בהילוך חוזר: כיצד המוח משנן מידע חדש?

האמיגדלה (באדום) – מבנה מוחי דמוי שקד הנמצא בעומק האונה הרקתית של יונקים רבים, ובהם האדם. מעורבת בתהליכי למידה אסוציאטיבית שבהם נוצרת זיקה בין קלט חושי מסוים לחוויות חיוביות או שליליות(צילום: מסע הקסם המדעי, מכון ויצמן)

האמיגדלה היא מבנה מוחי דמוי שקד הנמצא בעומק האונה הרקתית של יונקים רבים, ובהם האדם, והיא מעורבת בתהליכי למידה אסוציאטיבית שבהם נוצרת במוח זיקה בין קלט חושי מסוים, למשל צליל או קלט ראייתי, לחוויות חיוביות או שליליות. סוג זה של למידה מכונה גם "התניה קלאסית" או "תגובה פבלובית", על-שם המדען הרוסי איוואן פטרוביץ' פבלוב, אשר הדגים זאת לראשונה בכלבים: הוא גרם לכלבים להפריש ריר בתגובה לגירוי נייטרלי (צלצול פעמון) על-ידי צימוד בין הצלצול להגשת מזון. ממצאים אלה היו פורצי דרך בתחום המחקר ההתנהגותי - ועבודה זו אף זיכתה אותו בפרס נובל בפיסיולוגיה או רפואה בשנת 1904. למרות זאת, השאלה מה בדיוק קורה במוח שלנו בזמן למידה נותרה במידה רבה פתוחה.

עוד כתבות באתר מסע הקסם המדעי של מכון ויצמן למדע

המסע אל הקוטב

חלון אל המוח

פרופ' רוני פז ותלמידת המחקר תמר רייטיש-סטולרו מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע ניסו להשיב על שאלה זו. הם יצרו התניה בין צליל לניחוח נעים ומעורר תיאבון (ריח של בננה או מלון) ובין צליל אחר לריח מעורר גועל ודחייה (חומצה פרופנואית שריחה מזכיר גרביים סרוחים). בניגוד לפבלוב, החוקרים לא הסתפקו רק בהיבטים ההתנהגותיים של הלמידה, והקליטו את הפעילות של תאי העצב במוקדים שונים במוח בכלל ובאמיגדלה בפרט.

מניתוח נתוני הפעילות של תאי העצב שהוקלטו, עלו כמה ממצאים: ראשית, החוקרים זיהו דפוסי פעילות נבדלים בשלשות של תאי עצב באמיגדלה, שחזרו בסדר מסוים בזמן ובמרחב (לדוגמה, הפעלה של נוירון 1, לאחריו נוירון 3 ולבסוף נוירון 2 - וחוזר חלילה). דפוסי פעילות אלה היו שונים בין ההתניה החיובית (הריחות הנעימים) וההתניה השלילית (הריחות מעוררי הדחייה), והם חזרו על עצמם לא רק בזמן הלמידה אלא גם בהפסקות הארוכות יחסית שבין החזרות בלמידה.

פרופ' רוני פז ותמר רייטיש-סטולרו. הפסקה פעילה(צילום: מסע הקסם המדעי, מכון ויצמן)

החוקרים הסיקו מכך כי דפוסי פעילות אלה מייצגים מנגנון קידוד מוחי של המידע החדש (הזיקה בין הצליל לריח) וכי החזרה על דפוסים אלה הרבה לאחר שהסתיימו הגירויים, מהווה ככל הנראה מעין מנגנון "הילוך חוזר" המסייע בהטמעת החומר הנלמד ובגיבוש הזיכרון הרגשי החדש. באופן מעניין, ככל שחלה התקדמות בלמידה והקשר בין הצליל לריח הופנם - פחתה כמות החזרות של דפוס הפעילות בתאי עצב, ככל הנראה מכיוון שהלמידה כבר הוטמעה ולא נדרשו חזרות נוספות.

להפריע לטראומה

הרגשות שלנו ממלאים תפקיד מרכזי בלמידה ובזיכרון, ואף מאפשרים לנו לשרוד בסביבה משתנה באמצעות התניות המסייעות לנו להפריד בין גירויים מסוכנים לבטוחים ובין גירויים בלתי-נעימים לנעימים. עם זאת, תהליך זה עלול להשתבש באנשים הסובלים מהפרעות חרדה או מתסמונת דחק פוסט-טראומטית (PTSD), ולמנוע מהם להבחין בין מצבים מסוכנים לבטוחים. במצבי פוסט-טראומה, תגובה שלילית חזקה, למשל פחד משתק, עלולה להתעורר כתוצאה מגירוי נייטרלי לכאורה (רעש כלשהו למשל), רק מכיוון שבעבר גירוי זה קדם לאירוע טראומטי (למשל חריקת בלמים שקדמה לתאונה מסכנת חיים).

אם החזרות על החומר הנלמד אכן תורמות לתהליך הלמידה - עולה השאלה מה יקרה אם נפריע לתהליך הלמידה לאחר אירוע טראומטי, האם נוכל למנוע בכך את הטמעת ההתניה השלילית או להפחית את עוצמתה – ובכך להשפיע גם על העוצמה של ההפרעה הפוסט-טראומטית? אפשרות טיפולית זו הועלתה בעבר במחקרים התנהגותיים. אפיון מדויק של הפעילות המוחית שמשקפת את החזרה על ההתניה השלילית עשוי לאפשר להפריע לתהליך הלמידה וההטמעה של הטראומה באמצעות תרופות או באמצעים כירורגיים יותר – גירוי מוחי שימנע את החזרה על האירוע השלילי ועליו בלבד.

למחקר המלא:

https://www.nature.com/articles/s41593-019-0542-9