כיום, נשמע מטופש לומר שנפש האדם קשורה לזרימה של נוזל בין חללים ריקים בתוך המוח, אבל בימים ההם הרפואה כולה עסקה בנוזלים בתוך הגוף ובאיזון ביניהם. רופאים ייחסו את בריאותו של האדם לאיזון בין סוגים שונים של נוזלים בתוך הגוף. הם חשבו במונחים של נוזלים מאחר שקִדמת המדע באותם זמנים הייתה קשורה להעברת מים ממקור אל יעד מסוים, כלומר לעיר או לחווה יְבֵשה. לא היו מכונות או מחשבים שיכלו לבנות סֶכֶר, אבל היו הרבה ערוצים וגשרים מעשי ידי-אדם שדרכם אפשר היה להעביר מים ממיקום אחד לאחר. חפשו בגוגל “מוביל מים”, ותמצאו תמונות מדהימות של ערוצי המים והגשרים האלה! במצרים, ביוון ובארצות המזרח התיכון השכנות לא היה הרבה גשם. לכן, אנשים נדרשו לחשוב הרבה על נוזלים וכיצד אפשר להעביר אותם ממקום למקום. מאחר שהם חשבו כל הזמן על נוזלים, מציאת קבוצת חדרים בתוך המוח שהיו מחוברים ביניהם ומלאים בנוזל בעל מראה ייחודי הייתה עבורם פריצת דרך גדולה. הם חשבו שהם גילו את המקום שבו שוכנת נפש האדם!

כפי שאתם יכולים לראות, תיאוריות מדעיות תמיד עוקבות אחרי השיטות הרוחוות באותה התקופה. כאשר השיטה היתה קשורה בנוזלים ובזרימתם, המדענים ניסו להסביר את תפקוד המוח במונחים של נוזלים ושל זרימתם בחללי המוח. כיום, השיטה הרווחת קשורה במחשבים ובחישוב, לכן הרבה מדענים מנסים להסביר את מוח האדם באמצעות השוואות לאופן פעולה של מחשב. במאה הבאה, כאשר החברה תתקדם מעבר למחשבים, דורות העתיד יצחקו על ההסברים שלנו ויחשבו שזה היה טיפשי לחשוב שהמוח פועל כמו מחשב!

לפני שנתקדם הלאה אל העידן שלנו, הרשו לי לספר לכם על לאונרדו דה וינצ’י. הוא היה די גאון. הוא תהה לעצמו על הרעיון שנפש האדם שוכנת בחדרי המוח, שמלאים בנוזל השקוף והצלול. הוא חשב שזה פשוט לא הגיוני לשכֵּן את נפש האדם בתוך החדרים האלה. מה עם חיות אחרות? האם להן אין מוחות עם חללים מלאים בנוזל? מה אם החללים שלהן גדולים יותר? האם היינו אומרים אז שיש להן נפשות גדולות יותר? הוא המשיך וחקר את גודלם של חדרי המוח וצורתם, והראה שגם לחיות אחרות, כמו גמלים ועיזים, יש חדרים במוח, ושגודלם אפילו מרשים יותר מאשר גודל חדרי המוח שלנו [2]. בן אדם שפוי לא היה אומר שלגמלים ולעיזים יש נפשות גדולות יותר מאשר לאנשים. אז כל הרעיון הזה חייב להיות משוגע! למעשה, ברפואה של היום אנו מסכימים עם דה וינצ’י. חדרי מוח גדולים יותר הם לעיתים סימן להפרעות פסיכיאטריות כמו למשל סכיזופרניה!

לאחר שהרעיון של חדרי מוח מלאים בנוזל נזנח, דרוש היה למצוא הסברים אחרים לשאלה כיצד המוח פועל. מדען אוסטרלי בשם פרנץ יוזף גאל קידם את הרעיון שישנם מרכזים מסוימים במוח שהם בעלי תפקודים מסוימים [3]. הרעיון הזה, אשר נקרא פְרֶנוֹלוֹגְיה, טען שאם משתמשים בחלק מסוים במוח באופן תדיר אז נעשים טובים מאוד בהפעלתו, ואותו החלק במוח גדל ויוצר בליטה קטנה בעצם הגולגולת. בואו נגיד שבמוח יש מרכז שקשור במתמטיקה. אם תעסקו כל הזמן במתמטיקה, תהפכו להיות טובים מאוד בה. אתם עשויים להפוך להיות כמו איינשטיין. אם זה קורה, מרכז המתמטיקה במוח שלכם גדל במידה משמעותית. אם אחקור את עצם הגולגולת שלכם, אני אמור, לפי הפרנולוגיה, לראות בליטה קטנה בראשכם בדיוק מעל למרכז המתמטיקה. אותו הדבר תקף גם לאהבה, ליחסי מין, לרגשות, לשפה וכדומה. כך שאם תחקרו את הבליטות בעצם הגולגולת של אדם מסוים, אתם אמורים להיות מסוגלים לנחש אלה פעילויות אותו אדם מבצֵּע בצורה טובה. אתם יכולים לקרוא לרעיון המשוגע הזה “בליטותולוגיה!” הרבה משרדים בעבר התמחו במחקר של בליטות בראשים ותיאור אופי האדם על פיהן. אם רציתם להתחתן עם מישהו, יכולתם לקחת את בן או בת זוגכם לאחד המשרדים האלה ולשאול את ה“בליטותולוגיסט” אם הבליטות שלכם מתאימות לבליטות של בן או בת זוגכם לעתיד.

הגענו רחוק מאוד מאותם ימים חשוכים של בּוּרוּת. כיום אנו יודעים שחדרי המוח אינם יכולים להיות המקום שבו מאוחסנת נפש האדם. אנו גם יודעים שכל תיאוריית הפרנולוגיה אינה נכונה. המוח אינו גדל משמעותית בנפחו בעקבות שימוש באזור מסוים, ואינו גורם לבליטות בגולגולת [4]. במקום זאת, אנו יודעים שבִּינַת האדם נוצרת במוח על-ידי 100 מיליארד תאי העצב שלו. מעניין מכך אפילו יותר, שלא כמו אף תא אחר בגוף, לתאי העצב יש ענפים אשר מחבְּרים אותם עם תאים אחרים, והם יכולים “לדבֵּר” זה עם זה. המוח נראה תחת מיקרוסקופ כמו יער עם הרבה ענפים שמחבְּרים בין תאים סמוכים, אבל גם שורשים שמטיילים הרחק ומחבְּרים את התאים עם תאים מרוחקים. מאחר שתאי המוח מחוברים יחד, תפקודים מוחיים נוצרים בפעולה קולקטיבית של אזורים מחוברים. זה כמו עיר עם הרבה שכונות, וכל שכונה תלויה פחות או יותר בשכונות אחרות. אולם לכל שכונה יש אופי משלה, ובמוח אנו מכנים זאת “תפקודים בעלי התמחוּת אזורית”, כשהכוונה היא שכֹּל אזור במוח מתמחה בביצוע מטלה מסוימת.

עובדה מרתקת נוספת לגבי המוח היא שהתָּאים שלו מייצרים חשמל, ותאי המוח (תאי עצב) “מדבְּרים” אחד עם השני באמצעות שליחת אותות חשמליים. כעת דמיינו שאתם יושבים במסוק ומסתכלים מטה על יער עבות. אתם רואים הרבה ענפים שנוגעים אחד בשני, אולם אינכם שומעים הרבה רעשים. אם תשלחו למטה מיקרופון תוכלו להתחיל לשמוע כל מיני דברים: ציפורים שרות, עלים נופלים, קופים שקופצים מסביב ויגוארים שמתהלכים באזור. אם תשתילו את מיקרופוני הריגול האלה במשך כמה ימים, אתם תלמדו הרבה דברים מעניינים על החיים ביער. זה מה שאני עושה למחייתי: אני מקשיב לצלילים של המוח ומנסה להבין כיצד המוח פועל באמצעות רישום הפעילות החשמלית מפינות שונות במוח. אם אתם מתעניינים ב“צלילים” של המוח, הקשיבו לווידיאו הזה.

לאחרונה התחלנו ללמוד הרבה על תפקוד המוח פשוט באמצעות ציתות לאותות החשמליים שמיוצרים בחלקים שונים ביער המוחי. אנו עושים זאת באמצעות השתלת אלקטרודות בתוך המוח (ראו איור 1). האלקטרודות האלה פועלות כמו “מיקרופוני ריגול” שמושתלים באזורים שונים ביער. אנו מקשיבים לפעילות החשמלית ומנסים לפענח את הצופן של פעילות שכזו. כדי לעשות זאת, אנו מסירים את עצם הגולגולת וכך משיגים גישה ישירה לפני השטח של המוח.

אולם מדוע אנו עושים זאת? אם כן, ישנם חולים שסובלים מהתקפים אפילפטיים בלתי נשלטים. ההתקפים שלהם יכולים להופיע בצורת פרכוסים עזים של כל הגוף, או בתור בהייה מתונה אל החלל בלי שהם מודעים למה שקורה סביבם. המצבים החריגים האלה של תפקודים מוחיים (כלומר, הֶתְקפים) נגרמים על-ידי “ירי חשמלי” חריג של חלק מהתאים בחלק מהפינות ביער המוחי. אנו מטפלים בחולים כאלה תחילה באמצעות תרופות, אולם אם התרופות אינן עוזרות למטופל אנו שוקלים אפשרות של ניתוח מוחי. כן, הבנתם נכון. אנו פותחים את עצם הגולגולת ומשתילים מערך של אלקטרודות על גבי האזור במוח שעשוי להכיל את מרכז הפעילות של ההתקפים. אנו משתילים את האלקטרודות כמו רשת, ומחכים שחיית ההתקף תצא ממקום המחבוא שלה. ברגע שזה קורה, אנו יודעים בדיוק אלה אלקטרודות רשמו את פעילות ההתקף ראשונות, ואנו יודעים איזה אזור במוח הוא האזור של התקפי החולה. על-ידי הסרת אזור המוח הזה אנו מסירים את “תאי ההתקף”, ומאפשרים למטופל להיות חופשי מהתקפים.

במהלך תקופת ההמתנה הזו אנו מבקשים מהמטופלים להשתתף בכמה ניסויים, שהם כמעט כמו משחקי מחשב שמשחקים ממחשב נייד. לדוגמה, מסך המחשב מקפיץ תמונות של פרצופים, גיטרות, חלקי גוף, נופים וכדומה, או מספרים ומילים דומות כמו שתיים, 2, שמיים, שבע, 7, שקע וכדומה. המטופל מתבקש לצפות בהן בתשומת לב או להקריא אותן בקול רם. אנו מקשיבים לפעילות המוח שמוקלטת מכל אלקטרודה בנפרד, ומנסים לראות אם ישנם אזורים במוח ש“אכפת” להם יותר מקטגוריה מסוימת של תמונות או מילים מאשר מקטגוריות אחרות.

רישומים בחולים האלה אפשרו לנו לבחון בדיוק מדהים את התפקוד של אוכלוסיות תאי עצב במוח האדם. במחקר שבוצע לאחרונה הקשבנו לפעילות האלקטרופיזיולוגית (כלומר הפעילות החשמלית שמקוֹרה בתאים ביולוגיים) באזורים שונים במוח בחולה שהושתלו לו אלקטרודות בתוך המוח. כפי שדוּוח בפרסום האחרון שלנו [5], מצאנו זמזום מוגבר של פעילות חשמלית בתגובה לצפייה בפרצופים בפינה מסוימת של המוח (איור 2). מה שהיה כל כך מפליא הוא ההשפעה של הפרעה לפעילות החשמלית של האזור הזה בעת שהמטופל היה ער והסתכל סביב על פרצופים או פריטים אחרים בחדר שלו. אנו יוצרים הפרעה בתפקוד של אזור המוח על-ידי שליחת אותות חשמליים בתדר של 50 הרץ (50 מחזורים בשנייה) דרך שתי האלקטרודות שנוגעות במוח. אם אתם זוכרים, תאי העצב פועלים עם חשמל. אם שולחים אותות חשמליים בתדר אקראי של 50 הרץ, זה מבלבל את התאים. התהליך מכונה “גירוי מוח חשמלי”. אין זה מדויק להשתמש במונח “גירוי” מאחר שלא באמת “מגרים” את אזור המוח. פשוט שולחים לשם חשמל ומבלבלים את התאים. אם אתם מעוניינים לדעת מה קורה כאשר מגרים חשמלית את המוח באזורים שונים, הסתכלו על המאמר שלנו שמסכם את מרבית הניסויים החשובים בתחום במאה השנים האחרונות [6]. במקרה של המטופל שלנו עם גירוי חשמלי של אזורים שקשורים בזיהוי פנים, מה שראינו היה מפליא. מצאנו קבוצות של תאי עצב שהיו מופעלות באופן פרטני כאשר המטופל ראה תמונות של פרצופים. ביקשתי מהמטופל להסתכל על הפנים שלי ואז יצרתי הפרעה בתפקוד של התאים הבררניים לפנים האלה. הוא דיווח על משהו מדהים: הוא אמר שהפנים שלי התעוותו! הפכתי למישהו אחר! (אתם יכולים לצפות בווידיאו של המטופל הזה בכתבה באתר של העיתון למדעי המוח). זוהי ללא ספק דוגמה להתמחות תפקודית במוח האדם.

במחקר אחר [7], בחנו את התגובה של אוכלוסיית תאי עצב לקבוצה של סמלים כתובים: מספרים כמו “2”, “6”, “7”; מילים המבטאות מספרים כמו “שתיים”, “שש”, “שבע”; ומילים שאינן קשורות למספרים במשמעותן אך נשמעות ונכתבות בצורה דומה, כמו “שמיים”, “שם”, “שקע” וכדומה. באופן מפתיע, מצאנו שבמיקום מסוים במוח תאים מתחילים “לירות” אותות חשמליים כאשר מוצגים מספרים, אבל כמעט שאין שם “ירי” כאשר מציגים מילים שמבטאות מספרים או מילים דומות אחרות. כדי לבחון זאת יותר לעומק הראינו למטופלים מִסְפרים אמיתיים (ראו באדום באיור 3 את הסמל (1 ומספרים “שבורים” או מעוותים (ראו את הסמל הירוק באיור 3). גילינו שהאזור במוח שמגיב למספרים אמיתיים ממוקם בתוך אזור גדול יותר שמגיב לכל סוג של קווים מקושקשים עם זוויות וקימורים (כמו המספר השבור בירוק). מה שאנו חושבים שקורה הוא שאבותינו הקדמונים שהתגוררו על עצים, ובני אדם בעת לידתם, קולטים ענפים שחוֹצים ענפים אחרים, קווים שחוֹצים קווים, ועבור הקלט הזה הם משתמשים באזור גדול יחסית במוח (האזור הירוק). אולם בתהליך של רכישת השכלה, אנשים מכיילים (באופן בלתי מודע) את הפעילות של קבוצה נבחרת של תאים במוח [8] (האזור האדום) להגיב לקווים עם זוויות וקימורים מסוימים שמייצגים סימנים “מיוחדים” אשר אנו מכירים כמִסְפרים. הסמלים האלה מיוחדים מאחר שהם נראים באופן שכיח בתרבות שלנו, ויש להם משמעויות מסוימות מאוד.

בואו נגבש מסקנות על בסיס מה שסקרנו עד כה. המוח בנוי מתאים שיוצרים קשרים. תפקוד מסוים של המוח תלוי ברשת שלמה של תאים שמחוברים יחדיו. בהינתן שכֹּל אתר במוח מחובר לקבוצה מסוימת של אזורים במוח, תאים שמתמחים בזיהוי פנים או מספרים עובדים כמו צמתים מרכזיים בתוך רשת גדולה יותר של אזורי מוח שעובדים יחד. לדוגמה, כאשר רואים פרצוף או מספר, התאים המומחים האלה “מדבְּרים” עם תאים אחרים שמאחסנים את השמות שקשורים באותם הַפָּנים או את המשמעות של המספרים או של הצלילים שלהם, וכדומה. כך שקבוצה של אזורים מופעלת פתאום כאשר רואים פרצוף או מספר, ואנו נעשים מודעים באופן אוטומטי למשמעות ולחשיבוּת שלהם. אם הַפָּנים הם פנים של מישהו שאנו מעריצים אנו מפעילים אזור נוסף במוח שמתמחה בהפעלת רגשות של הערצה, וכדומה.

מה שעדיין לא גילינו הוא כיצד מתאפשרת התודעה האנושית. העובדה שתאים מגיבים לפנים ו/או מספרים זה דבר אחד, אולם העובדה שישנה חוויה מודעת לכך שזה אני שרואה את הפרצוף המסוים וחווה את ההערצה בכל מאודי, זה דבר אחר לגמרי. כיצד “ירי” של אותות חשמליים במוח קשור לחוויות פנימיוֹת כל כך חיות? זוהי שאלה שנשארת פתוחה עבור המוחות הצעירים שלכם שמתעניינים במדעי המוח. יהיה מרתק מאוד אם תצליחו לגלות כיצד אזורי מוח שונים עובדים יחד, וכיצד התפקודים שלהם מסונכרנים ומשתלבים זה עם זה. התקדמנו הרבה מאז חדרי המוח המלאים בנוזלים ובליטות בגולגולת, אולם אנו עדיין רחוקים מהבנה של תפקוד המוח. העתיד כולו שלכם, חבריי! יש הרבה מה לגלות.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.