מותר האדם: מדעני מכון ויצמן מצאו מה מיוחד במוח האדם

מדעני מכון ויצמן למדע הראו באחרונה כי הקידוד העצבי במוחותיהם של פרימטים הלך והתייעל – אך בו-בזמן נהפך לחסין פחות לשגיאות. החוקרים משערים כי ממצאים אלה עשויים להסביר נטייה לפסיכופתולוגיות מסוגים שונים בבני אדם – מהפרעות קשב, חרדה ודיכאון ועד אוטיזם. ממצאים אלה התפרסמו בכתב-העת המדעי Cell

העין ועצבי הראיה בקליפת המוח. איור: shutterstock
העין ועצבי הראיה בקליפת המוח. איור: shutterstock

מאז המצאתן במאה ה-18, פועלות מכונות הכביסה לפי אותו עיקרון בסיסי: תוף המסתובב במהירות ומאפשר שטיפה וסחיטה של בגדים. לאורך השנים נוספו למכונות אלה פונקציות שונות – מתוכניות כביסה לבגדים עדינים ועד חיבור לאינטרנט – אך אורך חייהן רק התקצר, כמות התקלות גדלה והתחזוקה התייקרה. האם בדומה לאבולוציה התעשייתית של מכונות הכביסה ושל מוצרים רבים אחרים, גם האבולוציה הביולוגית יצרה מוח אנושי מורכב ומשוכלל, אך חשוף יותר לפגמים ולקלקולים? מדעני מכון ויצמן למדע הראו באחרונה כי הקידוד העצבי במוחותיהם של פרימטים הלך והתייעל – אך בו-בזמן נהפך לחסין פחות לשגיאות. החוקרים משערים כי ממצאים אלה עשויים להסביר נטייה לפסיכופתולוגיות מסוגים שונים בבני אדם – מהפרעות קשב, חרדה ודיכאון ועד אוטיזם. ממצאים אלה התפרסמו בכתב-העת המדעי Cell.

ידוע כי קליפת המוח הקדם-מצחית של בני אדם גדולה יותר ומכילה יותר תאי עצב מאשר קליפת המוח של פרימטים אחרים. בקבוצת המחקר של פרופ' רוני פז מהמחלקה לנוירוביולוגיה שיערו כי מלבד הבדלים אנטומיים אלה, קיימים גם הבדלים בקידוד העצבי. "אנחנו יודעים שיש הבדלים ב'חומרה', כלומר הבדלים אנטומיים במוח בין מינים שונים, אבל עד כה לא ידענו להגיד אם יש גם הבדלים ב'תוכנה' – באופן שבו תאי העצב מתקשרים ומקודדים מידע", אומר פרופ' פז.

החוקרים גילו כי הקידוד העצבי בקליפת המוח יעיל יותר מאשר באמיגדלה בבני אדם (שורה עליונה) ובקופים (שורה תחתונה). הקידוד העצבי בשני אזורי מוח אלה יעיל יותר בבני אדם, אך חסין פחות בפני שגיאות
החוקרים גילו כי הקידוד העצבי בקליפת המוח יעיל יותר מאשר באמיגדלה בבני אדם (שורה עליונה) ובקופים (שורה תחתונה). הקידוד העצבי בשני אזורי מוח אלה יעיל יותר בבני אדם, אך חסין פחות בפני שגיאות

 

כדי לבדוק את ההשערה, פיתח רביב פרילוק, תלמיד מחקר בקבוצתו של פרופ' פז, מבחן למדידת יעילות הקוד העצבי, הבודק כמה מידע יכול להעביר תא עצב בודד. "תקשורת יעילה היא כזו המשתמשת בכמה שפחות אנרגיה להעברת מסר מורכב ככל האפשר; להעביר הודעה מורכבת בכמה שפחות מלים", מסביר פרילוק. "בהתאם לכך, המדד שפיתחנו בודק את יעילות הקידוד והשידור של אותות חשמליים בתא עצב". בהמשך, הקליטו החוקרים את הפעילות המוחית בבני אדם ובקופי מקוק בשני אזורים – בקליפת המוח הקדם-מצחית אשר אחראית על תפקודים גבוהים המאפשרים קבלת החלטות וחשיבה רציונלית, ובאמיגדלה – אזור מוקדם יותר אבולוציונית שאחראי לתגובות הישרדותיות ורגשיות. מדידת הפעילות המוחית בבני אדם התאפשרה בזכות שיתוף פעולה עם פרופ' יצחק פריד, מנתח מוח במרכז הרפואי תל-אביב על-שם סוראסקי (איכילוב) ובמרכז הרפואי של אוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס על-שם רונלד רייגן. אומר פרופ' פריד: "המחקר מבוסס על רישומים נדירים ממוח האדם שהתקבלו מחולים ערים ומתפקדים במצבים רפואיים מיוחדים הדורשים החדרת אלקטרודות לעומק המוח". במחקר השתתפו גם ד"ר הגר גלברד-שגיב מאוניברסיטת תל-אביב וד"ר יואב כפיר, תלמיד מחקר דאז בקבוצתו של פרופ' פז.

 

החוקרים גילו כי הקידוד העצבי בקליפת המוח הקדם-מצחית יעיל יותר מאשר באזור המוחי הקדום יותר, האמיגדלה, הן בבני אדם והן בקופים. כמו כן הקידוד העצבי בשני אזורי המוח בבני אדם היה יעיל יותר מאשר באזורים אלה בקופים. עם זאת, החוקרים גילו כי ככל שיעילות הקוד העצבי הייתה גבוהה יותר, החסינות לשגיאות הייתה נמוכה יותר. כך למשל הקוד העצבי באמיגדלה בקופים היה חסין יותר לשגיאות מאשר בבני אדם. "האמיגדלה אחראית על הישרדות. כמו מכונת הכביסה של פעם היא לא צריכה להיות סופר-מתוחכמת, אבל אסור לה לטעות ואסור לה להיכשל בזיהוי איומים. כשהיא רואה אריה, היא צריכה לדעת שזה אריה ולהעביר את המסר במהירות ובעוצמה", מסביר פרופ' פז. "אם הקוד העצבי באמיגדלה בבני אדם מועד יותר לשגיאות עלולות להיווצר תגובות הישרדותיות גם לסיטואציות שאינן מסכנות חיים – בדומה למה שאנחנו מכירים למשל מהפרעות חרדה ופוסט-טראומה". האמיגדלה וקשריה עם אזורי מוח אחרים אכן ידועים כשחקנים מרכזיים בפסיכופתולוגיות מסוגים שונים. האם זהו המחיר שאנו משלמים על התחכום והיצירתיות של המוח האנושי?

האבולוציה ניסתה לייצר מערכת יעילה יותר ושילמה על זה במערכת חסינה פחות לטעויות"

 

"לכאורה אפשר היה לתכנן מערכת שהיא גם חסינה וגם יעילה", אומר פרילוק, "אך ייתכן שבמערכת רב-ממדית מורכבת כמו המוח, משחק סכום-אפס בין יעילות לחסינות הוא בלתי נמנע. האבולוציה ניסתה לייצר מערכת יעילה יותר ושילמה על זה במערכת חסינה פחות לטעויות". במחקרים עתידיים צפויים המדענים לבדוק לא רק את פוטנציאל העברת המידע של תאי העצב אלא גם את העברת המידע בפועל במצבים שונים. לשם כך הם מתכננים לבדוק את הקידוד העצבי באזורים השונים תוך כדי מטלות למידה מסוגים שונים, עם דגש על התנהגויות מודל להפרעות פסיכיאטריות שונות. אומר פרופ' פריד: "ההזדמנות להשוות רישומים ברמת תא העצב הבודד בין בני אדם לקופים היא פריצת דרך ביכולתנו לחקור את ייחודו של המוח האנושי". פרופ' פז מוסיף: "שאלה בסיסית באבולוציה, במדעי המוח, בפסיכולוגיה ובדיסציפלינות מדעיות אחרות, היא מה מותר האדם מפרימטים אחרים? מדוע, מצד אחד, יש לבני אדם יכולות קוגניטיביות משופרות ויכולות למידה והתאמה לסביבות חדשות, ומצד שני נטייה להפרעות חרדה, דיכאון והפרעות נפשיות אחרות? במחקר זה הראינו כי אלה עשויים להיות שני הצדדים של אותו המטבע".

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

16 תגובות

  1. מאחר ואת מורכבות החיים ותכליתם טרם פוענחו, אין מקום להחליט שהטעויות הללו *אינן* משרתות מטרה לא ידועה…

    מן הסתם יש מטרה לכל דבר, מאחר ודרגות היעילות הכימית של התא, הן 50% – מעל ומעבר כל מכונה אנושית או תהליך כימי שהתגלה או פותח.

    רמת עיבוד המידע המגולמת בתאים ובביו-כימיה היא סוג אחר של מידע, אנטי-אנטרופיה ייחודית שאנחנו מכנים 'חיים' (אולי ההגדרה המדויקת שלהם), ועל כן ראויה להיבחן ככזו.

  2. ליאור
    אני חושב שלהיפך. חיות בד"כ נלחמות על מזון, בנות זוג, מזון ושטח מחייה – דברים שהם חייבים כדי לשרוד.

    רוב מלחמות האדם היום הן על כבוד, שטחים שלא צריכים, דת, כפחחת דעות על אחרים – ולא למטרת השרדות.

  3. הקורא יהודה אלידע כותב

    אבולוציה היא לא משחק סכום אפס וגם לשגיאות יכול להיות ערך חיובי

    בביולוגיה יש ערך Fitness חיובי גם לשגיאות מסויימות. למעשה, מה שאנו קוראים יצירתיות, או "לחשוב מחוץ לקופסה" זו שגיאה ביחס לצורת החשיבה שהאבולוציה מעדיפה כבררת מחדל. כפי שמוטציות מסויימות אחראיות על התפתחות תכונות פיזיולוגיות חדשות שמועילות להשרדות "החריגים" – סטיה פרדוקסלית מהמטרה העיקרית של הגנטיקה, שזו שימור הקיים ללא שינוי – ואגב כך נוצרים ואריאנטים בעלי פוטנציאל שרידות איהרנטית טוב יותר כאשר אילוצי הסביבה דורשים הסתגלות. כך "שגיאות" פיזיולוגיות בתפקוד העצבים פותחות מסלולים לוגיים חדשים בתגובה הקוגניטיבית, שבהזדמנויות נדירות יוצרות פתרון "אקס-מכינה" חדשני, שלא נלמד בתבניות הלימוד המסורתיות. למעשה, "מותר האדם" הוא מקרה נדיר של "סופר-מוטציה" שהצליחה "נגד כל הסיכויים", מנקודת ההשקפה של קוף בריא. כי מבחינתו, חבל על כל האנרגיה המבוזבזת על מוח גדול מדי, שלא מביא תועלת שרידותית על ידי תמיכה בתשתית עצבית מיותרת, זו שבאמצעותה גרישה פרלמן הצליח להוכיח את השערת פואנקרה. אנרגיה שהאבולוציה הייתה מעדיפה במקום זאת להקדיש לפיתוח כושר משופר לטיפוס על עצי ג'ונגל (או מכשולי "נינג'ה") – או לפחות כדי לשרוד בבית "האח הגדול".

  4. שלום אתר הידען. נראה לי שהכותרת שלכם "מדעני מכון ויצמן מצאו מה מיוחד במוח האדם", היא מאוד מאוד מוגזמת, ולא ראויה לאתר שמפרסם חומר מדעי, שהדיוק בו מאוד חשוב.
    תודה וכל טוב

  5. כשמביעים מידע בצורה מרוכזת באמצעות שפה יעודית, למשל, מתמטיקה, אז שגיאה קטנה, כמו "-" במקום "+", תגרום לטעויות גדולות.
    מכאן שככל שהיעילות עולה, כך הטעויות שיתכנו יגדלו.
    זאת מסקנה לוגית שאיננה נובעת מניסוי או אבולוציה.

    הכרח לציין שגרימת הפרעות פסיכיאטריות לקופים מעלה את החשש הכבד להפרעות פסיכיאטריות בחוקרים.

  6. יעילות, אין פירושה מורכבות. וגם ההפך נכון.
    נראה כי למעשה אלו שני הפכים.
    מהיכולת של תא להעביר מסרים רבים יותר ומגוונים יותר (בין השאר, בגלל הקשרים עם תאים אחרים), ובפרק זמן נתון (הגדרה יותר נכונה למורכבות), לא ניתן להסיק לגבי הניצולת האנרגטית שלו. הדעת נותנת כי היכולת של בני האדם תהיה מורכבת יותר ויעילה פחות. לכן נראה כי המסקנה-הנחה בנוגע לאבולוציה שגויה.

    אך יתרה מכך. דומה כי המורכבות הנ"ל היא זו שמאפשרת לבני האדם לערוך אבחנות שבעלי החיים לא מסוגלים להן. זו הסיבה שבעלי חיים מסוימים לא מבינים שהם מסתכלים במראה, שכלבים נובחים ביום העצמאות, שעופות מסוימים יתייחסו לאבנים סגלגלות בתור הביצים שלהם וכיו"ב. לכן נראה כי דווקא בני האדם יהיו מסוגלים לערוך אבחנה בין קרבות אמיתיים לבין אירועים המהווים טריגר לפוסט טראומה, בין מצבים חברתיים המצדיקים הרגשה לא טובה לבין כאלה שלא וכו'. במילים אחרות, עם המורכבות אמורה לבוא חסינות רבה יותר לטעויות. זאת גם בשל גמישות רבה יותר.

  7. יעילות, אין פירושה מורכבות. וגם ההפך נכון.
    נראה כי למעשה אלו שני הפכים.
    מהיכולת של תא להעביר מסרים רבים יותר ומגוונים יותר (בין השאר, בגלל הקשרים עם תאים אחרים), ובפרק זמן נתון (הגדרה יותר נכונה למורכבות), לא ניתן להסיק לגבי הניצולת האנרגטית שלו. הדעת נותנת כי היכולת של בני האדם תהיה מורכבת יותר ויעילה פחות. לכן נראה כי המסקנה-הנחה בנוגע לאבולוציה שגויה.

    אך יתרה מכך. דומה כי המורכבות הנ"ל היא זו שמאפשרת לבני האדם לערוך אבחנות שבעלי החיים לא מסוגלים להן. זו הסיבה שבעלי חיים מסוימים לא מבינים שהם מסתכלים במראה, שכלבים נובחים ביום העצמאות, שעופות מסוימים יתייחסו לאבנים סגלגלות בתור הביצים שלהם וכיו"ב. לכן נראה כי דווקא בני האדם יהיו מסוגלים לערוך אבחנה בין קרבות אמיתיים לבין אירועים המהווים טריגר לפוסט טראומה, בין מצבים חברתיים המצדיקים הרגשה לא טובה לבין כאלה שלא וכו'. במילים אחרות, עם המורכבות אמורה לבוא חסינות רבה יותר לטעויות. זאת גם בשל גמישות רבה יותר.

  8. מעניין מאוד.
    נתקלתי בטיעון שאת האדם אפשר להפחיד בכאב פוטנציאלי.
    אצל החיות זה לא קורה.
    זאת דרך לשלוט בבני אדם.
    מהמחקר אפשר להסיק שמומלץ להוריד את "מהירות המוח" כדי להוריד שגיאות? קרי thc?

  9. ביטויים כמו האבולוציה בחרה, כאילו יש לה תודעה ומודעות הם בעייתיים ומטעים. צריך לכתוב משו בסגנון יותר יעיל מבחינה הישרדותית מערכת בעלת יעילות אנרגטית גבוהה עם טעויות באזורים פרה פרונטליים, מאשר קביעות עם חסינות לטעויות. כך שאלה שלא התיעלו פשוט לא שרדו.
    וכאן יש צורך להסביר מה מבחינה פונקציונאלית זה נתן עד כדי כך שמי שלא הלך בכיוון הזה לא שרד.

  10. אני שואל שוב, אחרי שצונזרתי
    פעם אחת:
    המאמר מתבסס על ההנחה
    שפסיכופתולוגיות נפוצות
    פחות אצל פרימטים מאשר
    אצל בני אדם.
    האם יש לכך סימוכין?

  11. החוקרים מניחים כי לפרימטים
    יש פחות הפרעות פסיכופתולגיות.
    האם יש סימוכין להנחה זאת?

  12. רעיון מעניין. מה שלא הוצג בדיון באתר הידען הוא רמז לשיטה. לתקוע אלקטרודה במח זה לא השיטה. איזו אלקטרודה, מה היא בודקת ואיך, מה השיטה שפותחה להערכת יעילות ואיך מכמתים טעויות. כל אלו הם דיווחים שידעני השפה העברית צמאים להם. מדע פופולרי באיכות גבוהה דואג לתת מעבר לסיפור המסגרת גם פרטים מדעיים. בגבולות הסביר וברמה של ילד בן 12 אולי. מהסוג הסקרן מאוד אך עם מעט כלים להבין מנגנונים מסובכים

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

דילוג לתוכן