמה המוחית לבין המערכת החיסונית. לשם כך הם השתמשו בשיטות מיפוי מתקדמות, כדי למפות שינויים בביטוי הגנום ב-11 איברים בגוף של עכברים צעירים וזקנים, ומצאו כי ברקמת תפר זו, שבין המערכת החיסונית לבין המוח, קיים מעין "חותם זיקנה" – שאינו קיים באיברים אחרים בגוף. חותם זה הוא נוכחות של אינטרפרון בטא, חלבון שהגוף מייצר, בדרך כלל, כדי להילחם בנגיפים הפולשים לגוף ולדכא תגובות דלקתיות. בעוד שהשפעתו חיובית על דלקות כשהוא ניתן בפרקי זמן קצרים, בעבודת מחקר זו מצאו המדענים, שכאשר הוא מיוצר באופן כרוני במוח מזדקן, הוא גורם דיכוי כרוני של הפעילות החיסונית בגבולות המוח, וכתוצאה מכך נפגעת יכולת התחזוקה והריפוי של המוח, דווקא במצבים בהם גוברת נחיצות הסיוע של המערכת החיסונית.
החוקרים הראו, שהביטוי הכרוני של איטרפרון בטא באיזור זה של המוח גורם ירידה קוגניטיבית בעכברים זקנים. מנגד, הזרקת נוגדן אשר מעכב את האינטרפרון בטא לתוך נוזל המוח של עכברים זקנים גרמה עלייה, הן ביכולותיהם הקוגניטיביות של העכברים, והן ביכולתם לייצר תאי גזע חדשים במוח. בניתוח של מוחות בני-אדם לאחר המוות התגלה, שהחותם המיוחד שזוהה בעכברים זקנים מאפיין גם בני-אדם זקנים. לממצאים אלה השלכות על חולים הנזקקים לטיפול ממושך עם אינטרפרון בטא, כמו למשל חולים הסובלים מטרשת נפוצה. יתרה מזאת, ייתכן שכיוון מחקר זה יתרום, בעתיד, לתפיסות חדשניות בטיפול בשיטיון, ולשמירת כישוריו הקוגניטיביים של המוח גם לעת זיקנה.
פרופ' מיכל שוורץ: "כשהילדים שלי היו קטנים ושאלו אותם מה אמא שלהם עושה, הם אמרו שהיא 'או עם ספר או עם מטאטא'".
סוף הזיכרון
מדעני מכון ויצמן הצליחו למחוק זיכרונות ארוכי-טווח בחולדות. "זוהי תקיעת מקל בגלגליו של מנוע מולקולרי זעיר המתחזק את הזיכרון"
מה מתרחש במוחנו כאשר אנו לומדים וזוכרים? האם המידע הנלמד נצרב כשינוי פיסי ברשתות עצביות, כמעין כתב חרוט על לוח שעווה? פרופ' ידין דודאי, ראש המחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע, ושותפיו למחקר, גילו באחרונה שתהליכי איחסונו של זיכרון ארוך טווח בקליפת המוח הם דינמיים הרבה יותר, ומחייבים פעולה תמידית של מעין 'מנוע מולקולרי', המשמר את השינוי שחוללה הלמידה ברשת העצבית. נראה שאם מפסיקים את פעולתו של המנוע הזעיר הזה, שעותקים ממנו מצויים בכל תא עצב, חדל הזיכרון מלהתקיים. הממצאים, שפורסמו באחרונה בכתב-העת המדעי Science, מערערים את התפיסה המקובלת באשר ליציבותם של זיכרונות ארוכי-טווח ולדרך שבה הם נשמרים במוח, ועשויים לסלול דרך לטיפול עתידי חדשני בהפרעות זיכרון.פרופ' דודאי ותלמידת המחקר רעות שמע, יחד עם פרופ' טוד סקטור מהמרכז הרפואי של אוניברסיטת מדינת ניו-יורק (SUNY), אילפו חולדות להירתע מטעמים מסוימים. לאחר מכן, הזריקו חומר שחוסם חלבון מסוים לתוך האיזור בקליפת המוח שמשמר את זיכרונות הטעם. החלבון שבו מדובר הינו סוג של אנזים, כלומר מולקולה שפעולתה גורמת לשינויים מבניים ותיפקודיים בחלבונים אחרים, המשמשים לה כחלבוני מטרה. כאשר פעולת האנזים משותקת, חלבוני המטרה צפויים לחזור למצבם מלפני השינוי. פרופ' דודאי ושותפיו למחקר יצאו מנקודת הנחה שהאנזים המדובר מהווה כעין 'מנוע' הפועל ללא הרף כדי לחדש את השינויים שיצרה הלמידה בחלבונים שבתאי העצב שבקליפת המוח. לכן, אם יחסמו את פעולתו של המנוע (האנזים), יימחקו השינויים בחלבונים הללו ועמם יימחק הזיכרון. וכך אומנם קרה: לאחר הזרקה חד-פעמית של המעכב לתוך קליפת המוח, החולדות שכחו במהירות את מה שלמדו על הטעם. הטכניקה פעלה על זכרונות של טעמים שונים זמן רב אחרי שהזיכרונות הללו נוצרו. יתר-על-כן, כל הסימנים העידו שהזיכרונות נמחקו כנראה ללא שוב.
"השיטה שבה פעלנו דומה לתקיעת יתד בגלגליו של 'מנוע מולקולרי' שצריך לפעול ללא הרף כדי לשמר את הזיכרון," אומר פרופ' דודאי. "כאשר 'המנוע' הזה מפסיק לפעול, נראה שהזיכרונות חדלים מלהתקיים". במלים אחרות, הזיכרון אינו תוצאה של שינוי חד-פעמי ברשתות העצביות, אלא תהליך דינמי שהמוח צריך לתדלק ולתחזק אותו ללא הרף.
ממצאים אלה מעלים בין השאר את האפשרות שבעתיד אפשר יהיה לפתח גישות תרופתיות חדשות להגברת הזיכרון וייצובו.
משרד דובר מכון ויצמן למדע: 08-934-3856