חיי החברה של תאי העצב

כיצד מיוצג במוח מידע חברתי – ומה הם השינויים המתחוללים בייצוג זה באוטיזם?

כשתינוק בא לעולם הוא אינו מבחין בינו ובין סביבתו, ולפיכך מרוכז בעצמו ובצרכיו; “הוד מעלתו התינוק”, קרא זיגמונד פרויד להלך רוח זה. בהדרגה ילמד התינוק כי הוא ישות נבדלת – צעד הכרחי בדרך לתקשורת חברתית המכירה בזולת על צרכיו, כוונותיו ורגשותיו. הכתובת העצבית המרכזית להתפתחות כישורים חברתיים אלה היא קליפת המוח הקדם-מצחית – האיזור שמתפתח אחרון במוחנו ומבשיל לחלוטין רק בבגרות. בלקויות הרצף האוטיסטי, המאופיינות בקשיים בתקשורת חברתית, הודגמו שינויים אנטומיים בקליפת המוח הקדם-מצחית, אך מעט מאוד ידוע על האופן שבו מידע חברתי מקודד בפועל באיזור מוחי זה. במחקר חדש של מדעני מכון ויצמן למדע, שהתפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי Nature Neuroscience, הודגמו הבדלים בולטים בין קידוד מידע חברתי למידע לא-חברתי בקליפת המוח הקדם-מצחית של עכברים. עוד גילו החוקרים כי במודל של אוטיזם בעכברים, לא נרשם הבדל ברור בקידוד שני סוגי המידע, ודפוס הפעילות של תאי העצב היה רועש בהרבה בהשוואה לעכברים רגילים. ממצאים אלה עשויים לסלול את הדרך לכיווני טיפול חדשים בלקויות הרצף האוטיסטי.

עכברים, בדומה לבני-אדם, הם יצורים חברתיים מאוד, החיים בקבוצות בעלות מבנה חברתי מוגדר. תקשורת חברתית בין עכברים היא התנהגות מורכבת ומרובת משתנים, ולכן קשה למדידה. כדי לבדוק כיצד המוח מעבד מידע חברתי, תכננו חוקרים ממעבדותיהם של פרופ’ עפר יזהר ופרופ’ אלעד שניידמן במחלקה לנוירוביולוגיה מערך ניסויי המאפשר לפשט באופן ניכר מצבים חברתיים מורכבים. “חוש הריח משחק תפקיד מרכזי בתקשורת חברתית בין עכברים”, מסבירה ד”ר דנה רובי לוי, שהובילה את המחקר יחד עם תלמיד המחקר טל טמיר. “לפיכך בנינו מערכת ניסויית שמאפשרת להזרים ריחות שונים לעכברים תוך כדי שאנחנו מודדים את תגובתם לריחות אלה באמצעות אלקטרודות בקליפת המוח הקדם-מצחית”. לחלק מהריחות בניסוי הייתה משמעות חברתית – ריחות טבעיים המופרשים על-ידי עכברים ממין זכר או נקבה. בנוסף, הפיצו החוקרים ניחוחות של חמאת בוטנים – מעורר תיאבון ידוע בעכברים, ניחוחות בננה – שעכברים די אדישים אליהם, וכן ניחוח המזכיר דשא קצוץ – שעכברים מוצאים אותו דוחה במידת מה.

החוקרים גילו כי התגובה לריחות החברתיים בקליפת המוח הקדם-מצחית של העכברים הייתה חזקה בהרבה בהשוואה לריחות הלא-חברתיים. למעשה, כרבע מתאי העצב באיזור זה הגיבו באופן בלעדי לריחות חברתיים – פי שניים יותר מאשר תאי עצב שהגיבו בלעדית לריחות לא-חברתיים. “בניסויים קודמים שנערכו באזורי מוח אחרים, לא נצפתה תגובה מועדפת לריחות חברתיים – כלומר, נראה כי זוהי תגובה ייחודית לקליפת המוח הקדם-מצחית”, אומר פרופ’ יזהר.

אבל לא רק עכברים – ובני-אדם – הם יצורים חברתיים, גם תאי העצב: הנוירונים במוחנו מתַקשרים ביניהם בשפה שבה ה”מלים” מקודדות בתבניות של פעילות חשמלית משותפת. כדי לבדוק כיצד הגיבו תאי העצב כקבוצה ולא רק כבודדים, נעזרו החוקרים בכלים חישוביים ייחודיים שפותחו בקבוצת המחקר של פרופ’ שניידמן ומאפשרים לבדוק כיצד אוכלוסיות גדולות של תאי עצב מקודדות מידע. החוקרים, בהובלת תלמיד המחקר טל טמיר, בחנו בעזרת כלים אלה את הפעילות המשותפת של תאי העצב וזיהו דפוסים המגלים העדפה ברורה של גירויים חברתיים על-פני גירויים לא-חברתיים. “למעשה, ראינו שקטגוריית הריח – חברתי/לא-חברתי – משמעותית הרבה יותר מאשר אופי הריח הספציפי – בין אם מדובר בחמאת בוטנים מזמינה או בבננה משמימה”, אומר טמיר. יותר מכך, החוקרים ראו כי כאשר העכברים פגשו בריחות בפעם השנייה, ההבחנה בין הקטגוריות רק הלכה והתחדדה, לאור ניסיון העבר, בעוד ההפרדה בתוך כל קטגוריה הלכה והצטמצמה. כלומר, העכברים למדו במהירות לסווג את הריחות החברתיים בנפרד מהריחות הלא-חברתיים – ועשו זאת טוב יותר כבר אחרי התנסות אחת.

כדי להבין האם עיבוד מידע חברתי נעשה באופן שונה במוח האוטיסטי, החוקרים חזרו על הניסוי בעכברים אשר הונדסו גנטית כך שישחזרו מוטציה אשר נקשרה לתסמונות הרצף האוטיסטי בבני-אדם. הם מצאו כי העכברים המהונדסים הגיבו פחות לגירויים חברתיים והבחינו פחות בין גירויים חברתיים לגירויים לא-חברתיים; תגובה זו לא השתפרה גם כאשר העכברים פגשו בריחות בפעם השנייה ותגובת קליפת המוח הקדם-מצחית לשתי הקטגוריות נותרה דומה. למעשה, החוקרים ראו כי הפעילות המוחית בעכברים אלה הייתה בבסיסה “רועשת” בהרבה מאשר בעכברים הרגילים – כלומר גם כאשר לא הוצגו להם גירויים כלל, נרשמה בתאי העצב של המודל האוטיסטי שונות גבוהה של פעילות עצבית ספונטנית. במלים אחרות, “התקשורת החברתית” בין תאי העצב הייתה לקויה.

“נראה כי הרעש ממלא תפקיד מפתח בכישלון בייצוג מידע חברתי במודל של אוטיזם בעכברים. כישלון זה מעיד כנראה על יכולת פגומה להגיב לגירויים במהלך אינטראקציות חברתיות”, מוסיפה ד”ר לוי. במחקרים עתידיים יוכלו החוקרים לבדוק אילו מניפולציות עשויות להפחית את הרעש במערכת. אם הפחתת הרעש תוביל גם לשינוי התנהגות – הממצאים יסמנו כיוונים חדשים לטיפול בלקויות הרצף האוטיסטי.

1,000 עד 10,000 – מספר הקשרים ה״חברתיים״ של תא עצב ממוצע בקליפת המוח. באוטיזם מספר הקשרים הסינפטיים והחוזק שלהם משתנים כך שתאי העצב פחות ״מסונכרנים״.

למאמר המדעי