האם פוענח סודו של המוח?

מדענים מדווחים על התקדמות בצעד אחד נוסף לקראת פיתוח מודל ממוחשב של המוח, לאחר שגילו, בפעם הראשונה, דרך למפות הן את הקשרים והן את התפקודים של תאי העצב שבמוח.

במסגרת מחקר, שפורסם בכתב העת "Nature", חוקרים מקולג' לונדון שבבריטניה דיווחו על טכניקה שפיתחו בעכברים, שאיפשרה להם לשלב מידע על תפקוד תאי העצב עם מידע על הקשרים ביניהם.

המחקר הוא חלק מתחום חדש של מדעי המוח הידוע כ-"connectomics". בדומה לחקר הגנום, בו ממפים את המבנה הגנטי, בחקר המוח מנסים למפות את הקשרים של המוח הנקראים סינופסות. על-ידי התרת הסבך והיכולת למפות את הקשרים - ופענוח הדרך בה המידע זורם דרך המעגלים החשמליים במוח - המדענים מקווים להבין כיצד מחשבות ותפישות נוצרות במוח וכיצד תפקודים אלו משתבשים במחלות כמו אלצהיימר, סכיזופרניה ושבץ.

לדבריהם, הם החלו "להתיר את סבך" המורכבות של המוח, וברגע שאופי התפקוד והקשרים בין תאי העצב המשתרעים לאורך כל שכבות המוח יובן לגמרי, ניתן יהיה להתחיל לפתח סימולציית מחשב שתחקה את הדרך בה פועל האיבר המופלא. יחד עם זאת, הדגישו כי יידרשו שנים רבות של עבודת מדענים וחומרות עיבוד ממוחשבות רבות-עוצמה לפני שניתן יהיה לעשות זאת.

מיפוי הקשרים שבמוח אינו תהליך פשוט: במוח קיימים כמאה מיליארד תאי עצב, נוירונים, כל אחד מהם מחובר לאלפי תאי עצב אחרים וכך נוצרים כ-150 טריליון סינפסות. כדי להבין כיצד הרשת העצבית של המוח פועלת, צריך בראש ובראשונה להבין את התפקוד של כל אחד מהנוירונים, ולגלות לאלו תאי מוח אחרים הוא מקושר.

במסגרת המחקר הנוכחי, צוות החוקרים התמקד בראייה ובחן את הקליפה החזותית של מוח העכברים, המכילה אלפי תאי עצב ומיליוני קשרים שונים. בעזרת הדמיה ברזולוציה גבוהה במיוחד, הצליחו לזהות אלו מהנוירונים מגיבים לגירויים מסוימים.

למעשה, המדענים העבירו זרם לתת-קבוצה של נוירונים כדי לראות אלו נוירונים אחרים הגיבו ואלו מהם היו מחוברים על-ידי סינפסות. לאחר שחזרו על אותה טכניקה פעמים רבות, הצליחו לעקוב אחר התפקוד והקשריות של מאות תאי עצב בקליפה החזותית.

בעזרת שיטה זו החוקרים מקווים להתחיל ליצור מעין דיאגרמה של זרמים חשמליים במוח, באזורים כמו הקליפה החזותית. הטכניקה תוכל גם לעזור להם למפות את החיווט של אזורים המהווים בסיס למגע, לשמיעה ולתנועה.