מחקר חדש חושף – מעבר לתפקידיו בעיצוב למידה וזיכרון, המבנה המוחי דמוי סוסון הים מעורב גם בתהליכי עיבוד מתקדמים של מידע חזותי בקליפת המוח

כבר שנים רבות ידוע שההִיפּוֹקָמפּוּס, מבנה במוח שמזכיר בצורתו סוסון ים, אחראי על למידה וזיכרון. מחקר חדש מאוניברסיטת הונג קונג מגלה כעת קשרים לא מוכרים שלו לאזורים רחוקים בקליפת המוח, דבר שמעיד כי מעבר למעורבותו של ההיפוקמפוס בתהליכי למידה וזיכרון, הוא גם מווסת תהליכים מתקדמים יותר של עיבוד מידע חושי, ואולי אפילו תהליכי חשיבה. לממצא הזה יכולות להיות השלכות טיפוליות במחלות שבהן ההיפוקמפוס נפגע, כמו אלצהיימר. 

אחת השאלות שמעניינות את חוקרי המוח בשנים האחרונות היא איך אזורים נפרדים לחלוטין במוח מתקשרים זה עם זה, במה שמוגדר "קישוריות תפקודית". לא תמיד קל להסיק איך הקישוריות הזאת פועלת. אמנם אפשר לחקור באילו אזורים הפעילות גוברת בעקבות אירוע מסוים באמצעות דימות תהודה מגנטית תפקודית (fMRI), אולם גם אז נחוצים כלים סטטיסטיים חזקים כדי להעריך את הקשרים בין האזורים.

המחקר שפורסם בכתב העת PNAS מנסה לענות על השאלה אם קשרים ספציפיים בין ההיפוקמפוס לקליפת המוח תורמים לקישוריות התפקודית של המוח כולו. מחקרים קודמים מצאו שהפעילות החשמלית של ההיפוקמפוס נוטה להיות מחזורית ואיטית ולהתרחש במצב מנוחה – כלומר באופן ספונטני, ללא גירוי. אולם עד כה לא היה ידוע איך היא משפיעה על קליפת המוח.

החוקרים השתמשו בטכניקה בשם אופטוגנטיקה, שבה קרני אור באורך גל מסוים מפעילות תאי עצב בהיפוקמפוס של העכברים הנבדקים. כך אפשר לשלוט על עוצמת ההפעלה של תאי העצב על ידי שינוי תדר האור המוקרן, ולבחון את ההבדלים בפעילות תאי העצב. לאחר מכן ביצעו סריקות של תהודה מגנטית תפקודית במצב מנוחה (rsfMRI) כדי לראות איך הפעלת התאים בהיפוקמפוס משפיעה על המוח כולו.

החוקרים עוררו את תאי העצב בהיפוקמפוס  בתדר נמוך של 2-0.5 הרץ, בדומה לזה של הפעילות החשמלית האיטית שלו, וראו שתדר כזה מסוגל לעורר פעילות עצבית באזורים  בקליפת המוח, וגם מחוץ לה, שמעורבים בראייה. לאחר מכן הם בדקו איך העירור הזה משפיע על אזורי הראייה לאחר שחשפו את העכברים לגירוי חזותי. הם מצאו שהאזורים הללו הגיבו חזק יותר לגירוי כשההיפוקמפוס קיבל עירור. מכאן הסיקו שההיפוקמפוס יכול לחזק את העיבוד של מידע ראייתי.

החוקרים בדקו גם איך הפעלת ההיפוקמפוס משפיעה על הקישור בין שני חצאי המוח (הֶמִיסְפֵרוֹת), וראו שהקישור בין קליפת המוח הימנית והשמאלית עולה כשמפעילים את תאי ההיפוקמפוס, וגם קצת לאחר מכן. גם הקישור בין אזורים שונים בתוך כל המיספרה עלה.

לאחר שהשתכנעו שהפעלת התאים בהיפוקמפוס משפיעה על הקישוריות עם אזורים אחרים, ביקשו החוקרים לגלות אם פעילות התאים הללו אכן הכרחית לקיום התקשורת הזאת בין מקומות רחוקים במוח. לשם השתמשו ברעלן שמשתק תאי עצב ומונע מהם ליצור פוטנציאל פעולה. הטיפול הזה אכן החליש את הקישוריות בין ההמיספרות ומכאן הסיקו שההיפוקמפוס ממלא תפקיד חשוב ביצירת הקישוריות הזו.

נראה, אם כך, שההיפוקמפוס ממלא תפקיד הרבה יותר משמעותי מכפי שסברו עד כה בתהליכים שמתרחשים בקליפת המוח. אם דפוס ההפעלה המלאכותית של תאי העצב בעכברים דומה לזה שקורה בהיפוקמפוס של האדם במצב מנוחה, יש לממצאים הללו חשיבות בהבנת תפקיד חדש של ההיפוקמפוס שלא היה ידוע עד כה.

כיוון שקליפת המוח שולטת על תפקודים רבים ומשלבת מידע מסוגים שונים, ובכלל זה תחושות, זיכרונות ושפה, נראה שקליפת המוח וההיפוקמפוס משתפים ביניהם מטלות תפקודיות שקשורות לתחושות ולחושים. ממצאי המחקר מסייעים לנו להבין טוב יותר איך המוח שלנו לומד מחוויות חושיות וגם עשויים לעזור לנו להבין הפרעות מוחיות כדי לטפל בהן טוב יותר.

2 תגובות

  • חיים ראב

    היפוקמפוס

    1. האם הפעלת תאי ההיפוקמפוס באופן מלאכותי משפיע בצורה כלשהי על חולי אלצהיימר.
    2. האם הפעלת תאי ההיפוקמפוס באופן מלאכותי משפרים את תפקוד המוח.

  • אנונימי

    שלום,

    שלום, 1. לא ידוע לי, אני מניח שזה לא נעשה בבני אדם בגלל קשיים טכניים
    2. גם כן לא ידוע לי על מחקר ספציפי, אבל אני מתאר לעצמי שזה נעשה בעכברים. אתה מוזמן לחפש ברשת...