מחקר: הקשר התפקודי בין שני חצאי המוח שלנו

מחקר שנערך באוניברסיטת חיפה מצא לראשונה כי ביטוי א-סימטרי של גנים בשני חצאי המוח חשוב בגיבוש זיכרונות חושיים.

בן שאול , ל' באב תשע"ג

החידה הגדולה. מוח
החידה הגדולה. מוח
פלאש 90.

מחקר חדש שנערך באוניברסיטת חיפה מצא בפעם הראשונה כי ביטוי שונה של גנים בשני חצאי המוח חשוב בגיבוש זיכרונות.   

"יש מגוון רחב של מחלות, החל ממחלות התפתחותיות כמו אוטיזם ועד למחלות ניווניות כמו אלצהיימר הקשורות לפגיעה בתהליכים של עיבוד אינפורמציה חושית. בעקבות ממצאי המחקר אנחנו יודעים טוב יותר שיש לשים לב לרמת פעילות א-סימטרית בין שני חצאי המוח בעיבוד של אינפורמציה חושית פשוטה כמו היכולות ללמוד ולזכור טעמים חדשים", אמר פרופ' קובי רוזנבלום, ראש חוג סגול לנוירוביולוגיה באוניברסיטת חיפה ואחד מעורכי המחקר.

אחת השאלות הפתוחות בהבנת תפקוד המוח כיחידה קולטת-מעבדת ושולפת מידע היא  חידת ההפעלה הסימטרית או הא-סימטרית של שני חצאי קליפת המוח האנושי. במספר קטן של תפקודים מוחיים המוגדרים  כ"תפקודים גבוהים" דוגמת השפה ישנה הפעלה במתכונת א-סימטרית, קרי: כשהמוח שלנו מבצע פעולות הקשורות לשפה (לא רק פעולות מוטוריות אלא פעולות של הבנה ושימוש בשפה), צד אחד שלו פעיל יותר מצד אחר. כאשר היכולת הזו לפעולה א-סימטרית נפגעת, כך נפגעת היכולת לבצע פעולות הקשורות לשפה.

מכיוון שיצירת וגיבוש זיכרון חושי  לא נחשבת לפעילות של "תפקוד גבוה", ההנחה הייתה שליצירת זיכרון דרושה יכולת סימטרית. אולם מחקרים אחרונים ב-fMRI העידו על כך כי ייתכן וגם במקרה של עיבוד אינפורמציה של טעם ישנה הפעלה לא-סימטרית של שני אזורי המוח המעבדים אותות אלו. המחקר הנוכחי, שנערך במעבדתו של פרופ' רוזנבלום בשיתוף תלמיד המחקר שרון אינברג כחלק מעבודת הדוקטורט שלו ביחד עם ד"ר אלינה אלקובי וד"ר אפרת אדרי, בדקו תופעה זו בפעם הראשונה ברמה המולקולארית.

לשם כך בחרו החוקרים לבחון את הביטוי של חלבון בשם ARC , מולקולה אשר מתבטאת רק בתאי עצב, לוקחת תפקיד מכריע בתהליך גיבוש זיכרונות ופלסטיות סינפטית וביטוייה הכמותי קשור קשר הדוק  בפעילות תאי העצב. החוקרים חשפו עכברי מעבדה לטעם חדש, וכך יצרו אצלם זיכרון חדש של טעם: ההשערה הייתה כי בעת למידה של זיכרון חדש, הם ימצאו עליה בכמות חלבון ה-ARC  באזור המוחי אשר מעבד אינפורמציה של טעם. 

להפתעתם, ההיפותזה הופרכה שכן החוקרים לא קיבלו עלייה מתאמית בין כמות החלבון לבין הפעילות בקליפת המוח. אולם כשהביטו בפעילות החלבון בכל אחד מצדדי המוח הם ראו את התמונה הבאה: א-סימטריה ברורה בין שני חצאי המוח בביטוי החלבון כאשר הטעם הנבדק היה חדש וסימטריה בביטוי החלבון בין שני חצאי המוח כאשר הטעם היה מוכר. יתרה מזאת, הצד הדומיננטי היה אקראי- פעם שמאל ופעם אחרת ימין ולכן החוקרים לא יכלו לחזות איזה צד הוא הגבוה ואיזה צד הוא הנמוך. עוד מצאו החוקרים כי ככל שהחולדות מכירות יותר את הטעם, כך הפעילות הא-סימטרית פוחתת (הפער בין ביטוי החלבון בצד אחד לצד השני יורד) וכשהחולדות מכירות את הטעם לגמרי אז המוח פועל במתכונת סימטרית לחלוטין. כדי לבחון האם הפעילות הא-סימטרית אכן חשובה בתהליך של גיבוש זיכרון הם פגעו בביטוי הגנים בצד הדומיננטי – ומצאו שפגיעה זו שקולה לפגיעה בשני הצדדים – והמשמעות - ומחיקת הזיכרון.

כאמור, זו הפעם הראשונה שפעילות א-סימטרית נחקרה בכלל בהקשר של תהליכים תקינים של גיבוש זיכרון ברמה מולקולארית. לדברי החוקרים, מכיוון שלמדע יש כלים לגרום לפעילות א-סימטרית של המוח (לדוגמא הפעלה באמצעות שדה חשמלי הנובע משדה מגנטי ב- TMS) , לגילוי זה השלכות יישומיות על מגוון של הפרעות הקשורות לגיבוש זיכרון. עוד הם הוסיפו כי סביר להניח שכלל הפעולות הקשורות לעיבוד מידע חושי, שגיבוש זיכרון הוא חלק מהן, נדרשת פעולה א-סימטרית של המוח. 

"אנו יודעים שמחלות כמו אוטיזם, סכיזופרניה ואלצהיימר קשורים לתפקוד לקוי של עיבוד אינפורמציה חושית. אנחנו גם יודעים שמחלות אלה קשורות בתפקוד לקוי של הפעילות הא-סימטרית. כעת, כשמצאנו בפעם הראשונה שקיים קשר גם בין עיבוד חושי ופעילות א-סימטרית, נפתחים בפנינו כיוונים חדשים למחקר שיכול להביא להבנה טובה יותר של תפקוד המוח הבריא והחולה", סיכמו החוקרים.