מיפוי מוח האדם: פרוייקט הקונקטום
האם שיתוף פעולה בין עשרות מדענים יביא לפענוח מנגנון פעולתו של מוח האדם? האם נוכל בקרוב להבין את עצמנו (למידה, זיכרון, רגשות, קבלת החלטות) או לנבא מי יחלה באלצהיימר?
בשנת 1990 החל פרוייקט מיפוי הגנום האנושי, שמטרתו היתה קביעת רצף שלושה מיליארד זוגות הבסיסים הכימיים המרכיבים את החומר התורשתי של האדם, זיהוי למעלה מעשרים אלף הגנים האנושיים, פיתוח שיטות אנליזה יעילות, ואחסון המידע במאגרי נתונים נגישים. הפרויקט, כידוע, הסתיים בהצלחה בשנת 2003.
המוח של כולנו
בהשראת פרוייקט הגנום האנושי, בשנת 1999 הוקם בדארתמות' קולג' המרכז לאיסוף ואחסון נתוני סריקות fMRI. המטרה היתה להפקיד במאגר פומבי את תוצאות סריקות המוח האנטומיות (מבנה המוח) והתפקודיות (הפעילות העצבית במוח) של כל הנבדקים (בריאים וחולים) שהשתתפו במחקרים שתוצאותיהם התקבלו לפרסום בכתב העת Journal of Cognitive Neuroscience ולאפשר לחוקרי מוח האדם גישה חופשית לנתונים אלה.
סריקות המוח של כולם. אילוסטרציה: Shutterstock
הייתי אז פוסט-דוקטורנטית במכונים הלאומיים לבריאות בארה"ב וכדי לפרסם את תוצאות המחקר שלי על עיבוד פרצופים ואובייקטים בקורטקס הויזואלי התבקשתי להפקיד את כל התוצאות במאגר החדש. התהליך היה ארוך ומייגע.
בניגוד לרצף הלינארי של חומצות בסיס שמרכיבות את ה-DNA, סריקות מוח מייצרות מאות גיגה בייטס של תמונות של מוח האדם שדורשות לא רק פתרונות אחסון (מקום וזיכרון), אלא גם תיאור מדוייק של כל הפרמטרים הפיזיקליים של סריקת המוח, ושל הפארדיגמה הניסויית, כלומר מה עשה הנבדק בכל שניה בזמן ששכב בסורק ה-MRI.
חוקרי מוח רבים התנגדו לדרישה להפקיד את הנתונים הגולמיים והעיבודים הסטטיסטיים של סריקות המוח שערכו, לא רק בשל העבודה הרבה הנדרשת, אלא בעיקר בשל החשש מהפיכת הנתונים לפומביים והתרת השימוש בהם לכל דורש.
מאחר שלכל מדען בקהילה יש גישה לנתונים, אנליזה חדשה יכולה להוביל לגילוי ממצאים חדשים שלא פורסמו במאמר המקורי מחד, או לגילוי אי-דיוקים וטעויות מאידך. קידום אקדמי, כידוע, נעשה על סמך פרסומים מדעיים, והמחשבה שלעמיתים (או יריבים) תהיה גישה לנתונים שנאספו בעמל רב ואפשרות לפרסם מאמרים חדשים, מבלי לכלול את בעל הנתונים ברשימת המחברים, הטרידה רבים.
למרות ההתנגדות, קבוצות רבות ברחבי העולם הפקידו את הנתונים במאגר. עשרות מעבדות ביקשו וקיבלו את סריקות המוח של שנים עשר הנבדקים שהשתתפו במחקר שלי ומספר מאמרים חדשים עם שיטות אנלזיה חדשות פורסמו, וכמה מהם זכו בפרסים יוקרתיים. כשהוסרה הדרישה להפקיד את ממצאי סריקות המוח על-מנת לפרסם את המאמר, ועם המעבר של פרופ' מייקל גזאניגה מדארתמות' קולג' לאוניברסיטת קליפורניה בסנטה ברברה, פעילות המרכז דעכה. מדי פעם הוזמנתי להרצות בכנסים על החשיבות הרבה של שיתוף נתונים, אך סיפור ההצלחה של האנליזות המחודשות של הממצאים המקוריים שלי היה נקודתי.
הקונקטום - מיפוי הקישורים במוח
בעשור האחרון, עם קיצוץ תקציבי המחקר בארה"ב, השתנתה הגישה. בשל העלות הגבוהה של סריקות המוח והזמן הרב הנדרש לניתוח הנתונים, שיתופי פעולה בין מעבדות שונות הוא הכרחי.
בשנה שעברה זכו שני מרכזים בארה"ב במענק מחקר יוקרתי מהמכונים הלאומיים לבריאות להקמת פרויקט הקונקטום האנושי. מטרת הפרויקט, שימשך חמש שנים, היא למפות את המסלולים העצביים שמהווים את הבסיס לתפקודי מוח האדם, על-ידי איסוף, אחסון ושיתוף נתונים מסריקות מוח מבניות ותפקודיות. הדגש העיקרי של הפרוייקט החדש הוא פיתוח שיטות אנליזה ברזולוציה גבוהה למיפוי הקישורים והחיבוריות בין אזורי המוח השונים (ומכאן השם "קונקטום").
הקונסורטיום של אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס, בהנהגת פרופ' דיויד ואן אסן, ואוניברסיטת מינסוטה נועד לסריקת מוחם של 1,200 נבדקים בריאים באמצעות MRI ו-EEG ושילוב תוצאות סריקות המוח עם אנליזות גנטיות והתנהגותיות. הקונסורטיום של הארווארד ואוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס יתמקד בפיתוח סורקי מוח חדשים שיאפשרו לאסוף נתונים ברזולוציה מרחבית גבוהה.
מחקר אלצהיימר
התובנה ששיתוף פעולה בין מעבדות הוא הכרחי למיפוי מוח האדם הובילה גם להקמת מרכז חדש ואמביציוזי לחקר מחלת האלצהיימר Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative שנועד לעקוב, באמצעות סריקות מוח, אחר התפתחות המחלה ולפתח שיטות לאבחון מוקדם שאולי יאפשרו בעתיד מניעה וטיפול. בפרויקט, בו משתתפות עשרות אוניברסיטאות בארה"ב ואירופה, משתתפים מאות מתנדבים בריאים בני חמישים וחמש ומעלה שמגיעים לבדיקות רפואיות, מבדקים קוגניטיביים וסריקות מוח מדי שנה.
הנתונים הרבים שנאספים מאפשרים מעקב אחר השינויים תלויי-הגיל שחלים במוחם של המתנדבים. לדוגמה, סריקות מוח באמצעות PET מגלות שעשרים שנה לפני הופעת הסימפטומים הקליניים של מחלת האלצהיימר אפשר למצוא משקעי עמילואיד במוח. יחד עם זאת, לא כל האנשים שבמוחם נמצאו המשקעים יחלו במחלה: חלקם ישארו בריאים ואחרים יפתחו בעיות קוגניטיביות מינוריות.
לעניות דעתי לא רק הלחץ הכלכלי הביא להקמת פרוייקט הקונקטום ופרוייקט האלצהיימר. עשרים שנה לאחר מהפיכת הדימות המוחית, אנחנו מוכנים סוף סוף להודות שבשל מורכבותו המבנית והתפקודית, הבנת מנגנוני הפעולה של המוח הבריא ואבחון (ואולי גם מניעה וטיפול) של פתולוגיות מוחיות (כגון אוטיזם, סכיזופרניה, אלצהיימר), לא תתרחש במעבדה אחת של חוקר מוח יצירתי, אלא תהיה תוצאה של מאמץ מרוכז ומשותף של מיטב חוקרי המוח בעולם. ישראל, אגב, אינה מיוצגת בשני הפרוייקטים.
ומה בעתיד?
קשה להאמין שבעוד חמש שנים נוכל לתאר במדוייק את הרשתות העצביות שנדלקות במוח כשאנחנו לומדים משהו חדש או לנבא מי מאיתנו יזכה לאריכות ימים ללא בעיות קוגניטיביות, אבל איסוף שיטתי של סריקות מוח ונגישות פומבית למידע הם צעדים חשובים והכרחיים.
ולסיום, בשורה משמחת לציבור המתעניין בחקר המוח: החברה למדעי העצב (Society for Neuroscience), המונה כארבעים אלף חברים ברחבי העולם, קיבלה מענק של מיליון וחצי דולר מקרן קאוולי וקרן גאטסבי על-מנת ליצור אתר מקוון שיכיל עובדות, ממצאים וחידושים בחקר המוח. האתר, ,BrainFacts.org שיפתח באביב 2012, יספק אינפורמציה מדעית עדכנית לא רק לחוקרי מוח, אלא גם לציבור הרחב, למחנכים ולקובעי המדיניות, במטרה לקדם את הבנת המוח והתודעה. "חוקרי המוח חייבים לעדכן את הציבור על 'היקום שבין האזניים'. חקר המוח הוא תחום מרתק עם תגליות והישגים חשובים, מסתורין, וחשיבות עצומה לציבור הרחב. הקמת האתר תאפשר דיאלוג פורה בין המדענים לציבור" אמרה פרופ' סוזן אמארה, נשיאת החברה.
המידע באתר יבוסס על פרסומים מדעיים ויכלול לא רק עובדות בסיסיות אלא גם מידע קליני על מחלות ותסמונות ואסטרטגיות לקידום בריאות המוח. כמו כן יספק האתר אמצעי למידה ועזרי הוראה. כיום ניתן להוריד חינם את הספרון "עובדות על המוח" מהאתר של החברה.
אלומית ישי היא פרופסור לחקר המוח באוניברסיטת ציריך, שוויץ
לפנייה לכתב/ת 
