Frontiers for Young Minds

Frontiers for Young Minds
תפריט
רעיון מרכזי פורסם: 10 באוקטובר, 2019

ידיעת הַנִּרְאֶה

תַקצִיר

האם אי פעם תהיתם כיצד אתם יודעים את מה שאתם רואים? לדוגמה, כאשר אתם רואים אובייקט עגול ואדום במכולת, כיצד אתם יודעים שהוא נקרא תפוח ושאפשר לאכול אותו? סוג הַיֶּדַע הזה נקרא זיכרון סֶמַנְטִי. זיכרונות סמנטיים נלמדים לאורך כל החיים, ואפשר לגשת אליהם בלי להיזכר בחוויה מסוימת. במילים אחרות, אינכם צריכים להיזכר בפרטים של הפעם האחרונה שאכלתם תפוח כדי לזהוֹת תפוח במכולת. למרות שהידע על תפוחים עולה בכם בקלות כשאתם רואים אותם, קישור בין זיכרון סמנטי ובין ראייה דורש מהמוח שלכם המון כוח! מטרת המאמר הזה היא להסביר כיצד המוח מבצע את המטלה הזו, ולתאר את התפקודים של אזורי מַפְתֵּחַ במוח. נוסף על כך נדון בחשיבוּת התפקודית של קישור בין זיכרון סמנטי ובין ראייה.

ידיעת הנראה

אם הייתם מתבקשים לתאר את הסביבה שבה אתם נמצאים כעת, ככל הנראה הייתם מתחילים בשִׁיּוּם (נתינת שמות) של כל מה שאתם רואים, כמו למשל שולחן, מחשב, תפוח ובננה. זה אולי נראה פשוט, אולם האם אי פעם תהיתם כיצד אתם יודעים את מה שאתם רואים? לדוגמה, כיצד אתם יודעים שהאובייקט האדום והעגול שעל שולחנכם נקרא תפוח ושאפשר לאכול אותו? כיצד אתם יודעים שגם תפוחים וגם בננות הם פירות, אף על פי שהם נראים שונים מאוד זה מזה? למרות שהראייה מתחילה בתוך העין, המוח שלכם אחראי על קישור בין מידע חזותי (ראייתי) ובין יֶדַע על אובייקטים. במאמר זה נתאר מדוע התהליך הזה חשוב וכיצד הוא מתרחש במוח.

נתיב הראייה הגחוני

הצעד הראשון לקראת ידיעה של מה שאנו רואים מתרחש כאשר המידע החזותי נשלח מהעיניים אל המוח. קליפת המוח הראייתית הראשונית, אשר ממוקמת בחלק האחורי של המוח, היא אחד האזורים הראשונים במוח שמקבלים מידע מהעיניים. האזור הזה מעבד רק את המידע הבסיסי ביותר על העולם החזותי כמו למשל קווים; פינות; צבעים וכיוונים של תנועה. לאחר מכן, קליפת המוח הראייתית הראשונית שולחת את המידע הבסיסי הזה הלאה במוח לאורך נתיב הראייה הַגָּחוֹנִי (באנגלית הנתיב הזה מְכֻנֶּה “ונטרלי” – ventral, כאשר המשמעות הלועזית של המילה היא “בטן”; ראו איור 1). עיבוד המידע שמבוצע בנתיב הראייה הגחוני תומך בידיעה המודעת שלנו לגבי מה שאנו רואים, ומאפשר לנו לְדַבֵּר על מה שאנו רואים.

איור 1 - נתיב הראייה הגחוני (ונטרלי) A.
  • איור 1 - נתיב הראייה הגחוני (ונטרלי) A.
  • האיור מציג היכן נמצאות קליפת המוח הראייתית הראשונית (בירוק) והאונות הרקתיות הקדמיות (בכחול) במוח האדם. החץ שמחבר בין שני האזורים האלה מתאר את נתיב הראייה הגחוני. B. הפאנל הזה מציג כיצד מידע חזותי משולב בעודו מתקדם דרך נתיב הראייה הגחוני. מאפיינים חזותיים פשוטים ממוקמים בחלק האחורי של המוח. אובייקטים קבועים וזיכרון סמנטי מיוצגים באונת המוח הרקתית הקדמית.

נתיב הראייה הגחוני מְשַׁלֵּב בין מידע חזותי פשוט כמו קווים; פינות וצבעים כדי ליצור אובייקטים שלמים. המידע נשלח הלאה מאזור אחד במוח לאזור אחר בסדרה של צעדים. ראשית, קווים ופינות מועברים מקליפת המוח החזותית הראשונית לאזור אחר במוח שמשלב בין קווים ופינות ליצירה של צורות פשוטות, כמו משולש או ביצה. הצורות האלה מועברות הלאה לאזור אחר במוח שצובע אותן בצבעים שונים. אזור אחר מוסיף לצורות מרקמים. התהליך הזה ממשיך כך שלאורך נתיב הראייה הגחוני אובייקטים נעשים מורכבים יותר ויותר. דוגמאות שונות לאובייקטים מורכבים יכולות להיות אף; עיניים ופה, או גלגלים; מושב; מסגרת של תמונה ומוט היגוי. בהמשך הדרך בנתיב זה אזור מוחי אחד מְשַׁלֵּב בין כל המאפיינים של האובייקט ויוצר אובייקט שלם, כמו פָּנִים או אופניים. בשלב האחרון בנתיב, אזור במוח שנקרא האונה הרקתית הקדמית מְקַדֵּד את האובייקטים ויוצר קטגוריה אינוורינטית (קבועה) [1].

המילה אינוָוריאַנטי משמעותה שהמוח מייצג אובייקטים בדרך שאינה משתנה (בלועזית המילה invariant מורכבת מצמד המילים “in-” שמשמעותה “שאינו” ו-“variant” שמשמעותה “משתנה”). בהקשר לראייה, משמעות המילה אינווריאנט היא שאנו מסוגלים לראות אובייקט מזוויות שונות, מרחקים ותנאי תאורה שונים, ועדיין אנו יודעים שזהו אותו האובייקט למרות ההבדלים בדרך שבה הוא נראה. לדוגמה, אתם צריכים לראות את המורה שלכם בצורה אינווריאנטית כדי לדעת שהיא אותו בן אדם כאשר היא מסובבת את ראשה ומסתכלת על תלמיד אחר בקצה השני של הכיתה! אותו הרעיון נכון גם עבור אובייקטים יומיומיים. לדוגמה, אתם צריכים להיות מסוגלים לזהוֹת את האופניים שלכם ללא תלות במי שרוכב עליהם, בצורה שבה הם עומדים כשהם מושענים על הקיר או שוכבים על המדרכה. העובדה שהמוח יכול לייצג אובייקטים בצורה אינווריאנטית היא חשובה ביותר. המשמעות היא שאובייקטים שאנו רואים יכולים להיות מחוברים לסוגים אחרים של מידע במוח, כמו למשל מידע כללי על אובייקטים, שאותו מכנים זיכרון סֶמַנְטִי.

מהו זיכרון סמנטי?

באופן כללי, זיכרון הוא היכולת להחזיק מידע במוח שלכם לאורך זמן, בלי שצריך להזכיר לכם אותו. ישנם סוגים שונים של זיכרון שתלויים בסוג המידע ובכמות הזמן שבּה הוא מוחזק. באופן כללי, כאשר אנשים מדברים על זיכרון בחיי היומיום הם מתכוונים למה שנקרא זיכרון דקלרטיבי (מוצהר), שהוא היכולת לזכור במודע משהו מהעבר. ישנם שני סוגים של זיכרון דקלרטיבי: זיכרון אֶפִּיזוֹדִי (אירועי) וזיכרון סמנטי (ראו איור 2). זיכרון אפיזודי הוא היכולת לאחסן ולזכור מידע על אירועים (אפיזודות) מסוימים שחוויתם באופן אישי. לדוגמה, זכירת התפוחים שאספתם עם משפחתכם בפרדס בקיץ שעבר היא זיכרון אפיזודי.

איור 2 - זיכרון סמנטי וזיכרון אפיזודי זיכרון אפיזודי (משמאל) מתייחס לידע שנלמד לאורך התנסויות רבות.
  • איור 2 - זיכרון סמנטי וזיכרון אפיזודי זיכרון אפיזודי (משמאל) מתייחס לידע שנלמד לאורך התנסויות רבות.
  • התכנים של זיכרון סמנטי יכולים לעלות בזיכרון בלי שצריך להיזכר בפרטים של אירוע מסוים. זיכרון אפיזודי (מימין) מתייחס לזיכרון של אירועים מסוימים, כמו למשל הפעם שבה אספתם עם משפחתכם תפוחים בפרדס.

זיכרון סמנטי הוא די שונה מזיכרון אפיזודי. במקום זיכרון של הדברים השונים שקרו לכם בחיים, זיכרון סמנטי מתייחס לַיֶדַע ולעובדות שנוגעים לעולם ומאוחסנים במוחכם. הזיכרון האפיזודי שלכם שייך לכם בלבד – לאנשים אחרים אין גישה לזיכרון שלכם. אולם הזיכרון הסמנטי שלכם משותף עם אנשים אחרים, והוא נלמד באיטיוּת ולאורך זמן. במילים אחרות, אינכם צריכים לזכור חוויות מסוימות שחוויתם עם תפוח כדי לדעת שהוא פרי שאפשר לאכול אותו. הידע הזה על תפוחים הוא דוגמה לזיכרון סמנטי. אולם עֻבְדַּת היותם “פירות שניתנים לאכילה” אינה מאפיינת תפוחים בלבד – היא מתארת גם בננות, אגסים והרבה מאכלים אחרים שאנו אוכלים. לכן, הקונספט של תפוח מאוחסן בזיכרון הסמנטי כאוסף של מאפיינים. אוסף המאפיינים שמתאר תפוחים בלבד כולל את העובדה שהם עגולים; אדומים או ירוקים; מתוקים; בעלי עוקץ (החלק שדרכּוֹ הם מחוברים אל העץ) וזרעים, וגדלים על עצים. מאחר שידע על אובייקטים מאוחסן כאוספים של מאפיינים, אנו יכולים להבין במהרה כיצד אובייקטים קשורים זה לזה. לדוגמה, אנו יודעים שתפוחים ובננות דומים מאחר שהם חולקים כמה מאפיינים: הם פירות; הם אכילים; הם מתוקים והם גדלים על עצים.

דֶּמֶנְצְיָה סמנטית – כשלסאלי הַנָּאקָה אין דַּבָּשׁוֹת

בפסיכולוגיה, אחת הדרכים המעניינות ביותר להבין כיצד המוח פועל היא לבחון מה קורה כשהוא ניזוק. הרבה ממה שאנו יודעים על זיכרון סמנטי מגיע מאנשים שיש להם דמנציה סמנטית, אשר גורמת לבעיות בזיכרון סמנטי. לאנשים בעלי דמנציה סמנטית יש סוג מסוים של נזק מוחי אשר גורם להם לאבד ידע על אובייקטים יומיומיים, כולל השמות של אובייקטים; המאפיינים שלהם וכיצד הם קשורים זה לזה. לדוגמה, כאשר מראים לאדם עם דמנציה סמנטית תמונה של נָאקָה (נקבת הגמל), הוא עשוי שלא לדעת מדוע יש לה בליטות (דַּבָּשׁוֹת) על הגב, או היכן היא חיה, ובטעות לקרוא לה “כלבה”. כאשר המחלה מחמירה, אנשים עם דמנציה סמנטית יכולים אפילו לשכוח את שמותיהם של כל בעלי החיים, ולהיות מסוגלים לומר רק שיש “חיה” בתמונה בלי לדעת איזה סוג של חיה. האובדן הזה של ידע על אובייקטים יכול להיראות בצורה מפורשת בציורים שאנשים בעלי דמנציה סמנטית מציירים [2]. כפי שאפשר לראות באיור 3, כשאנשים בעלי דמנציה סמנטית מתבקשים לצייר ברווז, גמל, כלב ים וצפרדע מהזיכרון שלהם, הציורים שהם מציירים נראים די דומים זה לזה אפילו שהחיות האלה למעשה נראות שונות – כל הציורים כוללים מאפיינים המשותפים כמעט לכל החיות כמו למשל גוף, ראש, ארבע רגליים וזנב. חשוב להבחין בכך שאנשים עם דמנציה סמנטית אינם מציירים כלל מאפיינים שהם ייחודיים לכל אחת מהחיות, כמו למשל דבשת של גמל או סנפירים של כלב ים. אלה אינן הטעויות היחידות שמבצעים מטופלים בעלי דמנציה סמנטית. לעיתים הם עשויים להחזיק אובייקט או להזיזו באופן מוטעה [3]. לדוגמה, מטופל עם דמנציה סמנטית יכול לכנות מברשת שיניים בשם כפית, להחזיק אותה בצד של השׂערות במקום בצד של הידית, או לנסות להשתמש בה בתור מברג.

איור 3 - ציור חיות מהזיכרון אצל אנשים בעלי דמנציה סמנטית האיור הזה מציג את אובדן הידע על אובייקטים שמאפיין אנשים עם דמנציה סמנטית.
  • איור 3 - ציור חיות מהזיכרון אצל אנשים בעלי דמנציה סמנטית האיור הזה מציג את אובדן הידע על אובייקטים שמאפיין אנשים עם דמנציה סמנטית.
  • האדם הראשון הסתכל על תמונה של חיה (שורה עליונה), ואז התבקש לצייר אותה אחרי הַמְתָּנָה של 10 שניות בלבד. כפי שאפשר לראות בשורה התחתונה, בציורים חסרים פרטים והם נראים יותר דומים זה לזה בהשוואה לחיות שהמשתתפים התבקשו לצייר. האיור מושאל ברשות מ-Macmillan Publishers Ltd., Nature Reviews Neuroscience, Patterson et al. [2], Copyright 2007.

היכן הזיכרון הסמנטי מאוחסן במוח?

מטרה אחת של מדעי המוח היא להבין כיצד אזורים שונים במוח תומכים בסוגי זיכרון שונים. דרך אחת להגשים את המטרה הזו היא לבחון מוחות של אנשים בעלי לקויות שמשפיעות על סוגים מסוימים של זיכרון. לדוגמה, אם אנו רוצים להבין היכן זיכרון סמנטי מאוחסן במוח אנו יכולים להסתכל על מוחות של מטופלים בעלי דמנציה סמנטית שחוֹוִים קשיים בזכירת מידע על אובייקטים. אם קבוצה שלמה של מטופלים בעלי דמנציה סמנטית היא בעלת נזק באותו האזור המוחי, אנו יכולים להסיק שאזור המוח הזה מְשַׂחֵק תפקיד חשוב בזיכרון סמנטי. למרבה המזל, יש לנו מכשירים שמאפשרים לנו לבצע בדיוק את זה. דימות תהודה מגנטית )magnetic resonance imaging, או בקיצור – MRI) משתמש בשדות מגנטיים חזקים כדי לצלם את המוח. כאשר אנו מסתכלים על התמונות האלה אנו רואים היכן מצוי הנזק המוחי אצל המטופל. שיטה זו הראתה שהאונות הרקתיות הקדמיות במוח לעיתים קרובות ניזוקו אצל אנשים בעלי דמנציה סמנטית. עובדה זו מרמזת על כך שזיכרון סמנטי, אשר כולל יֶדַע על אובייקטים, מאוחסן באונות הרקתיות הקדמיות. כפי שצוין קודם לכן, האונות הרקתיות הקדמיות הן גם האזור שבו אובייקטים מיוצגים באופן אינוורינטי בתוך נתיב הראייה הגחוני (ראו איור 1). הממצאים האלה מעידים על כך שייצוגים של אובייקטים אינוורינטיים מקושרים לזיכרון סמנטי באונות הרקתיות הקדמיות.

מהי המטרה של זיכרון סמנטי?

בתור נקודת התייחסות אחרונה, כדאי לשאול למה זיכרון סמנטי טוב, ומדוע הוא התפתח מלכתחילה. כדי לענות על השאלות האלה אנו צריכים לחזור לראייה! בני אדם, ובעלי חיים רבים אחרים, סומכים על הראייה שלהם כדי לדעת כיצד לְתַקְשֵׁר עם העולם. לדוגמה, כאשר אנו הולכים אנו משתמשים בראייה כדי לוודא שאיננו נתקלים במשהו או מוֹעדים על גבי מכשולים בדרכנו. אנו גם משתמשים בראייה כדי להנחוֹת בזהירוּת את ידינו כאשר אנו פורסים תפוח באמצעות סכין חדה. אולם כשאתם רואים אובייקט לראשונה, כיצד המוח שלכם יודע מה לעשות איתו? לדוגמה, כשאתם שולחים יד למגירה לקחת סכין, כיצד אתם יודעים שאתם צריכים להחזיק בידית ולא בלהב? זיכרון סמנטי מְשַׂחֵק תפקיד חשוב בהחלטות האלה. יֶדַע על האופן שבו אובייקט פועל הוא חלק חשוב באוספֵי המאפיינים שמאוחסנים בזיכרון הסמנטי. במילים אחרות, זיכרון סמנטי כולל ידיעה של מתי וכיצד להשתמש בסוגים שונים של אובייקטים. כדוגמה, “ידית” היא מאפיין של סכינים, ובהתבסס על הזיכרון הקודם שלנו אנו יודעים להחזיק אובייקטים בצד של הידית שלהם, ולא בלהב שלהם!

מטופלים עם דמנציה סמנטית מראים לנו כיצד זיכרון סמנטי משפיע על האופן שבו אנו מְתַקְשְׁרִים עם העולם. כפי שצוין קודם, למטופלים האלה יש נזק באונות הרקתיות הקדמיות במוח. בעקבות זאת הם שכחו הרבה מהידע שהיה להם על אובייקטים. מטופלים עם דמנציה סמנטית מסוגלים להרים אובייקטים, אבל ייתכן שהם לא ידעו כיצד משתמשים באובייקט. לדוגמה, ייתכן שהם ישכחו שהשׂערות בקצה של מברשת שיניים משמשות לצחצוח שיניים, כך שהם יחזיקו את מברשת השיניים בצד של השערות ולא של הידית. באופן מעניין, בחלק מהמקרים אפשר לבלבל אפילו אנשים בריאים ולגרום להם לבצע טעויות כאלה. באופן נורמלי, כשאנשים בריאים מתבקשים להרים אובייקט משולחן הם יעשו זאת באמצעות תפיסה בידיות שלו, אפילו אם הידיות מופנות הרחק מהם. אולם כשאנשים מתבקשים לתפוס אובייקטים כאשר באותו הזמן הם עושים פעולה אחרת שֶׁמְּעָרֶבֶת זיכרון סמנטי, כמו למשל שִׂיּוּם עיר הבירה של צרפת, הם לעיתים קרובות יתפסו את האובייקטים בקצה שהכי קרוב אליהם, ממש כמו מטופלים בעלי דמנציה סמנטית [4]. במילים אחרות, כאשר דעתנו מֻסַּחַת אנו עשויים לתפוס את מברשת השיניים בקצה של השערות במקום בידית. הטעויות האלה מתרחשות מאחר שמערכת הזיכרון הסמנטית עסוקה בפתרון של מטלת הזיכרון הסמנטית מסיחת הדעת, והיא אינה מסוגלת לשחזר יֶדַע “תפקודי” על האופן שבּו יש להרים את האובייקטים.

סיכום

לסיכום, אנו יודעים את מה שאנו רואים בגלל האופן שבּו המוח שלנו מעבד מידע חזותי בנתיב הראייה הגחוני. כל מה שאנו רואים מעובד ראשית על-ידי העיניים שלנו. לאחר מכן העיניים שלנו שולחות את המידע לקליפת המוח הראייתית הראשונית בחלק האחורי של המוח. מִשָּׁם, מאפיינים פשוטים של העולם (קווים, פינות וצבעים) משולבים בשלבים שונים לאורך נתיב הראייה הגחוני. לדוגמה, בשלב אחד קווים משולבים ליצירת צורות, ולאחר מכן בשלב אחר הצורה משולבת עם צבע. השלב האחרון בנתיב הראייה הגחוני הוא באונות הרקתיות הקדמיות. כאן, כל המידע החזותי משולב כדי ליצור אובייקט שלם. האונות הרקתיות הקדמיות משלבות את האובייקטים שאנו רואים עם מה שאנו יודעים עליהם, מידע שמְכֻנֶּה זיכרון סמנטי. חשוב לציין שזיכרון סמנטי אומר לנו כיצד להשתמש באובייקטים באמצעות סיפוק מידע על התפקוד שלהם.

מילון מונחים

נתיב הראייה הגחוני (Ventral Visual Pathway): רשת של אזורים מוחיים אשר מְחַבֶּרֶת בין אזורים שאחראיים על עיבוד מידע חזותי ובין אזורים שאחראיים על זיכרון סמנטי, זיכרון אפיזודי, למידה ורגשוֹת.

זיכרון סמנטי (Semantic Memory): היכולת ללמוד ולזכור יֶדַע ועֻבְדּוֹת על העולם. זיכרונות סמנטיים נלמדים לאט ולאורך זמן. הידיעה שפסל החירות הוא מתנה מאנשי צרפת לאנשי ארצות הברית היא דוגמה לזיכרון סמנטי.

זיכרון אפיזודי (אירועי) (Episodic Memory): היכולת לאחסן ולזכור מידע על אירועים מסוימים שחוויתם באופן אישי. דוגמה לזיכרון אפיזודי היא זכירת הפעם הראשונה שבה ראיתם את פסל החירות.

דמנציה סמנטית (Semantic Dementia): אובדן הדרגתי של זיכרונות סמנטיים, כולל שמות של אובייקטים; המאפיינים שלהם, וכיצד אובייקטים שונים קשורים זה לזה. דמנציה סמנטית נגרמת על-ידי נזק לאונות הרקתיות הקדמיות.

הצהרת ניגוד אינטרסים

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


מקורות

[1] Mishkin, M., Ungerleider, L. G., and Macko, K. A. 1983. Object vision and spatial vision: two cortical pathways. Trends Neurosci. 6:414–7. doi: 10.1016/0166-2236(83)90190-X

[2] Patterson, K., Nestor, P. J., and Rogers, T. T. 2007. Where do you know what you know? The representation of semantic knowledge in the human brain. Nat. Rev. Neurosci. 8(12):976–87. doi: 10.1038/nrn2277

[3] Hodges, J. R., Bozeat, S., Ralph, M. A. L., Patterson, K., and Spatt, J. 2000. The role of conceptual knowledge in object use evidence from semantic dementia. Brain 123(9):1913–25. doi: 10.1093/brain/123.9.1913

[4] Creem, S. H., and Proffitt, D. R. 2001. Grasping objects by their handles: a necessary interaction between cognition and action. J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 27(1):218. doi: 10.1037/0096-1523.27.1.218