השאלה המקורית: שלום, רציתי לשאול האם המוח של החיות משתנה עם גדילתן? זאת אומרת – אם ניקח מוח של גוזל ונשים אותו בציפור גדולה (אותו סוג של ציפור) האם בדפוס ההתנהגותי של הציפור יהיה משהו שונה? או שהיא תתנהג אותו הדבר, תאכל תשתה וכו', כאילו עברה תקופה ארוכה של זמן בהיותה ציפור? אותו הדבר רציתי לשאול גם לגבי חיות טורפות כמו גורי אריות וכדומה, האם יש תהליך התבגרות כמו אצל האדם? כי למשל ברור לנו שאם ניקח מוח של תינוק ונשים אותו בגוף של אדם בוגר, האדם הבוגר ימשיך להתנהג כמו תינוק?
שלום יוני ותודה על שאלתך. המוח של חיות אכן משתנה עם גדילתן. איני יכול להשיב לשאלה מה קורה כש"מחליפים" מוח בוגר במוח של תינוק ולהיפך, כיוון שזה בלתי מעשי, אבל מוח של אדם בוגר שונה ממוח של תינוק מבחינת המבנה, אופי הקשרים בין התאים ועוד, כפי שתקרא בהרחבה בכתבה הבאה. הפרעות מסוימות כגון אוטיזם נובעות מהתפתחות לקויה של המוח, כך שלמעשה לאדם בוגר יש מוח שבמובנים מסוימים מתפקד כמו מוח של ילד קטן.
התפתחות המוח
הגדילה הפיזית של יצורים רב-תאיים מתחילה בשלב העוברי ומסתיימת שנים רבות אחרי הלידה. בין האיברים המתפתחים של הגוף נמצא גם המוח. לאור חשיבותו הרבה לתפקוד מנטלי, הרגשי והמוטורי שלנו, התפתחות לקויה שלו עלולה לגרום להפרעות עצביות כמו אוטיזם, סכיזופרניה, שיתוק מוחין ועוד.
ההתפתחות העוברית המוקדמת
בשבוע הרביעי להיריון נוצרת התעלה העצבית, שהיא מבנה סגור דמוי צינור שממנו יתפתחו בהמשך המוח וחוט השדרה. תהליך הסגירה של התעלה העצבית נקרא נוירולציה והוא זקוק לקיומם של ויטמין B9 (חומצה פולית) וויטמין B12. חסר קיצוני בהם עלול לשבש את סגירתה של התעלה העצבית ולהביא בדרך כלל למות העובר ברחם. לכן מומלץ לנשים שמתכוונות להרות לצרוך את הוויטמינים הללו בתזונה באופן קבוע, אפילו לפני שידוע להן שהן אכן נכנסו להיריון. גם פגמים גנטיים מפריעים לנוירולציה תקינה.
בשלב הבא הופך החלק התחתון של התעלה העצבית לחוט השדרה ואילו בחלקו העליון נוצרים שלושה תת-אזורים שמהם יתפתחו בהמשך כל אזורי המוח: פרוזנצפלון ("מוח קדמי"), מזנצפלון ("מוח אמצעי") ורומבנצפלון ("מוח בצורת מקבילית"). מהפרוזנצפלון מתפתחת שלפוחית שהופכת בהמשך לעיניים.
בשבוע החמישי הפרוזנצפלון מתחלק לשני חלקים – טלנצפלון, שממנו נוצרת קליפת המוח שאחראית על תפקודי מוח גבוהים כמו תפיסה, עיבוד מידע וחשיבה, ודיאנצפלון, שיוצר יחד עם הרומבנצפלון והמזנצפלון את גזע המוח. גזע המוח אחראי על תפקודים שקשורים להישרדות, כמו נשימה, ויסות טמפרטורת הגוף וויסות לחץ הדם.
שלבי התפתחות המוח מהתעלה העצבית ועד מוח האדם הבוגר | תרשים: ויקיפדיה
חלוקת תאי עצב ונדידתם
בשלב הבא תאי העצב מתחילים להתחלק ולהתרבות. מולקולות שנקראות "גורמים נוירוטרופיים" מסייעות להם לשרוד. לכל אוכלוסיית תאי עצב יש גורם נוירוטרופי ספציפי שמעודד את הישרדותה. אחד מהם נקרא "גורם גדילה עצבי" או NGF) Nerve Growth Factor), שגילויו זיכה את ריטה לוי מונטלצ'יני בפרס נובל לרפואה לשנת 1986. אחרי שהתאים מסיימים להתחלק הם נודדים אל מקומם הסופי במוח, בתגובה לאותות כימיים.
נדידת תאי עצב לאורך השכבות של קליפת המוח | תרשים: ויקיפדיה
יצירת סינפסות
אחרי שתאי העצב הגיעו למקומם הסופי נוצרים הקשרים בינם לבין תאי המטרה שלהם – תאי עצב אחרים, סיבי שריר ובלוטות. סינפסה (בעברית מסנף) היא אזור המפגש בין תא עצב לתא המטרה שלו. בתוך הסינפסה מופרשים חומרים כימיים שנקראים "מוליכים עצביים" מתוך שלוחה של תא העצב שנקראת "אקסון".
המוליכים העצביים מאוחסנים בשלפוחיות בקצה האקסון, וכשהם משתחררים הם נקלטים בתא המטרה וגורמים בו לשינויים חשמליים. בין המוליכים העצביים החשובים נמצאים הדופמין והאצטילכולין, שמשתחרר בסינפסת עצב-שריר וגורם לשריר להתכווץ.
סינפסה | תרשים: ויקיפדיה
הסינפסות נוצרות בתהליך שבו מופרשים חלבונים ייחודיים לכל סוג של סינפסה, בהתאם למוליך העצבי שמופרש בה. בסינפסת עצב-שריר, למשל, העצבים שמפעילים את השריר מפרישים חלבון בשם אגרין שמעודד הצטברות של קולטני אצטילכולין בשריר. לכן נמצא שאצל עכברים מהונדסים גנטית שחסר להם אגרין יצירת הסינפסות משתבשת.
בשלב מאוחר יותר מתרחש תהליך של היעלמות סינפסות, שבסופו רק תא עצב מוטורי אחד בחוט השדרה מפעיל סיב שריר אחד. סינפסות שאינן פעילות, בהיעדר קולטנים לאצטילכולין, נעלמות בתהליך של נסיגת קצות העצבים מהסינפסה. בסינפסות של מערכת העצבים המרכזית (המוח וחוט השדרה) מופרשים גורמים אחרים.
תהליך יצירת הסינפסות מתחיל עוד אצל העובר, ונמשך עד אחרי גיל ההתבגרות. בשלבים הראשונים של ההתפתחות, המוח מסתעף בצורה ניכרת ונוצרות טריליוני סינפסות חדשות, אך במהלך הילדות וההתבגרות מספרם של תאי העצב ושל הסינפסות דווקא פוחת במידה ניכרת ומבנה הקישורים של המוח הבוגר מתגבש ומתייצב בסוף גיל ההתבגרות.
נוסף על הרס של סינפסות קיימות ויצירה של סינפסות חדשות, סינפסות יכולות להתחזק ולהיחלש בעקבות תהליכים של למידה, שהשפעתם הדרמטית ביותר היא לפני גיל ההתבגרות ובמהלכו. גם אחרי גיל ההתבגרות למידה יכולה להשפיע על הקישוריות במוח, אך בצורה מתונה יותר.
שינויים מבניים נוספים במוח במהלך החיים
אחד התהליכים החשובים שמתרחשים במוח הבוגר הוא ייצור של מעטה המיאלין – חומר שומני שעוטף את סיב העצב ויוצר סביבו בידוד חשמלי שמאפשר לו להוליך דחפים עצביים במהירות גבוהה יותר. אף שהתהליך הזה מתחיל כבר בשבוע ה-14 להיריון, עד הלידה רק מעט מאוד מיאלין מצפה את סיבי העצב. בינקות מתרחש ייצור מהיר של מיאלין שמוביל להתפתחות מהירה של הילד, שמתאפיינת בפעולות מוטוריות כמו זחילה והליכה.
השינויים הדרמטיים ביותר בגודל המוח מתרחשים בחודשי החיים הראשונים. בלידה גודל המוח האנושי עומד על כ-30-25 אחוז מגודלו של המוח הבוגר, אך בגיל שנתיים הוא מתקרב כבר ל-80 אחוז מגודלו הסופי.
אצל אדם בוגר מתים כ-85 אלף תאי עצב ביום. בניגוד לשאר התאים בגוף, תאי העצב במוח אינם עוברים חלוקה תאית, כך שמרגע שמוח סיים להתפתח לא נוצרים בו כמעט תאי עצב חדשים. במשך שנים רווחה הדעה שהמצב הזה הוא מוחלט ושכל תאי העצב במוח האנושי נמצאים שם מאז הלידה, אולם ממצאים מראשית המאה הנוכחית ערערו את התפיסה הזאת. בין השאר הם מצאו שקיים תהליך של יצירת תאי עצב חדשים מתאי גזע (נוירוגנזה) באזורי מוח מסוימים, ביניהם ההיפוקמפוס ופקעת הריח.
גורמים רבים משפיעים על קצב הנוירוגנזה בהיפוקמפוס – למשל פעילות גופנית וסביבה עשירה בגירויים מאיצות את התהליך ואילו דחק נפשי כרוני מעכב אותו.
ראינו אם כך שלהתפתחות המוח, הן בזמן ההיריון והן במהלך החיים, יש השלכות רבות על התפקוד המנטלי והמוטורי. כמו כן היא נתונה להשפעות של גורמים רבים. נשים הרות צריכות לפיכך להיות מודעות היטב לגורמים הללו ולדרך שבה ניתן להשפיע עליהם, למשל באמצעות תזונה מתאימה. חשוב גם להיות מודעים להשפעות שיש לגורמים אחרים אחרי הלידה. מומלץ למשל לחשוף ילדים צעירים לגירויים חושיים כמה שיותר עשירים. התפתחות תקינה ובריאה של המוח עשויה בתורה לתרום לתפקודו התקין.
בומרנג – בחזרה אליך
מה לדעתך שונה בין מוח של נגנים וירטואוזיים (כנרים, פסנתרנים) לבין מוח של מי שאינם נגנים?
ד"ר עידו מגן
המחלקה לגנטיקה מולקולרית
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בתגובה לכתבה זו ואנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה יתקבלו תמיד בברכה.
