בתוך מוחנו יש מד מהירות (ספידומטר)

המחקר מספק תובנות חדשות על פעולתו של הזכרון המרחבי. יתרה מכך, הוא יכול לסייע בשיפור ההבנה שלנו של תסמינים הקשורים לתנועה, לדוגמת אלו המזוהים עם מחלת פרקינסון.

חוקרי המכון הגרמני למחלות ניורודגנרטיביות DZNE – German Center for Neurodegenerative Diseases ואוניברסיטת בון, גילו מעגלים עצביים במוח של עכברים אחראים לתנועה ולניווט במרחב. תאי העצב שמעריכים כי יש להם מקבילה באדם, מספקים את האות הראשוני עבור התנועה וכן מספקים למוח מידע הקשור למהירות.

מאמר שפרסמה הקבוצה, בראשותו של פרופ’ סטפן רמי Remy פורסם בגליון הנוכחי של כתב העת Neuron.
המחקר מספק תובנות חדשות על פעולתו של הזכרון המרחבי. יתרה מכך, הוא יכול לסייע בשיפור ההבנה שלנו של תסמינים הקשורים לתנועה, לדוגמת אלו המזוהים עם מחלת פרקינסון.

בסביבה מוכרת, התונעות שלנו מונעות מטרה. לדוגמה אם אנו עוזבים את השולחן המסרדי להפסקת קפה, אנו עוקבים אחר מסלולים שהוגדרו מראש ואשר אוחסנו בזכרון. דרך דלת המשרד, שמאלה למסדרון, לחלוף ליד החלון וכו’. כדי לשמור אותנו במסלול, פיתח המוח שלנו חייב המוח לעבד את הקלט החושי במהירות. “זהו תחום בסיסי בחקר המוח שחייבים לדון בו. לא רק הדרך שלנו למכונת הקפה, אלא בכל זמן שבו אנו נעים במרחב. לדוגמה כאשר אנו ברכב או באופניים” מסביר רמי.

ככל שהמהירות גדלה, עולה גם קצב תעבורת הנתונים. “ככל שאנו נעים מהר יותר יש למוח פחות זמן לחפש רמזים סביבתיים כדי לקשר את המיקום עם המפה המרחבית שיש לנו במוח. התפיסה שלנו חייבת לשמור על קצב עם מהירות התנועה כך שאנו זוכרים את הדרך הנכונה.”, הסביר.

תנודות קצביות

זה זמן היה ידוע כי ההיפוקמפוס, החלק במוח השולט על הזכרון, ובפרט הזכרון המרחבי – מתאים את עצמו למהירות התנועה. “הפעילות החשמלית של ההיפוקמפוס עוברת שינויי קצב. ככל שאנו נעים מהר יותר, כך תאי עצב מסויימים פועלים מהר יותר” אומר רמי.

“השינוי במהירות מגדיל את רגישות המוח שמסוגל לקבל כמויות גדולות יותר של קלט יחסית של החושים, ולעבד אותו תוך כדי תנועה.”

ואולם כיצד המוח באמת יודע באיזו מהירות אנו נעים? עד כה לא היתה תשובה לשאלה זו. כעת קידדו רמי ועמיתיו את המנגנון. לשם כך הם גירו איזורים ספציפיים במוח העכבר ותיארו את פעילות המוח ואת תנועת העכברים.
“זיהינו את המעגלים העצביים בעכברים המקשרים את הזכרון המרחבי שלהם למהירות התנועה. המתווך הזה הוא יסוד חשוב לתפקוד הזכרון המרחבי.” אומר רמי. “אנו מעריכים כי לבני האדם יש תאי עצב דומים, מכיוון שמוחותיהם של עכברים ובני אדם הם בעלי מבנה דומה באיזורים אלו.

קבוצות תאים קטנות

התאים החשודים נמצאים בדופן המדיאלית (medial septum), חלק מהמוח המחובר ישירות להיפוקמפוס. הם מורכבים מקבוצות קטנות יחסית המכילות כמה אלפי תאים.

“התאים הללו אוספים מידע ממערכות החושים והתנועה המוטורית, קובעים את מהירות התנועה ומעבירים אותה להיפוקמפוס. בדרך זו הם מכווננים את מערכת הזכרון המרחבי כדי שתעבד באופן אופטימל את הערור החושי במהלך התנועה.” מסביר רמי. ואולם למעגלים אלה יש גם תפקידים נוספים “גילינו כי הם גם נותנים את האות הראשוני לתנועה והם מבקרים באופן פעיל את תנעות האותות. עד כה, תכונות בקרה זו שויכה בקרה זו כמעט בבלעדיות לקליפת המוח.
.

תאי העצב החדשים הללו קשורים לאיזורים במוח המושפעים אצל חולי פרקינסון. תסמיני מחלה זו הם בין היתר בעיות בתנועה והיא גם עלולה לגרום לדמנציה.” בהקשר זה, הממצאם שלנו מגיעים מעבר לתפקוד הזכרון המרחבי. יש להם את הפוטנציאל לספק לנו תובנה חדשה כיצד מושפעות מערכות הזכרון הפעילה והביצוע של התנועה ממחלת פרקינסון.” אמר רמי.

להודעה של החוקרים