למפות את המוח

טכניקה חדשה שפותחה בעכברים מאפשרת לשלב מידע אודות התפקוד של תאי עצב (נוירונים) שונים יחד עם מידע אודות הקשרים ביניהם. את המחקר ערכו מדענים מיונברסיטי קולג' שבלונדון והוא התפרסם השבוע בכתב העת המדעי Nature.

הפרויקט הוא חלק מן התחום המדעי המתפתח של "Connectomics", כלומר, ענף במדעי העצב שבמקש למפות את כל הקשרים שבמוח (סינפסות), כפי שה-Genmoics, כלומר הגנומיקה, ערכה מיפוי גנטי של האדם.

מיפוי זה נועד להסביר כיצד מידע זורם דרך המעגלים החשמליים שבמוח, בתקווה שבעתיד מדענים יוכלו להבין כיצד נוצרות תפיסות ומחשבות וכיצד הן עלולות להשתבש בעקבות מחלות כמו אצלהיימר או סכיזופרניה.

"אנחנו מתחילים להתיר את סבך המורכבות של המוח", אמר טום מרסיק-פלוגל (Mrsic-Flogel), שהוביל את המחקר. "ברגע שנבין את התפקוד ואת הקישוריות של תאי העצב ברבדים שונים של המוח, נוכל להתחיל לפתח הדמיית מחשב שתראה כיצד האיבר המדהים הזה פועל".

החוקר הדגיש כי ידרשו עוד שנים רבות של עבודת מחקר וכוח חישובי עצום לפני שניתן יהיה להשלים את המשימה: לפי ההערכות, ישנם מאה מיליארד תאי עצב במוח האנושי וכל אחד מהם מחובר לאלפי תאי עצב אחרים, מה שיוצר לא פחות מ-150 טריליון סינפסות.

"כיצד נוכל להבין כיצד עובדים המעגלים החשמליים של המוח? ראשית, עלינו להבין את תפקידו של כל נוירון ואז לגלות לאילו תאי מוח אחרים הוא מחובר", הוא אמר.

במחקר הנוכחי שהתפרסם השבוע התמקדו החוקרים בקליפת הראייה (visual cortex) שבמוח העכבר שמכילה אלפי נוירונים ומיליון חיבורים שונים. באמצעות הדמיה ברזולוציה גבוהה, הצליחו החוקרים לזהות איזה מבין הנוירונים הגיב לגירוי מסוים.

בהמשך חתכו החוקרים פיסה קטנה מרקמת הנוירון ושלחו זרמים חשמליים קטנים לתת-קבוצות של נוירונים, כדי לראות אילו תאי עצב אחרים קשורים אליהם. חזרה על הטכניקה הזו במשך מספר פעמים, עזרה להם לאתר את התפקוד ואת הקישוריות של מאות תאי עצב באזור ה-visual cortex. באמצעות שיטה זו מקווה הצוות להתחיל לייצר תרשים חיווט של אזורים מגוונים במוח בעלי תפקודים ספציפיים כמו שמיעה, חישה ותנועה.