RESEARCH

מדליית זהב לעטלפה מסוג לפטוניקטריס: חוקרים מהפקולטה למדעי החיים ע"ש ג'ורג' ס' וייז, שערכו מחקר שדה שגרתי בגבול מקסיקו-ארצות הברית, היו עדים לשבירת שיא עולם מרגש. עטלפה במשקל 30 גרם עפה ברציפות וללא מנוחה מרחק של יותר מ-200 ק"מ במשך כשבע שעות ובמהירות ממוצעת של 30 קמ"ש, כדי להביא מזון לצאצא שלה.

פרופ' יוסי יובל מבית הספר לזואולוגיה, ממוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט ומבית ספר סגול למדעי המוח, שהוביל את המחקר, מסביר כי בספרות המקצועית ידוע עד כה על עטלפים שעפים ברציפות כ-100 עד 150 ק"מ, ואילו השיאנית החדשה כמעט והכפילה את המרחק. במחקר השתתפו גם הדוקטורנטית איה גולדשטיין, פרופ' רודריגו מדיין מאוניברסיטת UNAM במקסיקו ופרופ' עמוס קורמן ממכוןCNRS  בצרפת. המחקר התפרסם בכתב העת Current Biology.

כשהעטלפה מקבלת החלטה

במסגרת המחקר עקבו החוקרים אחר עטלפות-אימהות מניקות בצפון מדבר סונורה, הממוקם בגבול מקסיקו-ארצות הברית. האזור נחשב לאטרקטיבי במיוחד עבור העטלפות בשל פריחת הקקטוסים מזן הסגווארו, העשיר בצוף ובסוכר, שהוא המזון המועדף על העטלפים. במשך היום העטלפות שומרות על גוריהן במערה הממוקמת בצפון מדבר סונורה, ובלילה הן עפות לשדות הקקטוסים הממוקמים במרחק של עשרות ק"מ מהמערה. החוקרים הצמידו לעטלפות מכשיר  GPSזעיר שפותח באוניברסיטת תל אביב, ועקבו אחר פעילותן הלילית. הם גילו כי הסיבולת הנדירה של העטלפה אפשרה לה לעוף את המרחק העצום ללא מנוחה, והכל כדי למצוא מזון לגור שלה.

"עטלפים ידועים ביכולת הניווט המופלאה שלהם וביכולתם לעוף מרחקים ארוכים, אך נראה שמדובר בשיאנית עולם גאה. מדהים כמה מוכנה עטלפה קטנה להשקיע כדי להניק את הגור שלה", אומר פרופ' יובל.  

^{היה שווה כל לגימה. עטלפה נהנית מצוף מתוק בצפון מדבר סונורה. צילום: Jens Rydell}

במהלך המחקר, בדקו החוקרים גם את תהליך קבלת ההחלטות של העטלפות בזמן שהן סועדות את ליבן בשדות הקקטוסים, ובמסגרת שיתוף פעולה עם המתמטיקאי עמוס קורמן ממכון CNRS שבצרפת, פיתחו מודל שמתאר את דרך קבלת ההחלטות של היונקות המעופפות. הם הבחינו שהעטלפות מחלקות את השדות לחלקות קטנות, פעולה שמאפשרת להן ליהנות בצורה שוויונית מהקקטוסים הטובים במינימום מאבקים והתנגשויות.

"לעטלפות יש אתגר לא פשוט", מסבירה איה גולדשטיין. "הן מגיעות לשדות שבהם אלפי קקטוסים, וצריכות להחליט כיצד לצרוך את הצוף שמופרש לאט לאט לאורך הלילה, תוך כדי התחרות בעטלפות אחרות בזמן הקצר שעומד לרשותן, כדי שלא לסכן את הגורים שנותרו לבדם במערה. גילינו שהן מבצעות תהליך חיפוש ולמידה בכדי לזהות סדרה של קקטוסים מוצלחים, שממנה הן ניזונות במהלך הלילה. כחלק מהתהליך הן נמנעות מקקטוסים פחות מוצלחים מבחינתן, כדוגמת קקטוסים שאין להן הרבה פרחים או קקטוסים שכבר מנוצלים על ידי עטלפות אחרות. כך למעשה הן יוצרות לעצמן טריטוריות, וצורכות את כמות הצוף המקסימלית עם מעט מאוד אינטראקציות שליליות וללא תקשורת ישירה ביניהן".

^{אחכה לך בשדות. הסטודנטית מיכל הנדל בשדה קקטוסים לצד מתקן צילום. על הקקטוס: מכשיר להקלטת האקולוקציה של העטלפות. צילום: איה גולדשטיין}

חוקרים מאוניברסיטת תל אביב בחנו האם פעילות ספורטיבית קבוצתית בזמן השהות בסגר מסייעת להגברת החוסן הנפשי בקרב בני הנוער. הממצאים החד משמעתיים מצביעים על כך שבני נוער שהתמידו לאורך משבר הקורונה לקיים פעילות ספורטיבית מקוונת ביחד עם חבריהם לקבוצה הפגינו חוסן גבוה, וסף החשש שלהם מהמגפה היה נמוך משמעותית מאשר בני הנוער שהמשיכו להתאמן לבד. מדובר במחקר ראשון מסוגו בעולם, שבחן את החוסן הנפשי של בני נוער בעת ששהו בסגר מלא. את המחקר ערכו ד"ר קרן קונסטנטיני, עירית מרקוס, ד"ר נעמי אפל, ד"ר רונית יעקובוביץ', ד"ר יפתח גפנר וד"ר שחר לב ארי מבית הספר לבריאות הציבור בפקולטה לרפואה ע"ש סאקלר. תוצאות המחקר הוצגו בכנס ארגון בתי הספר לבריאות הציבור, יחד עם ארגון רופאי בריאות הציבור בישראל ואיגוד רופאי הספורט.

"את המחקר ערכנו בזמן הסגר הכללי", מספר ד"ר לב ארי, ראש החוג לקידום בריאות באוניברסיטת תל אביב. "חלק מהארגונים ומחדרי הכושר השעו את תוכניות הספורט שלהם וחלק עברו למתכונת מקוונת, בעיקר לזום. עניין אותנו לבדוק האם פעילות קבוצתית מקוונת עוזרת לבנות את החוסן הפיזי והפסיכולוגי של בני הנוער, לכן השווינו בין שתי הקבוצות: בני הנוער שהמשיכו להתאמן במסגרת קבוצתית מקוונת ובני הנוער שהתאמנו לבד בזמן הסגר".

הרבה יותר מרק ספורט

לשם כך, ד"ר לב ארי וצוותו ערכו סקר מקוון שנועד לבחון את רמות החוסן, את ההתנהגויות הבריאותיות ואת תפיסות הסיכון של 473 מתבגרים, שנרשמו לתוכניות ספורט מאורגנות לפני התפרצות הקורונה. ממצאי הסקר היו מובהקים מבחינה סטטיסטית: בני הנוער שבמהלך הסגר המשיכו להשתתף בתכוניות הספורט בצורה מקוונת באמת עשו יותר ספורט, ובהתאמה לכך גם הפגינו רמות חוסן גבוהות יותר, היו בעלי הערכה עצמית טובה יותר, המורל שלהם היה גבוה יותר והם הביעו פחות חששות מהמגפה.

"מצאנו כי מתבגרים שהמשיכו את תוכניות הספורט בצורה קבוצתית מקוונת התאמנו יותר – 242 דקות אימון בשבוע לעומת 191 דקות בלבד לאותם בני נוער שהתאמנו לבד", מסביר ד"ר לב ארי. "אבל זה רק החוסן הפיזי. לצידו יש את החוסן המנטלי: היכולת של אדם להתמודד עם קשיים, עם עומס, עם דחק. כאן יש מרכיב של עמידות, שהוא יותר אישי ואישיותי, ויש גם מרכיבים נרכשים – כמה 'סוללה' יש לי לעמוד מול לחצים, והאם אני יכול לטעון אותה מהר מחדש".

שמירה על המורל

כדי לבדוק את החוסן המנטלי של המתבגרים, החוקרים חילקו שאלונים לבני הנוער והשוו את תוצאות המתאמנים בצורה מקוונת לעומת אלו שהמשיכו להתאמן בגפם. "גם בבדיקה זו, התוצאות היו חד משמעיות, בכל המדדים", אומר ד"ר לב ארי. "בני הנוער שהמשיכו את תוכנית האימונים הקבוצתית שלהם הצהירו על מורל גבוה יותר, על פחות דאגות לעצמם ולבני משפחתם ועל רמות סטרס נמוכות יותר – למרות שהאימונים המשיכו בזום. 84% מבני הנוער שהתאמנו אמרו שהמשך האימונים והמפגש התדיר עם חבריהם לקבוצה בזום, עזר להם להתמודד עם תחושות שליליות ועם מצב הרוח הירוד במהלך הסגר. 55% מהנשאלים ציינו כגורם תמיכה משמעותי את הקשר עם המאמן שעודד אותם וחיזק אותם מאוד גם ברמה המנטלית.

ד"ר לב-ארי מסכם: "המחקר שלנו מלמד על החשיבות של שמירה על המסגרת הקבוצתית גם בימים של סגר וריחוק חברתי. אנחנו אומנם התמקדנו בפעילות ספורטיבית קבוצתית, אך תוצאות המחקר בהחלט מלמדות על החשיבות של שמירה על השגרה הקבוצתית גם בצורה מקוונת בכיתות הלימוד, החשיבות הרבה שיש לתמיכה של המורים וכן בארגונים חברתיים אחרים, כמו תנועות הנוער או חוגים מגוונים".

"המשחק מאפשר שיח על רגשות שלא תמיד קל לדבר עליהם, ובכך הוא מחזק מאוד את הקשרים בין בני המשפחה." מסבירה פרופ' תמי רונן מהפקולטה למדעי החברה ע"ש גרשון גורדון באוניברסיטת תל אביב, מומחית בתחום הפסיכולוגיה החיובית, עם דגש על אושר בקרב ילדים ובני נוער. "גם אנשים שמתקשים להיפתח לומדים לנהל שיחות מעמיקות עם אלה היקרים להם מכול, ולפעמים הם מכירים זה את זה כפי שלא הכירו מעולם."  

גם הסלבס נרתמו

'רובובוס' מתרחש כביכול במציאות של שנת 2080, כאשר "כדור הארץ מנוהל על ידי רובוטים בעלי בינה מלאכותית". המשתתפים מבצעים מגוון משימות על מנת ללמד את רובובוס, מנהיגם הסקרן של הרובוטים, מהם רגשות אנושיים: כיצד להיות שמחים? כיצד להתמודד עם קשיים? כיצד להיות חברים? מהו קשר משפחתי? על מה אני מכיר/ה תודה? מה קשה לי? את מי אני אוהב/ת? מהם עלבון ופגיעה ואיך אפשר לסלוח? ועוד ועוד. 

בנוסף לאמצעים מסורתיים כמו לוח, קוביות וקלפי משימות, משולבת במשחק גם אפליקציה: המשתתפים סורקים קודים באמצעות טלפון חכם וצופים בסרטוני יוטיוב, שבהם ידוענים מספרים על ההתמודדות שלהם עם קשיים רגשיים. בין הידוענים שהתנדבו להשתתף בפרויקט: גל גדות, יובל המבולבל, ישראל קטורזה, רותם סלע, אסי עזר, מיה דגן ואבי נוסבאום.

בשבוע שעבר הושק המשחק לראשונה במחלקה האונקולוגית של מרכז שניידר, וזכה להצלחה מיידית. אם לילד חולה שבנה בן ה-8 מאושפז במחלקה, מספרת בהתרגשות: "הבן שלי עבר טיפולי כימותרפיה, והשיער שלו נשר. הוא כל כך התבייש. הוא חבש כובע כדי להסתיר את הראש, ופשוט סירב להסיר את הכובע. עד שבמהלך המשחק הוא צפה בסרטון של יובל המבולבל. יובל סיפר כמה הוא התבייש בקרחת שלו, עד שהבין שהיא חלק ממנו ולמד לקבל את עצמו. מאז הבן שלי הולך בגאווה, בלי כובע."

"זה משחק מקסים ומשעשע שמאפשר לילד להביע רגשות ותחושות שעקב המחלה קשה לו מאוד לבטא אותן בשיחה רגילה." אומרת שרה אדרי, אמו של יהונתן. "קיבלנו את המשחק בבוקר שהיה מאוד קשה ליהונתן ומיד אחרי שהוא התחיל לשחק מצב הרוח שלו השתנה מקצה לקצה. הוא החל לצחוק וליהנות, בעיקר כשהוא גילה שגם למפורסמים ול'סלבס' יש קשיים ומשברים ולא רק לו".

בעקבות הרגשות החיוביים

'רובובוס' כאמור מבוסס על מחקר מקיף שנערך באוניברסיטת תל אביב אשר בחן האם ילדים חולים סרטן והוריהם מסוגלים לחוש רגשות חיוביים במהלך התקופה הקשה של המחלה והטיפולים. המחקר נכתב כעבודת דוקטורט של ד"ר עירית שוורץ אטיאס, לשעבר מנהלת הסיעוד במחלקה לאונקולוגיה במערך ההמטו-אונקולוגי במרכז שניידר, וכיום סגנית בית הספר לאחיות במרכז הרפואי מאיר בכפר סבא, ובהנחיית פרופ' תמר קרוליק מהחוג לסיעוד בפקולטה לרפואה באוניברסיטת תל אביב ופרופ' תמי רונן, הדקאנית היוצאת של הפקולטה למדעי החברה באוניברסיטת תל אביב. בעקבות ממצאי המחקר וכנסים שנערכו עם הורים וילדים המחלימים מסרטן, פותח המשחק 'רובובוס', בעזרתו של אור ברנט, מומחה למשחוק מחברת אנטרופי לייעוץ ארגוני.

"המחקר שלנו התמקד בילדים חולי סרטן ובהוריהם, ובחן אם הם מסוגלים לחוש רגשות חיוביים במהלך התקופה הקשה של המחלה והטיפולים, ואילו משאבים – אישיותיים וסביבתיים - מסייעים להם לחוש ולבטא רגשות כאלה." מסבירה פרופ' רונן. "מצאנו שהמשאבים העיקריים המפחיתים את החרדה בעת ההתמודדות עם מחלה כה קשה הינם תקווה ותמיכה, וכי קיים קשר מהותי בין רגשות חיוביים של הורים לבין אלה של ילדיהם החולים."

אופטימיות זה שם המשחק

"עבדתי במחלקה האונקולוגית של המרכז הרפואי שניידר במשך 20 שנים," אומרת ד"ר שוורץ אטיאס, "בניגוד לדימוי הרווח, שמדובר במקום קשה וקודר, אנחנו חווינו את המחלקה שלנו כמקום מואר, רווי תקווה ואפילו שמחה. בעבודת הדוקטורט שלי ביקשתי לבחון את התופעה הזאת. במחקר ראיינתי 108 צמדים של ילד (בגילאי 19-7) והורה – כלומר בסך הכול 216 מרואיינים - ממחלקות אונקולוגיות לילדים בשלושה בתי חולים: שניידר, איכילוב והדסה עין כרם.

הממצאים היו מרתקים: מצאנו שילדים חולי סרטן והוריהם חווים פי 2 רגשות חיוביים – כמו שמחה, התרגשות, סקרנות וגאווה, לעומת רגשות שליליים – כמו עצב, כעס, תסכול ופחד. אישית אני מסבירה זאת בכך שהמחלה נותנת פרופורציות ומלמדת אותנו – חולים ומטפלים – להודות על מה שיש. עם זאת, כמה וכמה מרואיינים הודו לי על עצם העובדה ששאלתי וגרמתי להם להתבונן פנימה ולזהות את הצדדים החיוביים בחייהם. מכאן עלה הרעיון לפתח משחק קופסה משפחתי, נגיש ומהנה, שיעורר רגשות חיוביים ויסייע בהתמודדות עם רגשות קשים."

פרופ' רונן מסבירה: "למשחק יש מספר מטרות מוגדרות בהיבט הרגשי: מתן כלים ותרגול חשיבה חיובית ואופטימיות בקרב הילדים ובני משפחותיהם; זיהוי מקורות הכוח והחוזקות ככלי תומך להתמודדות עם המחלה ובכלל; יצירת שיח חיובי מקדם ותומך בין בני המשפחה לבין הילד; ופיתוח משמעות, מסוגלות עצמית וקבלה עצמית".

"יש לנו סיפוק עצום מכך שהצלחנו להעביר את התיאוריה של המחקר לפרקטיקה של משחק שבאמת עוזר לילדים ולמשפחות," אומרת ד"ר שוורץ-אטיאס. "כבר היום אנחנו מוצפים בפניות ממחלקות אחרות, מבתי חולים ברחבי הארץ וממטפלים במגוון תחומים. כולם מזהים במשחק פוטנציאל רב שיכול לסייע גם למטופלים שלהם. אני מאמינה שהמשחק יכול להתאים גם לבתי ספר רגילים ולילדים בריאים בכלל – כי מי מאיתנו אינו חווה קשיים ונדרש להתמודד עם אתגרים רגשיים? אני מקווה שבעתיד נוכל לספק את המשחק לכל מי שמבקש אותו ויכול להיתרם ממנו." היא מסכמת.

מחקר בינלאומי נרחב בהובלת אוניברסיטת תל אביב, בהנחייתה של פרופ' אילנה גוזס מהמחלקה לגנטיקה מולקולרית של האדם וביוכימיה, מצא משקעים של החלבון TAU (טאו), המאפיינים חולי אלצהיימר, ברקמות שנלקחו ממוחו של ילד אוטיסט בן 7 לאחר מותו. הילד סבל מתסמונת ADNP – מוטציה הגורמת לחסר בחלבון ADNP החיוני להתפתחות המוח, ומאפייניה יכולים לכלול עיכוב התפתחותי חמור, מוגבלות שכלית ואוטיזם.

לאור הממצאים בחנו החוקרים תרופה ניסיונית בשם NAP - שפותחה למחלת אלצהיימר - על תאי עצב במודל לתסמונת ADNP עם תסמינים דמויי אלצהיימר. הניסוי הוכתר בהצלחה, ותאי העצב הפגועים חזרו לתפקוד תקין.

המחקר בוצע בשיתוף פעולה הדוק עם חוקרים מבית הספר למדעי המחשב ע"ש בלווטניק באוניברסיטת תל אביב, חוקרים מהמרכז הרפואי שיבא וממגוון מוסדות מחקר ברחבי אירופה: המכון לביוטכנולוגיה BIOCEV בצ'כיה; אוניברסיטת אריסטו בסלוניקי, יוון; אוניברסיטת אנטוורפן בבלגיה; ובית החולים האוניברסיטאי בזאגרב, קרואטיה. המאמר פורסם ביולי 2020 בכתב העת Translational Psychiatry מבית Nature.

להחזיר את הגלגל לאחור

פרופ' גוזס מסבירה כי המחקר הנוכחי מתבסס על רקמות שנלקחו ממוחו של ילד בן 7 עם תסמונת ADNP, שנפטר בקרואטיה. כשהשווינו אותן לרקמה ממוחו של אדם צעיר שאינו סובל מתסמונת ADNP, מצאנו אצל הילד משקעים של החלבון טאו, הידועים כמאפיין של מחלת האלצהיימר. בהמשך 'טיפלו' החוקרים בתאי העצב הפגועים באמצעות חומר תרופתי בשם NAP, שפותח במעבדתה של פרופ' גוזס ואשר מיועד לשמש כתרופה למחלת האלצהיימר. "ה-NAP הוא למעשה מקטע קצר של חלבון ADNP תקין", מציינת פרופ' גוזס. "כשהוספנו את ה-NAP לתאי העצב המייצגים מוטציה ב-ADNP, חזר חלבון הטאו להיקשר לשלד התא באופן תקין, והתאים חזרו לתפקד בצורה תקינה."

לקראת שלב הניסוי הקליני

"העובדה שהטיפול ב-NAP הצליח להשיב תאים דמויי תאי עצב עם ADNP פגום לתפקוד תקין מעלה תקווה כי חומר זה עשוי לשמש כתרופה לתסמונת ADNP ולתוצאותיה הקשות, ביניהן אוטיזם." אומרת פרופ' גוזס, "יתרה מכך: מכיוון שגם תסמונות גנטיות נוספות הקשורות לאוטיזם מתאפיינות בתפקוד לקוי של חלבון טאו במוח, אנחנו מקווים שגם הלוקים בתסמונות אלו יוכלו בעתיד להסתייע בטיפול באמצעות NAP. חשוב לציין שהחומר NAP (שקרוי גם CP201) קיבל התוויה של 'תרופה למחלה יתומה' מה-FDA – מנהל המזון והתרופות האמריקאי, ונכון להיום הוא נמצא בשלבי הכנה לקראת ניסוי קליני בילדים עם תסמונת ADNP באמצעות החברה המסחרית Coronis Neurosciences.

בשלב נוסף של המחקר ביקשו החוקרים להרחיב את ההבנה לגבי השפעותיה של המוטציה הגורמת לתסמונת ADNP. לשם כך הם הפיקו את החומר הגנטי mRNA (RNA שליח) מרקמותיו של הילד החולה שנפטר, וביצעו אנליזה לביטוים של כ-40 חלבונים של אותו ילד, המקודדים על ידי ה-mRNA. כמו כן בוצע ריצוף גנטי מלא לקביעת ביטוי חלבונים בתאי דם לבנים שנלקחו משלושה ילדים אחרים עם תסמונת ADNP. על כל הנתונים שהתקבלו בריצופים הגנטיים בוצע מחקר מעמיק באמצעות כלים חישוביים מתקדמים של ביואינפורמטיקה. הנתונים הושוו למאגרים אינטרנטיים של נתוני ביטוי חלבונים באנשים בריאים, וכך נחשפו מגוון מאפיינים המשותפים לילדים החולים אך שונים מאוד מהמופע התקין של אותם חלבונים.

פרופ' גוזס מסכמת כי "משמעות הממצאים היא שהמוטציה הגורמת לתסמונת ADNP פוגעת במגוון רחב של חלבונים חיוניים, שרבים מהם נקשרים בין היתר לחלבון טאו, ופוגעים גם בתפקודו. כך נוצרות במוח (וגם ברקמות אחרות) של ילדים עם תסמונת ADNP תופעות פתולוגיות שונות, שאחת מהן היא יצירת משקעי טאו, הידועים כמאפיינים של מחלת אלצהיימר. הידע הרב והמעמיק שצברנו באמצעות המחקר הנוכחי פותחים בפנינו פתח לעבודה מחקרית נוספת, נרחבת ומגוונת. אנחנו מקווים ומאמינים שבסיומה נגיע ליעד: פיתוח תרופה או תרופות שיסייעו לילדים עם אוטיזם הנובע ממוטציות גנטיות."

במחקר שנערך בהובלת פרופ' יניב אסף מבית הספר לנוירוביולוגיה, ביוכימיה וביופיזיקה ובית ספר סגול למדעי המוח, ופרופ' יוסי יובל מבית הספר לזואולוגיה, מוזיאון הטבע ע"ש שטיינהרדט ובית ספר סגול למדעי המוח, ערכו סריקת MRI מתקדמת למוחות של כ-130 מיני יונקים, במטרה לזהות את רמת הקישוריות בתוך המוח.

"הקישוריות המוחית, כלומר יעילות העברת המידע ממקום למקום במוח, היא תכונה מרכזית, בעלת חשיבות רבה מאוד לתפקודו של המוח. חוקרים רבים משערים כי רמת הקישוריות במוחו של האדם גבוהה משמעותית מזו של בעלי חיים אחרים, כהסבר אפשרי לתפקודה הגבוה של 'החיה האנושית'", אומר פרופ' אסף. מנגד, פרופ' יובל מסביר כי "ידוע שתכונות ותפקודים חשובים במיוחד נשמרים במהלך האבולוציה. כך לדוגמה, לכל היונקים יש ארבע גפיים. במחקר רצינו לבדוק את ההשערה שקישוריות מוחית היא תכונה מהותית מסוג זה, שאינה משתנה מיונק ליונק, ללא קשר לגודלו ולמבנה מוחו. לשם כך נעזרנו בכלים מחקריים מתקדמים".

"גילינו שהקישוריות במוח אינה תלויה בגודלו או במבנהו של המוח. במילים אחרות, מוחותיהם של כל היונקים, מאדם ועד עכבר, מפרה ועד דולפין, שומרים על רמת קישוריות זהה, והמידע מגיע ממקום למקום במוח באותה יעילות", מסביר פרופ' אסף. "בנוסף, מצאנו שכדי לשמור על האיזון מקיים המוח מנגנון פיצוי: כשהקישוריות בתוך שני חצאי המוח (ההמיספרות) גבוהה, הקישוריות בין ההמיספרות נמוכה, ולהיפך".

במחקר השתתפו חוקרים מבית החולים הווטרינרי האוניברסיטאי בבית דגן, מבית הספר למדעי המחשב ע"ש בלווטניק ומהפקולטה לרפואה בטכניון. המאמר פורסם בכתב העת היוקרתי Nature Neuroscience ביוני 2020.

^{יונקים אינטליגנטיים}

הגודל לא קובע

בשלב הראשון ערכו החוקרים סריקות MRI בטכנולוגיה מתקדמת למוחות של יונקים מכ-130 מינים שונים (כל המוחות נלקחו מבעלי חיים מתים, ואף בעל חיים לא הומת לצורך המחקר), החל בעטלפים זעירים שמשקלם 10 גרם וכלה בדולפינים ששוקלים מאות קילוגרמים. מוחותיהם של כ-100 מהיונקים הללו לא נסרקו מעולם, כך שהמחקר יצר מאגר נתונים חדשני וייחודי מסוגו בעולם.

בנוסף נסרקו באותם אמצעים מוחותיהם של 32 בני אדם חיים. הטכנולוגיה הייחודית, המזהה את החומר הלבן במוח, איפשרה שחזור של הרשת המוחית: שלוחות תאי העצב במוח המשמשות להעברת מידע, והצמתים שבהם נפגשות השלוחות ומעבירות את המידע ביניהן.

האתגר הבא היה להשוות בין הסריקות של בעלי חיים ממינים שונים, שמוחותיהם שונים מאוד זה מזה בגודל ו/או במבנה. לשם כך גייסו החוקרים את תורת הרשתות, תחום במתמטיקה שאיפשר להם למדוד ולהחיל על כל המוחות מדד אחיד של קישוריות, כלומר מספר הצמתים של תאי עצב שמידע מסוים צריך לעבור בדרכו ממקום אחד למקום אחר במוח.

"מוחו של יונק מורכב משתי המיספרות המחוברות זו לזו באמצעות מערכת של סיבים (שלוחות תאי עצב) המעבירים מידע", מסביר פרופ' אסף. "אנחנו בדקנו עבור כל מוח שסרקנו ארבעה מדדי קישוריות: רמת הקישוריות בתוך כל אחת מההמיספרות, השמאלית והימנית; רמת הקישוריות בין שתי ההמיספרות; ורמת הקישוריות של המוח כולו. גילינו שהמדד הכולל עבור קישוריות המוח דומה מאוד בכל היונקים, כולל האדם. במילים אחרות: המידע מגיע ממקום למקום במוח דרך אותו מספר של צמתים עצביים במוחותיהם של כל היונקים, בין אם מדובר במוח עצום או זעיר. עם זאת, חשוב לציין שמוחות שונים נוקטים באסטרטגיות שונות כדי לשמור על קישוריות כוללת זהה. בחלק מהמוחות מצאנו קישוריות חזקה בתוך ההמיספרות וקישוריות חלשה יותר ביניהן, ובחלקם ההפך הוא הנכון".

"בנוסף גילינו שההבדלים בפיצוי ברמת הקישוריות בין חלקים שונים של המוח מאפיינים לא רק מינים שונים, אלא גם פרטים שונים באותו מין", מגלה פרופ' יובל. "כלומר, גם בקרב חולדות, עטלפים או בני אדם יש פרטים עם יותר קישוריות בתוך ההמיספרה ופחות בין ההמיספרות, ולהיפך. מאוד מעניין לשער כיצד טיפוסים שונים של קישוריות משפיעים על תפקודים קוגניטיביים שונים ועל יכולות אנושיות כמו ספורט, מוסיקה או מתמטיקה. במחקר עתידי בכוונתנו להתמקד בשאלות אלה."

חוק אוניברסלי חדש

"במחקר שלנו חשפנו חוק אוניברסלי: חוק שימור הקישוריות במוח. משמעות החוק היא שרמת היעילות של העברת מידע במערכת העצבית של המוח זהה בכל היונקים, כולל האדם, ללא קשר לגודל ולמבנה המוח", מסכם פרופ' אסף. "כמו כן גילינו מנגנון פיצוי מוחי, שמאזן את רמת הקישוריות במוח היחיד. מנגנון זה משמעו שקישוריות גבוהה באזור מסוים, שבאה לידי ביטוי בכישרון מיוחד בתחום מסוים (כמו למשל ספורט או מוסיקה), מאוזנת תמיד על ידי קישוריות נמוכה יחסית באזור אחר במוח. במחקרים הבאים נבחן תכונות ספציפיות ותהליכי למידה, וכיצד המוח מפצה על עיבוי הקשרים באזור מסוים".