כוח המוח

במסגרת שבוע הרצאות על חקר המוח נחשפו כמה פריצות דרך שעשויות לאפשר לפגועי מוח להשתקם. כך, למשל, יוכל כריסטופר ריב לתפקד בכוח המחשבה

סיגל נעים

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/.html

תארו לעצמכם רשת של מאה מחשבים, המחלקים ביניהם את כל המטלות בבית חרושת. “מחשב המכירות” מטפל בהזמנות ומעביר את הנתונים ל”מחשב הייצור” שמפעיל את המכונות ומודיע ל”מחשב האספקה” על צריכת חומרי הגלם ול”מחשב הזבל” על הצטברות פסולת לפינוי. “מחשב הדואר” מנהל את התכתובת עם הספקים והלקוחות ומעדכן את “מחשב המידע” בפרטיהם. “מחשב הכספים” מנהל את תזרים המזומנים ומדווח ל”מחשב האשראי” על כל תנועה בחשבון. אתם, כאחראים על הרשת, צריכים לדעת מה תפקידו של כל מחשב וכיצד הם יוצרים את הקשרים ביניהם, כדי שתוכלו להתערב ולתקןתקלה

כעת, צמצמו לגודל מזערי את שבבי המחשבים, הכפילו את מספרם במיליארד, קשרו ביניהם בחוטים שאורכם הכולל יגיע לירח ובחזרה – וקיבלתם את המוח האנושי. כל תקלה מזערית ברשת הזאת יכולה לפגום באיכות חייכם, ותקלה משמעותית יכולה לשלול מחייכם כל משמעות.

חוקרי המוח מנסים להתמודד עם המערכת המסובכת הזאת בניסיון להבין כיצד היא פועלת. אט אט הם מאתרים את האזורים במוח האחראים על פעולות: את האזור האחראי על זיהוי האותיות, את זה שמאפשר הקשבה לשיחה בחדר הסמוך, את ה”מחשבים” המורים לאצבע להפוך את הדף בספר, וגם את האזורים שבהם אנחנו חולמים, מתרגשים, מתאהבים. מאחר שהמוח, בניגוד למחשב, בנוי מתאים חיים, בעלי מידה מסוימת של יכולת לשנות תפקוד, ישנן אפשרויות שונות לנסות לתקן תקלות שקורות בו. לפעולת המוח ומערכת העצבים יש יסוד כימי וחשמלי, אבל מתברר שאפשר להשפיע עליה גם בכוח הרצון.

בסוף החודש שעבר צוין בישראל שבוע “ימי המוח” בסדרת הרצאות שאירגנו “העמותה הישראלית למדעי המוח” ו”בשער – קהילה אקדמית למען החברה בישראל”. המומחים השונים סקרו היבטים שונים של פעילות המוח: האופן שבו המוח זוכר, החלמה מפגיעות מוח, כיצד המוח רואה, מצבי לחץ, סמים, מודעות והמוח כמחשב – אלה היו רק מקצת העניינים שנדונו. בעקבות “ימי המוח” התבקשו כמה מומחים להאיר חידושים מעניינים בחקר המוח.

.1 זיהוי הקוד העצבי הקוף של סופרמן

השחקן כריסטופר ריב שגילם את דמותו של “סופרמן”, נפצע בתאונה ונפגע בעמוד השדרה: הפגיעה ניתקה את מערכת העצבים המעבירה הוראות מהמוח לאיברי הגוף, ותחושות מהאיברים אל המוח. התוצאה: שיתוק. ריב חושב על התנועות שהוא רוצה לעשות, אך בגלל הנתק בתקשורת, השרירים אינם מקבל את הפקודות.

פרופ' עידן שגב, מתמטיקאי העומד בראש “המרכז הבין-תחומי לחישוביות עצבית” באוניברסיטה העברית בירושלים, מאמין כי בתוך שנים אחדות אפשר יהיה לעזור לריב. במרכז מנסה צוות של חוקרים מתחומים שונים להבין את צורת פעולתו של המוח, בין היתר במטרה לפתור בעיות שקשורות לתפקודו. לשם כך ממפים במכון את מיקומו של כל חלק על פי תפקודו, בעזרת מכשירים המודדים את זרימת הדם באזורים השונים בעת ביצוע פעולות. ההנחה היא שאספקת דם מוגברת לאזור מסוים מעידה על עלייה בפעילותו. “כך, למשל, אנחנו לומדים על מיקומן של רשתות תאי העצב הממונות על זיכרונות משמחים והיכן אלו שגורמות לנו להסמיק”, אומר פרופ' שגב.

שנית, החוקרים מנסים למצוא את “הקוד העצבי” – הצירוף של האותות החשמליים שמשדרים תאי העצב בעת ביצוע פעולה, כהעברה או קליטה של הוראה או מידע. “כל דבר שאנו חווים מיוצג במוח בצורה חשמלית”, אומר פרופ' שגב. “למשל, כאשר אנחנו מסתכלים על תמונה, ברור שהיא אינה נמצאת בראשנו כפי שהיא מוצגת על מסך, אלא ישנם תאים הנושאים מטען חשמלי מסוים הגורם לנו 'לראות' את התמונה במוח. בשלב השלישי והמסובך ביותר, אנו רוצים ללמוד כיצד פועלות רשתות התקשורת בתוך המוח”.

תא עצב יחיד בגוף האדם אינו שונה מתא עצב יחיד בגופו של חרק, אומר שגב, והוא גם לא משתנה באופן משמעותי במשך השנים. “השינויים, בעקבות תהליכי למידה, חלים בקשרים שבין התאים, המתחזקים ונחלשים בהתאם לכללים מסוימים. היום אנו יודעים לבנות, באופן מלאכותי, תא עצב יחיד שיפעל כמו התא שבמוחנו. אם נדע לבנות רשת של תאים שיתקשרו ביניהם, באופן דינמי, בהתאם לכללים שנלמד אותם, נוכל להחליף חלקים פגועים במוח האנושי”.

וכיצד כל זה יעזור לכריסטופר ריב?

“בחמש השנים האחרונות מפתחים יישומים מרתקים על סמך רישום פעילות חשמלית במוחן של חיות. במעבדה של פרופ' אילון ועדיה בירושלים, גרים קופים שהפעילות החשמלית של מוחם, באזור קטנטן המפעיל את הגפיים, נרשמת, והמתמטיקאים ב'מרכז לחישוביות עצבית' יכולים לזהות את הקוד העצבי ולומר, על סמך הרישום בלבד, מה הפעולה הבאה שיבצע הקוף.

“בארצות הברית פיתח פרופ' מיגואל ניקולליס רובוט שקולט אותות ששולח מוחו של קוף כאשר הוא מתכנן לבצע פעולה, והרובוט מבצע את הפעולה. למשל, אם הקוף מתכנן לקחת כוס מהשולחן, גם הרובוט יידע לעשות זאת ואף מהר יותר. כך, בכל פעם שהקוף רוצה לקחת את הכוס הוא מסתכל עליה, מתכנן את התנועה, אך כשידו מגיעה אליה היא כבר לא שם, כי הרובוט הקדים אותה. הדבר המדהים הוא, שלאחר כמה ניסיונות הקוף לומד שאין טעם להזיז את היד, ודי בכך שהוא יחשוב על הפעולה בכדי שהיא תתבצע, על-ידי הרובוט”.

זאת אומרת שאנשים שמוחם פועל, אך סובלים מנתק עצבי בין המוח לשרירי הגוף, יוכלו לחשוב על פעולות ורובוטים יבצעו אותן במקומם?

“בדיוק כך. יותר מזה, פרופ' ניקולליס רושם את הפעילות במוח של הקוף באוניברסיטת דיוק בצפון קרוליינה ומחזיק רובוט גם באוניברסיטת MIT בבוסטון. באמצעות האינטרנט מקבל הרובוט הנוסף את ההוראות על סמך הרישום ממוח הקוף, ומבצע אותן במרחק מאות קילומטרים מהקוף”.

2 טיפול בפגיעה מוחית.

ניצחון בכוח הרצון

כל פגיעה ברשת העצבים במוח משפיעה, במידה כזאת או אחרת, על כל המערכת: פגיעה בתפקוד הגופני משליכה בהכרח גם על תחושתו של הנפגע, רגשותיו ביחס לעצמו ולעולם, סדרי העדיפויות שלו, אופן התנהגותו והתמודדותו עם מצבים שונים. הנוירופסיכולוג אלון וסרמן מבחין בין שלושה סוגים של נזק מוחי: “יש נזק מוחי מולד; נזק שאירע בעקבות תאונה, גידול סרטני או אירוע חד פעמי אחר; ונזק מתפתח בגלל מחלות כאלצהיימר”.

מאחר שפגיעה במוח גוררת נזק רב מערכתי, הוא אומר, גם הטיפול צריך להיות כולל. “המטופלים, בהתאם למקרה, מקבלים עזרה בכל התחומים שנפגעו, תוך ציפייה והכנה לשינויים שעתידים להתחולל. הטיפול נעשה במגוון דרכים: שיחות, ריפוי בעיסוק, טיפול באמצעות בעלי חיים, תנועה ומוסיקה – הכול בהתאם לאפשרויות המטופל. בטיפול מתגברים על קשיים שנוצרו בעקבות הפגיעה, בעזרת יכולות שנשמרו. למשל, אם נפגעה היכולת לזכור דברים שיתרחשו בעתיד, כמו תוכנית טלוויזיה שתשודר בערב, אך יש יכולת להטמיע דרכי התנהגות קבועות, כמו שימוש ביומן – ניתן להתגבר על בעיית הזיכרון בעזרת הטמעת הרגל חדש”.

פרופ' שגב חושב שהטיפולים משפיעים על מבנה המוח, ומסוגלים לשנותו במידת מה, כפי שעיסוקיהם השונים של אנשים משפיעים על הצורה שבה מתפתחים מוחותיהם. “הסתכלנו על מוחות ולמדנו שקיימים הבדלים בהתאם לאורח החיים של האדם. כך, למשל, אצל צייר יהיו קשרים חזקים וענפים יותר בחלק של המוח שבוחן תמונות, אצל מוסיקאי יופיעו הקשרים האמיצים בחלק האחראי על השמיעה המוסיקלית ואצל טועם יינות באזור הזעיר, הממונה על הרחה וטעימה של יין. כאשר חלק מהמוח נפגע, אין דרך להחזיר את התאים הפגועים לחיים, אך ניתן ללמד רשתות תאים אחרות לתפוס את מקומם וליצור קשרים חדשים במקום אלו שנפגעו”.

כיצד מלמדים את המוח ליצור את הקשרים החדשים?

“אצל חמותי נוצר שטף דם שבעקבותיו נגרם נזק לחלק במוח המורה על הזזת היד השמאלית. היום, לאחר טיפול פיזיותרפי ממושך ומוצלח, היד חזרה לתפקד במידה רבה. במשך הטיפול נעשו פעולות שיטתיות שנועדו ללמד רשתות עצבים חלופיות במוח ליצור את הקשרים הנכונים במקום אלו שנהרסו, שיורו על הזזת היד. מקרה מופלא יותר אירע לבן של ידידים שלי, בחור בן 18 שבא לחופשה מהצבא וכאשר התעורר בבוקר גילה שאינו יכול להזיז כמעט אף איבר בגופו, בעקבות שטף דם גדול שאירע בשנתו. בגלל גילו הצעיר, המוטיווציה הגדולה שלו, וכמו דברים רבים בחיינו גם אלמנט לא מבוטל של מזל, בעזרת טיפול אינטנסיווי הוא הצליח ללמד חלקים במוח, ששימשו למשימות אחרות, ליצור את הקשרים המתאימים שיאפשרו לו לזוז מחדש. היום הוא יכול לשחק טניס”.

זאת אומרת שטיפולי הפיזיותרפיה שאנו מכירים, יוצרים במוח קשרים חדשים בין תאי העצב?

“בוודאי. גם הטיפולים הפסיכולוגיים, השיחות עם חברים או מחשבות שלנו, מובילים לשינויים פיזיים במוח”.

הנוירופסיכולוג וסרמן מספר על התמודדות יוצאת דופן עם פגיעה מוחית קשה. “לפני מספר שנים טיפלתי בחולה שהיתה ספורטאית מצטיינת במשך שנים רבות. עם תום הקריירה הספורטיווית היא עברה לאקדמיה ועשתה חיל. לקראת גיל 40 גילו אצלה גידול ענק בראש, שגרם בתוך זמן קצר נזק משמעותי למוח. מאשה מצליחה ופעילה היא הפכה בעיני הסביבה לשבר כלי. היא סובלת מיכולת ירודה לפתור בעיות פשוטות, מקושי בהבעה ומהתמצאות לקויה במרחב.

“הרוב המכריע של האנשים במצב כזה יסבלו מדיכאון חמור, אך לא היא. על אף שבמובנים רבים היא מתפקדת כילדה מפגרת, ונראה שיש לה מודעות חלקית בלבד לחומרת מצבה – היא מהווה מקור השראה חיובי למטופלים רבים סביבה. הספורטאית ששאפה כל חייה לנצח, החליטה שהיא תנצח גם את המחלה בכוח הרצון העז שלה. היא לא מקפידה לבצע את הטיפולים הרפואיים, אך אינה מחמיצה אף טיפול פסיכולוגי. היא משתמשת כל הזמן במלה 'ניצחון', על כל הטיותיה הלשוניות, וכנגד כל הסיכויים מסרבת לשקוע בדיכאון”.

האם ייתכן שמוחה שונה ממוחם של המטופלים האחרים, בזכות חוזקם של הקשרים האחראים על הרצון לנצח?

פרופ' שגב מסביר, שחקר המוח עוד לא התקדם במידה שתאפשר מתן תשובה חד משמעית על שאלה זו, מכיוון שעוד לא אותר “אזור ניצחון”, בדומה לאזור הראייה או השמיעה. “אך באופן תיאורטי”, הוא אומר, “נראה שאצל הספורטאית יש קשרים בין תאי העצב שהתחזקו בכל פעם שפעלה להשגת ניצחון, והם משמשים אותה היום להתמודדות עם המחלה”.

. 3 קוצב נגד פרקינסון:

להתגבר על הרעידות

אחת המחלות הידועות והנפוצות אצל זקנים, הנובעת מליקוי בתפקוד המוח, היא פרקינסון. הקשרים בין תאי העצב מתקיימים באמצעות אותות כימיים המועברים ביניהם ונקראים נוירוטרנסמיטורים. קבוצה קטנה של תאים במוח אחראית על שחרור נוירוטרנסמיטור שנקרא דופאמין, ועד לאחרונה נהגו לקשרו עם הנאה. עכשיו מעדיפים החוקרים לנסח אחרת את תפקודו: התברר שבמוחם של אנשים שחווים את המציאות הסובבת אותם כאילו היא טובה יותר ממה שהיא נמצא חסר בדופאמין, ואילו במוחם של אנשים שחווים את המציאות כאילו היא גרועה ממה שהיא באמת נמצא עודף בדופאמין.

כאשר קבוצת התאים האחראית על שחרור הדופאמין מתנוונת מסיבה כלשהי, ושחרור הדופאמין נחלש או נפסק, התברר שיש לכך השפעה לא רק על תפישת המציאות של החולה. החסר בדופאמין מעורר פעילות חשמלית חריגה בקבוצת תאים אחרת, שאחראית בין היתר על התנועה, והדבר גורם לחולה לרעוד – תחילה בידיו ולאחר מכן באיברים אחרים. בשלבים המתקדמים של המחלה יש כבר קושי לבצע תנועות רצוניות והחולה נזקק לעזרה אפילו כדי לקום מהכיסא.

במשך עשרות שנים רשמו הרופאים לחולי פרקינסון תרופות המעודדות היווצרות של דופאמין בגוף, אולם מאחר שאי אפשר לשלוט במועדים שבהם משתחרר החומר ולתחום את פעילותו לאזורים הרצויים בלבד, סובלים החולים מתופעות לוואי לא רצויות המכבידות על תנועותיהם. מלבד זאת, לאחר כעשר שנים של שימוש פוחתת השפעתה של התרופה אצל רוב החולים, גם אם הם נוטלים אותה במינונים הולכים וגדלים, והאפשרות הבאה לעזור להם היא בהתערבות כירורגית, הנהוגה זה כ-15 שנה.

בניתוח מסירים, או מנטרלים, את קבוצת התאים הקטנה המייצרת את הפעילות החשמלית החריגה שגורמת לרעידות ולסימפטומים האחרים של פרקינסון. אולם היעדר התאים, שהוסרו או נוטרלו, גורם לעתים לקשיים אחרים בתנועה.

פרופ' חגי ברגמן מ”המרכז לחישוביות עצבית” מספר, שחוקרים רבים ניסו למצוא דרך להימנע מהסרת התאים בניתוח. “לפני כחמש שנים הצליחו לפתח מעין קוצב מוח המנטרל את הזרמים החשמליים באזור, במקום להסיר או לנטרל את התא עצמו. יחד עם הקוצב מקבל הרופא-המטפל מעין שלט, המאפשר לו, אחת לשנה בערך, לווסת את עוצמת הגירוי החשמלי בהתאם לתחושותיו של החולה ולסימנים