אנו יכולים ללמוד הרבה על תפקידם של איברי הגוף השונים על פי צורתם ואופן פעולתם. הלב, למשל מתפקד כמשאבה והעין היא מעין מצלמה. אך המוח הוא דבר אחר. לא משנה כמה נתבונן בו, לא נוכל להסיק דבר מצורתו על אופן פעילותו.

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 להתבונן באותות החשמליים העוברים במערכת העצבים ולראות איך הסביבה משפיעה על התקשורת בין תאי העצב ואיך פקודות שנשלחות אליהם מתורגמות לתנועה באמצעות השרירים.

הסרטון שלפנינו מציג ניסוי קצר שמדגים את האופן שבו אנו יכולים להתחבר למערכת העצבים של יצור חי ולתקשר איתה.

ההרצאה ניתנה בידי גרג גייג' במסגרת פרויקט TedEd

העקרונות שגייג' מדגים על התיקן בסרטון מתקיימים גם במערכת העצבים של בני האדם, אך לפעמים ברמת מורכבות גבוהה יותר. יש במערכת שני סוגים עיקריים של תאי עצב – אלה שמעבירים תחושה מהגוף אל המוח ואלה שמעבירים הוראות מהמוח אל השרירים. לעתים שני הסוגים מחוברים זה לזה כמעט ישירות, בלי תיווך של המוח, למשל במעגלים העצביים שיוצרים את הרפלקסים.

כל התנהגות, החל בפשטות יחסית של תיקן וכלה בהתנהגויות מורכבות מאוד, היא ביסודו של דבר תהליך של קליטת מידע מהעולם, עיבודו במוח והפעלת הגוף בתגובה. החוליות הראשונה והאחרונה הודגמו ישירות בסרטון, אך בלי החוליה המתווכת והמעבדת שביניהן – המוח.

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.

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.

עידו קמינסקי
דוקטורנט, המחלקה לכימיה  ביולוגית
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.

תגובה אחת

  • רעות

    וואו וואו וואו!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

    ושוב- וואו!!!!!!!!!!
    תודה לכם על התרגום, כל הכבוד על המאמץ וההשקעה בעבודת התרגום זה לא מובן מאליו, אתם גורמים לי להנות מהלמידה למבחנים, בבקשה תמשיכו בעבודה המעולה עוד ועוד!
    תודה רבה לכם!