ביטבוקס מג'וק –
חלון לתקשורת בין תאי עצב

כדי לבחון את הפעילות המוחית יש לדבר באותה שפה שבה המוח מדבר – חשמל. תאי המוח, שנקראים נוירונים או תאי עצב, מדברים זה עם זה על ידי אותות חשמליים. באמצעות ציוד אלקטרוני מתאים אנו יכולים להקליט את האותות החשמליים שעוברים במערכת העצבים ולראות איך הסביבה משפיעה על התקשורת בין תאי העצב, ואיך פקודות שנשלחות אליהם מתורגמות לתנועת שרירים.

בסרטון מוצג ניסוי  שמדגים כיצד אנו יכולים להתחבר למערכת העצבים של תיקן ולתקשר איתה:

לפענח את סוגי המידע השונים

העקרונות שמודגמים בסרטון בתיקנים מתקיימים גם במערכת העצבים של בני האדם, אלא שהמערכות מורכבות יותר. במערכת העצבים אפשר להבדיל בין תאי עצב שמעבירים תחושה מהגוף אל המוח ואלה שמעבירים הוראות מהמוח אל השרירים. לעיתים שני הסוגים מחוברים זה לזה כמעט ישירות, בלי תיווך של המוח, כפי שקורה במעגלים העצביים של רפלקסים.

כל התנהגות היא ביסודה תהליך של קליטת מידע מהעולם, עיבודו במוח, והפעלת הגוף בתגובה. הקליטה וההפעלה הוצגו בסרטון, אך החוליה המתווכת והמעבדת שביניהן – המוח - לא הוצג. אחת התופעות שהודגמו בסרטון היא האופן שבו תאי העצב מקודדים תחושה. כשאנו מדברים על "חמשת החושים" מתעורר הרושם שחוש המישוש הוא מקשה אחת של תפקודים, אך המציאות היא אחרת. בעוד שבחושי השמיעה, הריח, הטעם והראייה (במידה מסוימת) עובר רק סוג אחד של מידע מאיברי החישה אל המוח, חוש המישוש מתחלק להרבה סוגים קטנים יותר של מידע: חום, קור, כאב, מגע ולחץ. בתוך החלוקה הזו אפשר גם להבחין בין סוגים שונים של מגע. יש למשל תאים שמעבירים מידע על הלחץ המופעל ואחרים שמעבירים מידע על מרקם. כלומר חוש המישוש מורכב למעשה מחושים ספציפיים רבים.

להפרדה הזו יש חשיבות עליונה מאחר שכל תאי העצב מעבירים מידע באמצעות אותות חשמליים דומים. אלמלא היו לנו תאים שונים שחשים חום, כאב ומגע, לא יכולנו לדעת אם אות המגיע מתא שנמצא בקצה האצבע מלמד שנגענו בסיר לוהט (חום וכאב) או בקיר מחוספס (לחץ ומישוש). תאי העצב אמנם דומים מאוד זה לזה, אך כל קבוצת תאים בעלת תפקיד מסוים שולחת אותות לאזור שונה במוח. האותות האלה עוברים עיבוד שונה ולכן התגובה שלנו אליהם שונה.

פוטנציאל פעולה אחד לשלוט בכולם

ערוץ התקשורת של מערכת העצבים הוא צר למדי – כל תא מסוגל להעביר רק סוג אחד של מידע אל התאים שאיתם הוא מתקשר, על ידי אות חשמלי שנקרא פוטנציאל פעולה. המונח "קידוד תדר" שמוזכר בסרטון הוא אחת הדרכים שבהן מערכת העצבים מעבירה מידע מורכב בערוץ הצר הזה. בדוגמה ראינו שעוצמת המגע ברגלו של התיקן מתורגמת לתדר של פוטנציאלי הפעולה, ובמילים אחרות – ככל שהמגע חזק יותר, כך תא העצב מייצר אותות צפופים יותר. קיימות גם שיטות קידוד נוספות, למשל תא שמעביר אות יחיד כשיש גירוי, בלי לקודד את עוצמתו. או קידוד שנעשה לא באמצעות תא בודד אלא על ידי פעילות משולבת של אוכלוסיית תאים שלמה, כך שכל תא יחיד נותן רק חלק קטן מהמידע שמגיע בסופו של דבר לעיבוד במוח.

המאמץ להגיע להבנה טובה יותר של הרמה הבסיסית שבה המידע במוח מקודד הוא אחד מתחומי המחקר הקריטיים להבנת מערכת העצבים והאופן שבו פועל המוח כולו.