הצרבלום (מוחון) הוא מבנה קטן באחורי המוח שבדרך כלל מייחסים לו מעורבות בתפקודי שיווי משקל וכיוונון עדין של תפקוד תנועתי. מחקר חדש מגלה כי קיים מסלול עצבי בין הצרבלום לאזור העונג במוח, שממלא תפקיד בהתנהגות חברתית.

הצרבלום אחראי בעיקר על תפקודים תנועתיים. עם זאת, עדויות רבות קושרות אותו עם תפקודים אחרים. התגלה למשל שהוא מעורב במנגנון העונג. מחקר אחר הראה שהפעלה חוזרת ונשנית של הצרבלום גורמת להפרשת המוליך העצבי דופמין בקליפת המוח הקדם-מצחית. אזור אחר במוח התיכון, הטגמנטום הגחוני, קשור ישירות לקליפה הקדם-מצחית ומפריש אליה דופמין כשאנו חשים הנאה. לפיכך, החוקרים במחקר הנוכחי, ממכללת אלברט איינשטיין בניו יורק, שיערו שקיים מסלול שמוליך מהצרבלום לטגמנטום הגחוני ומוביל להפרשת הדופמין.

כדי לבדוק את השערתם החדירו החוקרים תעלות רגישות לאור לממברנת תאי העצב בצרבלום של עכברים, כך שהארה עליהן באור בצבע מסוים תגרום להפעלה של תאי העצב. כדי להעביר אור לאזור הרלוונטי במוח העכברים השתילו במוחם סיבים אופטיים. הטכניקה הזאת נקראת אופטוגנטיקה.

לאחר מכן וידאו החוקרים שהשלוחות של תאי העצב – האקסונים – מגיעות מהצרבלום לטגמנטום הגחוני. ואכן הבהובי אור קצרים על האקסונים הפעילו תאי עצב בטגמנטום הגחוני. בהמשך מצאו שתאי העצב הללו אכן מפרישים דופמין והשלימו כך את תמונת המסלול העצבי שחיפשו.

עונג מבוים

השלב הבא היה לבדוק אם הפעלת שלוחות הצרבלום בטגמנטום הגחוני מעוררת בעכברים תחושת עונג. לשם כך נתנו לעכברים לשוטט בזירה ריבועית שחולקה לארבעה רבעים. כל פעם שהם שהו ברבע מסוים מתוך הארבעה הם קיבלו סדרה של הבהובים שהפעילו את שלוחות הצרבלום בטגמנטום הגחוני. העכברים הראו העדפה ברורה לרבע הזה ובילו בו בממוצע 70 אחוז מהזמן. עכברי ביקורת, שקיבלו גירוי באותו רבע אך בתאיהם לא היו תעלות רגישות לאור, לא הראו העדפה אליו, ושהו בו בערך רבע מהזמן, כצפוי.

התוצאות הראו אם כן שעכברים בוחרים לשהות במקום שבו שלוחות הצרבלום בטגמנטום הגחוני הוארו, ומכאן שהפעלת המסלול זה עוררה בהם תחושת עונג. תוצאות זהות נמצאו אצל עכברים שאצלם הפעילו ישירות את אזור העונג.

כעת נשאלה השאלה אם אפשר לגרום לעכברים ללכת נגד העדפתם הטבעית, באמצעות הפעלת הצרבלום. ואכן במבחן התנהגותי שבו העכברים יכלו לבחור בין תא חשוך לתא מואר – והעדפתם הטבעית היא לחושך – הצליחו לגרום לעכברים לבלות יותר זמן בתא המואר לאחר שהפעילו את שלוחות הצרבלום בכל פעם שהם שהו בו.

העכברים המהונדסים (מימין) שהו יותר ברבע הימני העליון, לעכברי הביקורת לא הייתה העדפה | מקור: Albert Einstein College

התנהגות חברתית

ממצאים מחקריים קושרים את הטגמנטום הגחוני גם להתנהגות חברתית.  כדי לבדוק אם הההפעלה שלו על ידי הצרבלום מעורבת בהתנהגות חברתית, השתמשו במשימת "שלושת התאים" – מטלה חברתית שבה העכבר חופשי לעבור בין שלושה תאים שמחוברים זה לזה. התא המרכזי ריק ואילו בשני האחרים יש כלוב סורגים ריק או כלוב שבתוכו עכבר אחר. כיצורים חברתיים, עכברים מעדיפים לבלות יותר זמן בתא עם העכבר מאשר בתאים האחרים.

כאן החוקרים נקטו גישה הפוכה מהניסויים הקודמים: לאחר שווידאו שללא טיפול עכברים אכן מעדיפים לבלות עם העכבר הכלוא, הם השתיקו את המסלול שבין הצרבלום לטגמנטום הגחוני על ידי הקרנת אור בכל פעם שהעכבר נכנס לתא עם העכבר האחר. כך אכן ביטלו את ההעדפה לתא הזה.

החוקרים לא הסתפקו בגילוי כי פעילות המסלול העצבי הזה הכרחית להתנהגות החברתית, אלא רצו לבדוק זאת גם בהתנהגות חברתית תקינה. לשם כך השתמשו בשיטה שנקראת הדמיית סידן, שבה מדביקים תאים בנגיף שמכיל מולקולות שנקשרות ליוני הסידן המעורבים בפעילות תאי העצב. המולקולות הופכות פלואורסצנטיות כשתאי העצב פעילים, ואת הקרינה שהם פולטים אפשר למדוד באמצעות סיב אופטי.

החוקרים הזריקו את הנגיף לתאי עצב בצרבלום ובדקו אם שלוחות תאי העצב שמגיעות לטגמנטום הגחוני פלטו אור, כלומר היו פעילות. נמצא שבכל פעם שהעכברים חקרו את התא שהיה בו עכבר לא מוכר, הפעילות העצבית במסלול הזה עלתה, וככל שהם שהו יותר בתא הזה, רמות הפעילות היו גבוהות יותר.

תוצאות המחקר מראות שהקשר העצבי בין הצרבלום לטגמנטום הגחוני חזק דיו כדי לעודד התנהגויות שנובהות מתחושת עונג והתנהגויות חברתיות. עם זאת, הוא לא שולל את האפשרות שגם אזורים אחרים מעורבים בכך, או שהקשר הזה קשור גם להתנהגויות אחרות. אבל גם אם מדובר רק באחד מהמנגנונים של תחושת העונג, יש בכך כדי לתרום להבנה של הפרעות שבהן ההתנהגויות הללו נפגעות – למשל סכיזופרניה. הציפיה הזו מתחדדת עוד יותר לאור זאת שבצרבלום של חולי סכיזופרניה נמצאו ירידה בפעילות ושינויים בנפח החומר הלבן שממנו בנויים סיבי העצב.

צפו בסרטון של מכללת אלברט איינשטיין על המחקר (אנגלית):