הדמיה של נוירונים בדג זברה בוגר
(קרדיט: אוניברסיטת קורנל)
מחקר שהתפרסם לאחרונה, ובו היה מעורב חוקר ישראלי, מעיד על פריצת דרך בתחום חקר המוח: החוקרים הצליחו לפתח שיטה ייחודית, בה ניתן לחקור את מוחו של דג הזברה הבוגר, אפשרות שעד כה לא הייתה אפשרית.
"עד היום ניתן היה לצפות במוחו של דג עד שהגיע לגיל שבוע, ואנחנו הסתכלנו על דג בן עשרה חודשים. פתחנו אופציה שלמה של מחקר שהיה עד כה בלתי אפשרי. כעת תהיה אפשרות לחקור את הדג לאורך זמן. יש פה פריצת דרך. אנחנו מצליחים לעשות תצפית דרך הקשקשים של הדג ברזולוציה של נוירונים בודדים, וניתן אף לראות את הפעילות המוחית", סיפר ד"ר דוד שיינפלד מהמרכז האקדמי לב שבירושלים, שערך את המחקר באוניברסיטת קורנל יחד עם קבוצת מחקר של הפרופסורים כריס שו וג'וזף פטשו.
מוחו של דג הזברה (Zebrafish) דומה באופן כללי למבנה המוח האנושי. מכיוון שכמות הנוירונים בו נמוכה, ניתן בקלות רבה יחסית לקבל תמונה כוללת של מבנה המוח ותפקודו. חקר המוח של דגי זברה תלוי ביכולת להתבונן ולאפיין אותו ברמה המיקרונית. עד כה, ניתן היה לבצע הדמיה חיה של נוירונים בדג זברה רק בשלב הפגי שלהם – בערך עד הגיעם לגיל שבעה ימים. לאחר מכן, הרקמות החיצוניות של הדג והקשקשים לא אפשרו תצפית פנימה אל המוח, מכיוון שכשכבות חיצוניות הן הסתירו את תאי המוח הפנימיים.
מחקר זה הדגים בפעם הראשונה את היכולת לחדור דרך הרקמות החיצוניות של הדג ולאפיין מוח שלם של דג זברה בוגר חי – כמעט במלואו. השיטה החדשנית המתוארת במאמר, שפורסם לאחרונה בכתב העת Nature methods, מהווה מהפכה של ממש בחקר המוח בדגים אלו.
הוא פותח צוהר לעולם שלם של ניסויים התנהגותיים שעד כה לא היו אפשריים. למשל, איך דגים בוגרים מגיבים לדגים אחרים, איך הם מתכוננים להתאמה של פעולת השחייה במקרה של שינוי עוצמת זרם המים, קבלת החלטות ועוד.
המחקר כלל פיתוח שיטת מיקרוסקופיה חדשנית, המבוססת על אינטראקציה של פולסים קצרים מאוד של לייזר עם תאי הנוירונים במוח. חלקו של ד"ר שיינפלד במחקר היה בניית המיקרוסקופ המיוחד שאפשר ליישם את השיטה.
ד"ר שיינפלד השתתף במחקר זה במהלך פוסט הדוקטורט שלו בקורנל. מאז ששב לישראל לפני כשנה וחצי, הוא עמל על הקמת מעבדה במרכז האקדמי לב, בה ייעשה שימוש בטכנולוגיה הזו, הדורשת ציוד מיוחד.
למחקר לחצו כאן
