1. המוח שלנו הוא מולטי טסקר (והוא טוב בזה!)
דמיינו סיטואציה שבה אתם נוהגים בדרך הביתה, הילדים צורחים מאחור, ואתם, גיבורי־על שכמותכם, נזכרים בדיוק בפרט הקטן ששכחתם להוסיף למצגת. אתם חוזרים הביתה ועדיין זוכרים את המילה שבדיוק הייתה חסרה לכם וכך מצליחים להציל את הפרזנטציה שאתם צריכים להציג בפני הבוס.
אם תהיתם איך עלה בידיכם לעשות זאת, מחקר חדש שנערך באוניברסיטת רוצ׳סטר, ארצות הברית, ופורסם במרץ האחרון בכתב העת Current Biology מאיר את הסוגיה. המחקר בחן את פעילות המוח בזמן יצירת זיכרון עבודה (Working Memory). זיכרון זה הוא למעשה מידע קטן שנאסף במוח שלנו ומוכן לשליפה מיידית, ממש כמו המילה הקטנה שהייתה חסרה לכם במצגת.
עוד בנושא:
איך נעשה המחקר: החוקרים ביקשו מ־22 נבדקים להסתכל על לוח ובו שני עיגולים כשבתוך כל אחד מהם היו קווי רוחב או אורך. הנבדקים התבקשו לזכור גם את מיקום העיגולים ביחס לסמן וגם את אוריינטציית הקווים בתוכם. לאורך הניסוי נבדקו גלי המוח של המשתתפים באמצעות מכשיר EEG (גלי המוח שלנו נראים כמו פרבולה עולה ויורדת), ובמהלך הניסוי הפתיעו החוקרים את הנבדקים ומדי פעם שלחו פולסים של אור במקום העיגולים.
הממצאים: החוקרים גילו שבתחילת הניסוי היו גלי המוח תלולים וצרים, וככל שהזמן עבר הם ירדו בגובהם והתרחבו – כלומר המוח החל להסתגל. הם הבינו מכך כי במוח מתרחש תהליך מדהים למדי: בתחילת המשימה, כשגל המוח בעלייה, מתרחשת הלמידה של העיגול הראשון, וכשהגל בירידה - מתרחשת הלמידה של העיגול השני. ככל שהזמן עבר, הגלים הלכו ונרגעו והמוח זכר יותר ויותר את מיקום העיגולים, ולמעשה פינה נוירונים שהשתתפו עד כה בפעולת הזיכרון הזאת למשימות אחרות. במילים פשוטות: המוח למד את המיקום ודאג לפנות מקום לפעולת זיכרון אחרת כדי למנוע עבודה כפולה והתנגשות של פעילות הנוירונים.
הבשורה: לדברי החוקרים, למחקר זה יש חשיבות רבה לא רק ביחס למידע על זיכרון העבודה שלנו, אלא גם ביחס להבנה שהמוח יודע לבצע מולטי טסקינג וכיצד הוא עושה זאת.
2. כושר מגמיש גם את המוח (ועכשיו גם יודעים למה)
העובדה שפעילות גופנית משפיעה לטובה על בריאות המוח ותורמת להתחדשות שלו היא ממש לא בשורה חדשה. עם זאת, עד היום לא היה ברור לגמרי איך המנגנון הזה עובד בדיוק ומהי מידת התרומה של הפעילות הגופנית למוח שלנו. עד סוף שנות ה־60 של המאה הקודמת הקהילייה המדעית הייתה בטוחה בכלל שמבנה המוח מקובע, וכי הוא מסיים להתפתח במהלך הילדות. אך מאז נוספו עדויות לכך שהמוח מסוגל להתפתח גם בשלב מאוחר יותר, עד שבעשורים האחרונים נטבע המושג "גמישות מוחית" (Neuronal Plasticity), המוכר גם בשמות "המוח הגמיש" או "המוח הפלסטי". מושג זה מתאר למעשה את היכולת של המוח להגיב לשינויים סביבתיים ולשנות את אופן הפעולה שלו בהתאם. מעבר לכך, הוכח גם כי גמישות זו חשובה בעיכובן של מחלות כמו אלצהיימר ובמצבי החלמה שונים כמו למשל משבץ.
כיום לא מעט מחקרים מתמקדים בשאלה מה תורם לגמישותו של המוח. כך לדוגמה, מחקר שנערך באוניברסיטת אילינוי, ארצות הברית, ופורסם באפריל האחרון בכתב העת היוקרתי Neuroscience, שופך אור חדש על התרומה של הכושר לגמישותו של המוח. מחקרי עבר הראו כי פעילות גופנית שיפרה באופן יוצא מהכלל את ההתפתחות של אזורים שונים במוח. המעניין ביותר שבהם הוא ההיפוקמפוס, אזור שאחראי למגוון פעולות ובהן זיכרון וניווט במרחב.
איך נעשה המחקר: כשאנחנו מתאמנים, השריר מתכווץ וכך שולח לזרם הדם מטבוליטים קטנים העושים את דרכם לאיברים השונים וביניהם גם למוח. החוקרים לקחו תאי שריר מעכבר וגידלו אותם במעבדה במשך כמה ימים. בשלב מסוים החלו תאי השריר להתכווץ ולהפריש את המטבוליטים לסביבה שבה הם חיו. החוקרים לקחו את הנוזל עם החומרים המופרשים מתאי השריר וגידלו בתוכו נוירונים.
הממצאים: נמצא כי הנוירונים החלו לגדול בקצב מהיר, פיתחו קשרים חדשים זה עם זה, ולאחר כמה ימים החלו להסתנכרן בפעולתם באופן דומה לפעולתם במוח האנושי. בשלב הבא הסירו החוקרים אוכלוסייה של תאים בשם אסטרוציטים (תאים שתומכים בפעילות הנוירונים במוח על ידי הגנה והזנה לרקמה). הם נדהמו לגלות כי הנוירונים גדלו בקצב מהיר בהרבה, עד כדי אובדן שליטה על הגדילה. בעקבות זאת הם הבינו כי מעבר להשפעתם של המטבוליטים מהשריר על הנוירונים, הם גם מסייעים לתאים התומכים לווסת את גדילתם של הנוירונים ובכך מאפשרים גמישות מוחית.
הבשורה: אמנם הניסוי התבצע במעבדה ולא על מודל חי, אך מדובר בלא פחות מפריצת דרך. גילוי המנגנון הזה וההבנה כיצד אפשר לרתום אותו לגמישות המוחית יכולים לספק תשובות רבות לשאלות הנוגעות בין היתר גם לטיפול במחלות נוירודגנרטיביות חשוכות מרפא כמו אלצהיימר ופרקינסון.
3. בינה מלאכותית תוכל לקרוא לנו את המחשבות (ממש ישירות מהמוח)
קריאת מחשבות נחשבה לכל אורך ההיסטוריה כמעשה של מאגיה או ככוח־על. כיום, כאשר קריאת מחשבות מוזכרת, אנו בעיקר נוטים לחשוב על מנטליסטים. אך האם באמת אפשר לקרוא מחשבות? כדי לבחון זאת, מדענים מהמכון הפדרלי למדעים בלוזאן, שווייץ, פיתחו אלגוריתם שעומד בבסיסה של טכנולוגיית AI. מאחורי הניסוי עמדה ההבנה שכל פעולה שאנחנו עושים כרוכה ב"ירי" של נוירונים במוח, כך למשל כשאנו רואים סרט, משתנה "ירי" הנוירונים בהתאם לתנועות שאנחנו רואים.
במחקר, שפורסם במאי האחרון בכתב העת היוקרתי Nature, חשפו החוקרים את האלגוריתם - CEBRA. מדובר באלגוריתם שמתבסס על מידע שנאסף מקריאות מוחם של עכברים ברחבי העולם על ידי קריאה של הקורטקס הוויזואלי שלהם. את המידע אספו באמצעות קריאה פשוטה (למשל EEG) או באמצעות טכנולוגיה מתקדמת המבוססת על עכברים מהונדסים גנטית ותגובות כימיות וחשמליות במוחם.
איך נעשה המחקר: החוקרים לקחו עכבר שהונדס גנטית כך שבכל פעם שנוירון "יורה" במוחו נדלקת אינדיקציה ירוקה. הם הקרינו לאותו עכבר, שמעולם לא נחשף לצפייה בסרט, סרט שבו נראה אדם רץ אל עבר תא מטען של רכב. קריאות המוח של העכבר עובדו על בסיס האלגוריתם (שלמד את קריאות המוח של העכברים האחרים). לאחר מכן, הקריאות, שהגיעו מחלקים שונים בקורטקס הוויזואלי, אוחדו לכדי מודל תלת־ממדי ומתמטי אחד.
הממצאים: החוקרים אמנם לא הצליחו לקרוא את מחשבותיו של העכבר, אבל הם כן הצליחו להתאים את קריאות המוח שלו בצורה טובה מספיק כדי לחבר בעצמם את הסרטון בדיוק של 95% וליצור סרטון כמעט זהה לזה שבו צפה העכבר.
הבשורה: המחקר הזה מבסס לראשונה את הקירבה שלנו ליכולת לקרוא מחשבות, ולדברי החוקרים באמצעות שכלול האלגוריתם בעתיד נגיע עוד הרבה יותר רחוק. מעבר לסקרנות בפני עצמה שאנו מגלים בקריאת מחשבות, ברמה הרפואית היא תוכל לסייע בעתיד במדידת פעילות קוגניטיבית של חולים שכיום עדיין קשה להעריכה.
4. חיידקי המעי יכולים להצביע על סיכון מוגבר לאלצהיימר
אלצהיימר היא מהמחלות הנוירודגנרטיביות הנחקרות ביותר, אך גם כיום אין לה תרופה של ממש. הבעיה היא שלרוב המחלה מתגלה רק בשלב מתקדם, שבו מופיעים התסמינים, ואז מתחיל מאבק שמטרתו לעכב את התפתחותה. המאמץ הגדול כיום בחקר האלצהיימר מתמקד בזיהוי הפקטורים שיאפשרו לזהות את המחלה בשלב מוקדם, עוד לפני שהיא מתפרצת, או כאלה שעלולים לגרום להאצה שלה.
אחד הכיוונים הנחקרים כיום הוא הקשר של המיקרוביום (אוכלוסיית החיידקים ששוכנת במעי שלנו) למוח שלנו ולתהליכים שקורים בו. מחקר חדש שנערך באוניברסיטת נבאדה, ארצות הברית, ופורסם בכתב העת היוקרתי Nature במרץ האחרון, ניסה לבחון את הקשר בין חיידקי המעי למחלת האלצהיימר.
איך נעשה המחקר: במעי שלנו יש בין 500 ל־1,000 אוכלוסיות של חיידקים, רובן משותפות לכולנו. אוכלוסיית המיקרוביום שלנו נקבעת על ידי גנטיקה, תזונה וגם הסביבה שבה אנו חיים. החוקרים ביצעו השוואה של אוכלוסיית חיידקי המעי בקרב 18,340 איש והצליחו לאתר בקרב חולי האלצהיימר 20 אוכלוסיות חיידקים שהופיעו בעיקר אצלם. בשלב הבא, באמצעות תוכנות מחשב וחישובים סטטיסטיים מתקדמים, התחילו החוקרים לחבר את חלקי הפאזל.
הממצאים: החוקרים זיהו עשר אוכלוסיות חיידקים שונות הקשורות באלצהיימר - שש מתוכן נקשרו להגנה מפני המחלה, ואילו ארבע כגורמות סיכון לה. עוד הם זיהו כי לחומרים שהופרשו מאוכלוסיות החיידקים גורמי הסיכון יש יכולת לחדור את דופן המעי וליצור אינטראקציה עם גן בשם APOE, שווריאנט מסוים שלו (e4) מוכר כגורם סיכון לאלצהיימר וככזה שגורם למצב דלקתי שעלול להוביל להתפרצות המחלה.
הבשורה: המחקר הנוכחי דורש מחקרי המשך, אך איתור אוכלוסיות החיידקים שמעמידות אותנו בסיכון להתפתחות המחלה יכול לאפשר אבחון מוקדם של המחלה, ובאמצעות שינוי באורח החיים לעכב את התפרצותה, או שיתאפשר בעתיד לטפל בה מניעתית בעזרת תרופות וטיפולים חדשניים.
5. אפשר לעכב את הזדקנות המוח באמצעות תוסף תזונה
זיקנה היא מחלה שאין לה מרפא, על אחת כמה וכמה כשמדובר בהזדקנות המוח. זיקנה של המוח כוללת ניוון של יכולות מסוימות והתפתחות של מחלות כמו פרקינסון ואלצהיימר. כפי שכבר הזכרנו בסעיף הקודם, מחקרים רבים מתמקדים כיום בעיכוב מחלות אלה ובמניעתן. אבל האם יש אפשרות גם להסיג את הזמן לאחור ולעשות אנטי אייג'ינג למוח?
מחקר שהתבצע בפקולטה לרפואה באוניברסיטת ביילור, ארצות הברית, ופורסם בכתב העת Antioxidants באפריל האחרון, מצביע על כך שייתכן שהתשובה לכך טמונה בגלוטתיון - נוגד חמצון שנמצא בגוף באופן טבעי ושעם השנים כמותו הולכת ופוחתת. נוגדי חמצון הם חומרים שתפקידם לנטרל רדיקליים חופשיים של חמצן שמסתובבים בגוף ועלולים לפגוע בחומרים שונים, החשוב שבהם הוא ה־DNA.
איך נעשה המחקר: החוקרים בחרו להתמקד ב־GlyNac, נגזרת הרבה יותר נקייה של הגלוטתיון. הם חילקו עכברים לשלוש קבוצות: קבוצה של עכברים בני 90 שבועות (מקביל לגיל 70 בבני אדם) שקיבלו תזונה עשירה ב־GlyNac, קבוצה של עכברים צעירים וקבוצה של עכברים בני 90 שבועות שלא קיבלה את התוסף ושימשה כקבוצת הביקורת. הישגיהם של העכברים נמדדו בפרמטרים שונים כמו מבחני התנהגות, הערכה קוגניטיבית וגם הערכה מולקולרית של חלבוני זיקנה ותפקודי המיטוכונדריה (תחנת הכוח של התא).
הממצאים: נמצא כי קבוצת ה־GlyNac הראתה שיפור ניכר לעומת קבוצת הביקורת והישגיהם היו דומים לקבוצת העכברים הצעירים. ממצא זה מצביע על כך שהעשרת התזונה ב־GlyNac מנעה הידרדרות מסוימת בזיקנה של המוח, ובחלק מהמקרים אף הצליחה להצעיר את תפקודו של המוח.
הבשורה: במחקרים קודמים הראו החוקרים מביילור שתזונת GlyNac יכולה לשפר גם מערכות אחרות בגוף, כמו מערכות הלב, הדם והשריר. מעבר לכך, מחקר קליני קטן ב־GlyNac הראה גם שיפור כללי בבני אדם, אך מאחר שמדובר בבני אדם, החוקרים יכלו לבדוק את ההשפעה רק על הגוף השלם ולא להתמקד במוח כפי שעשו בניסוי הזה. לטענת החוקרים, ככל שאנו מתבגרים הולך ונוצר מחסור בגלוטתיון הפוגע בעיקר במיטוכונדריה. הפגיעה במיטוכונדריה בתאי המוח גדולה פי כמה מונים בשל כמות האנרגיה הגדולה שהוא צורך, ולכן השימוש ב־GlyNac עשוי לעכב את הזדקנות המוח ואפילו להצעירו במידה מסוימת. בכך מתעכבות גם ההידרדרות הקוגניטיבית עם הגיל וגם ההתפתחות של מחלות נוירודגנרטיביות.
