סיקור מקיף

מישהו לשחות איתו

כיצד דגי זברה יודעים לשחות בקבוצות?

להקת דגי זברה באקווריום. <a href="https://depositphotos.com. ">המחשה: depositphotos.com</a>
להקת דגי זברה באקווריום. המחשה: depositphotos.com

כשאנחנו מארגנים מסיבה, מזמינים משפחה לארוחה או יוצאים לטיול מאורגן, מניע אותנו המרכיב הבסיסי ביותר של התנהגות חברתית: הרצון להתרועע עם בני אנוש אחרים. אמנם הדחף לבלות עם בני מיננו נשלט במידה זו או אחרת על-ידי הגנים שלנו, אך בבני-אדם קשה לדעת היכן נגמרת תרומתם של הגנים ואיפה מתחילה ההשפעה הסביבתית. מדעני מכון ויצמן למדע, בשיתוף פעולה עם חוקרים מפורטוגל, יצאו לבחון שאלות אלה בחיית מודל, שבדומה לבני-אדם מאופיינת אף היא בהתנהגות חברתית – דגי זברה. במחקר חדש שהתפרסם באחרונה חשפו החוקרים מנגנון המחווט את המוח המתפתח של דגיגי זברה באופן המאפשר להם לשחות בקבוצות בבגרותם.

דגי זברה הם חיית מודל מצוינת לחקר הבסיס הגנטי של התנהגות חברתית, שכן הם אינם זוכים כלל לטיפוח מצד הוריהם. "ישנם מינים של דגים המשקיעים בצאצאיהם, אך לא דגי זברה", אומר פרופ' גיל לבקוביץ מהמחלקות לביולוגיה מולקולרית של התא ולנוירוביולוגיה מולקולרית, אשר עמד בראש צוות המחקר יחד עם פרופ' רואי אוליביירה ממכון גולבנקיאן למדע בפורטוגל. "הנקבה של דג הזברה מטילה כמה מאות ביצים המופרות בזרעו של הזכר לאחר ההטלה. מלבד קופסת אוכל – שק חלמון המחובר לביצה – המסר שלה לילדיה הוא 'תסתדרו כבר לבד'".

מוח דג זברה תחת מיקרוסקופ. סימון פלואורסצנטי מראה תאי עצב אשר מייצרים אוקסיטוצין (ירוק) ודופמין (אדום-סגול) ואשר מעורבים ברשת עצבית המכונה "רשת חברתית"
מוח דג זברה תחת מיקרוסקופ. סימון פלואורסצנטי מראה תאי עצב אשר מייצרים אוקסיטוצין (ירוק) ודופמין (אדום-סגול) ואשר מעורבים ברשת עצבית המכונה "רשת חברתית"

כשהדגים הצעירים מסיימים את שלב הפגית (larva), בגיל כארבעה שבועות, ומגיעים לאורך של סנטימטר, הם מתחילים לחבור לדגים אחרים. אמנם הם לא שוחים בלהקות מסודרות להפליא כמו הדגים הירחניים בסרט האנימציה של דיסני ופיקסאר, "מוצאים את נמו", אך הם מגלים נטייה מובהקת לשחייה בקבוצות. בדומה לבני-אדם, גם להם יש סיבות טובות לחפש חברה – השחייה בקבוצה מעניקה להם יתרונות בחיפוש אחר מזון, בהתגברות על זרמים במים, בהימנעות מטורפים ובמציאת פרטנרים להזדווגות. אבל כדי להתנהל בקבוצה, על דגי הזברה להיות מסוגלים לפענח גירויים חזותיים וחברתיים: למשל, לדעת להבחין בין "חברים" ל"אויבים" – כלומר לזהות את בני מינם ולוודא שלא מדובר במין אחר, או חלילה, בטורפים.  

כדי לברר כיצד נוצר החיווט העצבי המאפשר התנהגות חברתית, יצרו החוקרת הבתר-דוקטוריאלית ד"ר אנה ריטה נונס ותלמיד המחקר מיכאל (מייקי) גליקסברג מערכת המיועדת לבחון את השפעתו של ההורמון אוקסיטוצין, הידוע כמגביר אינטראקציות חברתיות, על המוח המתפתח של דגיגי זברה. הם יצרו דגיגונים מהונדסים שבתאי העצב שלהם המייצרים אוקסיטוצין יש גן חיידקי המקודד רגישות קטלנית לאנטיביוטיקה. באמצעות הוספת אנטיביוטיקה למים, הם יכלו להרוג את תאי העצב האלה בשלבים שונים של התפתחות הדגיגים ולעקוב אחר התנהגותם כבוגרים.

החוקרים גילו כי ללא אוקסיטוצין בשלבי ההתפתחות המוקדמים – ליתר דיוק, בשבועיים הראשונים לחייהם – הדגיגונים התפתחו לדגים בוגרים בעלי מיומנויות חברתיות מופחתות, כלומר כאלה שאינם שוחים בלהקה. אף שתאי העצב המייצרים אוקסיטוצין צמחו מחדש בשלב מאוחר יותר של ההתפתחות, זה כבר היה מאוחר מדי. במלים אחרות, כדי שדגים בוגרים יוכלו לשחות בקבוצות, אוקסיטוצין חייב לחווט את המוח באופן מסוים בחלון זמן קריטי להתפתחותו.

בהמשך חשפו המדענים את המנגנונים שבאמצעותם מחווט האוקסיטוצין את המוח המתפתח. הם מצאו כי תאי העצב המייצרים אוקסיטוצין היו חיוניים להיווצרות סוג אחר של תאי עצב – יצרני המוליך העצבי דופמין. כתוצאה מכך, במוחות דגי זברה שלא נחשפו לאוקסיטוצין בשבועיים הראשונים של החיים שני אזורים שונים במוח התאפיינו בכמות נמוכה הן של יצרני דופמין והן של חיבורים לתאי עצב אלה.

אחד מאזורים אלה אחראי על עיבוד גירויים חזותיים החיוניים ככל הנראה לזיהוי שותפים לשחייה. במוחות יונקים, כולל בני-אדם, אזור מקביל אחראי על עיבוד מידע ויזואלי במצבים חברתיים. כך למשל אזור זה שולט בתנועות העיניים הסורקות את הפנים של מי שנמצא מולנו כדי לפענח הבעה. באנשים עם אוטיזם דפוס הסריקה הזה לעתים קרובת אינו קיים – עדות לכך שהמוח שלהם מגיב באופן שונה מהרגיל למידע חזותי בעל משמעות חברתית. האזור השני שבו היה חסר דופמין מקביל למרכז תגמול עצבי חשוב בבני-אדם, המעורב בהתניה חיובית בהקשרים חברתיים.

יותר מכך, המחסור באוקסיטוצין בשלב ההתפתחותי המוקדם שיבש גם את "הרשת העצבית לקבלת החלטות חברתיות" – קבוצת אזורי מוח הפועלים בצוותא לעיבוד מידע חברתי. בדגים שבהם המוח התפתח ללא אוקסיטוצין, דפוסי תזמון הפעילות העצבית בין אזורים אלה היו שונים לחלוטין מהדפוסים בדגים רגילים.

"המחקר שלנו מראה כי אוקסיטוצין הוא הרבה יותר מאשר 'הורמון האהבה', השם שדבק בו – הוא משחק תפקיד בבניית מערכות עצביות שבהן הוא עושה שימוש מאוחר יותר, כולל אלה המשתתפות בעיבוד מידע חושי, בתהליכים קוגנטיביים, בלמידה ובתגמול", אומר גליקסברג. "אוקסיטוצין מארגן את המוח בדרך שהינה חיונית להתנהלות במצבים חברתיים", מסכמת נונס.

המנגנונים אשר התגלו במחקר מהווים בסיס לכיווני מחקר חדשים של השפעת תוכניות גנטיות על התנהגות חברתית בבני-אדם, ובמיוחד, השינויים שמחולל אוקסיטוצין במוח העובר. הבנת מנגנונים אלה עשויה לקדם את חקר הסיבות המולקולריות לתסמונות התפתחותיות-עצביות שונות, ובהן תסמונות הרצף האוטיסטי.

במחקר השתתפו ד"ר סוזנה וורלה וד"ר מגדה טלס ממכון גולבקיאן למדע; ד"ר עינת וירצר וד"ר ז'אנה בלכמן מהמחלקות לביולוגיה מולקולרית של התא ולנוירוביולוגיה מולקולרית של מכון ויצמן למדע; וד"ר ג'ובני פטרי מהמכון לשיתופי פעולה מדעיים – ISI Foundation & ISI Global Science Foundation – בטורינו שבאיטליה.

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook
לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן