הכאב כואב

האם אי פעם נפלת מהאופניים ושפשפת את הברך? סביר להניח שבתחילה די כָּאַב, ואולי אף בכית. אבל, כעבור יום-יומיים כנראה שהברך הפסיקה לכאוב. מה בדיוק גרם לכאב לפרוץ, ומה הפסיק אותו?

שאלה נוספת – האם הזדמן לך לחוות פגיעה עם המרפק בעצם כלשהו, כמו קיר או שולחן? אם חווית זאת, כנראה חשת כאב שונה מאוד: חזק וחד, שמרגיש קצת כמו זרם חשמלי, אך ללא נזק לעור או דימום. זהו סוג אחר של כאב, שקרוב לוודאי דעך ונעלם בתוך כמה דקות. כיצד שפשוף בברך או חבטה במרפק גורמים לכאב? מדוע כאבים אלה מרגישים כל כך שונה זה מזה? איפה הורגש הכאב – בברך איפה הורגש הכאב – בברך ובמרפק, או ברשתות של תאי עצב במוח? ולמה הכאב גרם לבכי?

הברכיים והמרפקים מקושרים למוח באמצעות סיבי עצב

בנפילה מהאופניים שגרמה לפגיעה בברך, נוצר בברך מֶסֶר שנשלח והגיע למוח (איור 1). אותות כאלה הם סוגים של פעימות ירי עצבי, אשר עוברים לאורך העצבים שבגופנו. עָצָב הוא צרור לבן וארוך המכיל אלפי חוטים ביולוגיים עדינים שנקראים סיבי עצב, או אַקְסוֹנִים. מֶסֶר הכאב נוצר בהתפצלויות מיוחדות בקצוות סיבי העצבים בברך המשופשפת. קצוות עצבים אלה מתרגמים כוחות פיזיקליים כמו לחץ וחום לאותות חשמליים. קצוות של סיבי עצב מסוימים מייצרים ירי עצבי כאשר מתרחשת נגיעה קלה בעור, בעוד שסוגים אחרים של קצוות סיבי עצב מגיבים לחום, לקור או לגירוד. השפשוף החזק שהתרחש כאשר הברך פגעה בקרקע גרם לירי עצבי בסיבי כאב. האותות הללו נעו לאורך העצב הַמְּקַשֵּׁר בין הברך למוח, ושם נוצרה תחושה של כאב. התחושה המורגשת: מגע, חום, קור או כאב, תלויה באֵילוּ סיבי עצב הופעלו ולאיפה בדיוק במוח הגיעו האותות. כששפשפת את הברך, הופעלו סיבי עצב רבים שייחודם הוא להגיב לכוחות חזקים. האותות החשמליים שנוצרו בברך הגיעו לחלקי המוח שגורמים לחוויה תחושתית של כאב.

התחושה שהרגשת בעת פגיעה עם המרפק בשולחן הייתה אף היא כואבת, אך באופן שונה מהברך המשופשפת. תחושה זו דומה יותר להתחשמלות. הסיבה היא שאות הכאב לא נוצר על ידי קצוות סיבי עצב שתפקידם הוא זיהוי פציעות, אלא שהעצב כולו נמחץ לזמן קצר בין השולחן לעצמות המרפק. מחיצה זו פגעה בחלק מהסיבים בעצב והפעילה אותם לזמן קצר. כשהעצב במרפק נמחץ, נוצר ירי עצבי בכל הסוגים השונים של סיבי עצב המאוגדים יחד באותו עצב של המרפק, בבת אחת. הדרך היחידה שדבר כזה קורה פרט לפגיעה בעצב היא בנסיבות של התחשמלות. זו הסיבה לכך שהתחושה שנוצרה במוח בעת פגיעה עם המרפק בשולחן הייתה כמו התחשמלות.

הכאב טמון במוח

המוח הוא ’מרכז הפיקוד והבקרה’ של גופנו. במוח, ולא בברך או במרפק, אנו חווים את כל התחושות. אחת הדרכים שאנו יודעים זאת היא מתיאוריהם של אנשים קטועי גפיים. אנשים שאיבדו רגל או זרוע בעקבות פציעה או מחלה כמעט תמיד מדווחים שהם עדיין מרגישים את איברם החסר כאילו הוא עדיין קיים (איור 2). התחושה שהם מתארים היא לרוב של נימול, כאילו שנמלים הולכים על העור, או של התחשמלות, אך לעיתים היא מלוּוה בתחושת כאב דוקר או שורף. תופעה זו נקראת ’איבר פַנְטוֹם’ (’איבר רְפָאִים’), או כְּאֵב פַנְטוֹם (’כאב רפאים’). אם האיבר כבר לא קיים, מהיכן מגיע הירי העצבי שאותו המוח מפרש כעקצוץ או ככאב שמקורם בזרוע או ברגל החסרה?

ישנם חוקרים המאמינים כי מקור הירי העצבי הוא במוח, כמו האותות החשמליים שיוצרים חלומות. חוקרים אחרים, ואנו ביניהם, מאמינים כי מקורו של הירי הוא במה שנותר מעצבי הגפיים לאחר הקטיעה. זה דומה לכאב שהורגש במרפק לאחר שפגע בשולחן, אם כי כאן הכאב מתמשך יותר, ועשוי ללוות את הקטוע לשארית חייו [1].

ישנן גם דרכים אחרות שבעזרתן אנו יודעים כי החוויה החושית מתרחשת במוח. לדוגמה, בניתוחים מסוימים עצם הגולגולת של המטופל נפתחת כדי לחשוף את המוח, ולאחר מכן מעירים את המטופל מההרדמה כשמוחו עדיין חשוף. בשלב זה הרופא המנתח משתמש במכשיר חשמלי כדי לייצר ירי עצבי בחלקים מסוימים במוחו של המטופל. כתוצאה מכך המטופל מתאר שהוא מרגיש תחושות שונות. בגירוי החלק האחורי של המוח, למשל, המטופל מספר שהוא רואה אורות גם כשעיניו עצומות. גירוי בצידי המוח גורם לשמיעת צלילים, לעיתים אף מנגינות שניתן לזהותן, וגירוי בחלק העליון של המוח מייצר תחושת נימול בכף הרגל, הדומה לתחושת איבר הפנטום (ראו איור 2 – אזורים ירוק, כתום וכחול).

בדומה לגירוי המעורר חוויות תחושתיות של ראייה, שמיעה ומגע, פעילות באזורים אחרים במוח יוצרת רגשות כמו כעס, עֶצֶב ועונג [2]. הסיבה שאולי בכית כששפשפת את הברך, היא שנוסף על יצירת חוויה תחושתית של כאב, האותות החשמליים הרצים בעצב הפעילו מרכז במוח הקשור לרגשות. בכך יצרו האותות רגש של עצב המלוּוה בשחרור דמעות. המוח הוא גם המקום שבו נוצרים חשקים כמו רָעָב, צָמָא ו’רצון’ לעשות דברים, בקיצור מוטיבציה (ראו איור 3). החשוב והמעניין מכול, זה המיקום שבו מתעוררת התחושה שאנו קיימים: התחושה שאנו מצויים בהכרה ולא בשינה עמוקה. איננו מבינים עדיין כיצד אותות חשמליים במוח יוצרים חוויה חושית, רגשות, מוטיבציות ותודעה. זו אחת התעלומות הגדולות ביותר של המדע. אבל דבר אחד ברור – הדברים האלו מתרחשים במוח. באחד הימים מישהו יגלה כיצד זה קורה. אולי יהיו אלה את או אתה!

הפעלה של כאב ותודעה, וכיבויָם

אם הירי העצבי העובר בעצבים מהברך המשופשפת למוח היה נחסם באמצע הדרך, לא היית חש את הכאב. ודאי הזדמן לך לחוות חסימות כאלה. למשל, בעת ישיבה ממושכת עם הרגליים משׂוכלות, קורה לעיתים שרגל אחת ’נרדמת’. כשהרגל ’רדומה’, גם אם נצבוט אותה, בקושי נוכל להרגישהּ. ישנם תרופות ותכשירים רפואיים אשר חוסמים יצירת אותות חשמליים וּמַעֲבַר האותות לאורך העצבים. למשל, כשרופא השיניים צריך לסתום חור בשן, הוא יזריק חומר לעָצָב בלסת של המטופל כדי לחסום מַעֲבַר פעילות חשמלית בעצבים הנמצאים בשיניים. בכך ימנע הרופא את הכאב שעלול להיווצר כאשר קודחים בשן. נשים העומדות ללדת מקבלות לעיתים קרובות זריקה בגב התחתון המכילה את אותו החומר כדי להפחית את כאבי הלידה. חומר זה נקרא חומר הרדמה מקומי.

חומרים אחרים מסוג חומר הרדמה כללי גורמים להיעלמות מוחלטת של תחושות לרבּות תחושת הכאב בכל הגוף, וכן לחסימת תנועות, רגשות ומוטיבציה. חומרים אלה שימושיים מאוד כיוון שהם מאפשרים לרופאים לבצע ניתוחים בלי שהמטופל יחווה כאב וסבל. באופן מדהים, הן גם גורמים ל-’אני’ שבתוכנו להיעלם (באופן זמני, כמובן!). לאחר הזרקת תכשירים אלה אנו מאבדים הכרה ונכנסים למצב של ’שום דבר’. אנשים רבים מאמינים כי מצב זה שאנו נמצאים בו בזמן חוסר הכרה דומה למוות. אך חומרי הרדמה אלה אינם גורמים למוות. המוח המורדם ממשיך לשלוט בנשימותינו, בלחץ הדם שלנו ובפעולות ’תחזוקה’ רבות נוספות אשר שומרות אותנו בחיים, ואת גופנו מתפקד. כל עוד מוזרם לגוף חומר הרדמה כללי האדם יישאר במצב הרדמה דמוי-מוות מתמשך, ייתכן שבועות או חודשים. אך זמן קצר לאחר הפסקת מתן החומר, האדם ישוב להכרה. במהלך ההרדמה, המטופלים אינם מרגישים את חלוף הזמן. אם נשאל אדם ששב להכרתו לאחר הרדמה ממושכת, סביר להניח שיאמר כי ישן כמה דקות, ולא כמה חודשים [3]. כמו כן לא יזכור דבר שהתרחש במשך תקופת ההרדמה.

הפרדה בין ה-’אני’ המודע לבין ’המכונה’ המוחית האוטומטית שֶׁמְּתַחְזֶקֶת את גופינו בחיים, מתרחשת גם במצבים אחרים של אובדן הכרה, לדוגמה עילפון או פגיעת ראש (זעזוע מוח). גם במהלך שינה עמוקה (בהיעדר חלומות) חסרה ההכרה, אבל שאר השינויים המאפיינים הרדמה כללית פחות מוחלטים. למשל, במהלך הלילה, פרט לזמנים של השינה העמוקה במיוחד, כולנו מסתובבים במיטה. גופנו אינו נמצא בשיתוק מוחלט. בזמנים אלה מוחנו ממשיך לדעת בדיוק איפה קצה המיטה, ולְמַעֵט תינוקות וחולים במחלות מיוחדות, נדיר מאוד שאנו נופלים מהמיטה. גם הורים לילדים קטנים לעיתים קרובות מתעוררים משינה מקול הבכי של ילדיהם. ככלל, ניתן לעורר אדם משינה על ידי גירוי כגון מגע, קול וכדומה. לעומת זאת אדם הנמצא תחת הַשְׁפָּעַת חומר הרדמה כללי לא ניתן לעורר באותו אופן. דוגמה קיצונית במיוחד לפעילות הגוף בזמן השינה היא “סהרוּריוּת” – הליכה בזמן שישנים. במסגרת תופעה זו אדם עשוי לקום מהמיטה, ללכת למטבח להכין כריך ואז לחזור למיטה. כל זאת כשהוא ישן, חסר הכרה ואינו מודע לכל מה שקורה סביבו. סהרוּריוּת לא מתרחשת בזמן הרדמה כללית.

אזור מוחי שמדליק ומכבה לסירוגין את ההכרה והכאב

העובדה שניתן לכבות את ההכרה (והכאב) ולהדליקם, בזמן שתפקודי מוח אחרים ממשיכים לפעול, מזכירה לנו פעילות של מכשיר טלוויזיה. אנו יכולים לכבות את הקול בטלוויזיה ולהדליקו בלי להשפיע על התמונה המשודרת. האם ייתכן שאותו הדבר קורה במוח? האם חומרי הרדמה מכבים רק את התפקודים במוח שאחראים על מוּדעוּת, חִישָׁה ותנועה רצונית תוך הימנעות מכיבוי חלקֵי המוח השולטים בתפקודי התחזוקה כמו הנשימה?

כדי לענות על שאלות אלה, במעבדה שלנו ביצענו ניסויים שמטרתם לגלות היכן פועלים במוח חומרי ההרדמה הכלליים. זו הייתה עבודה קשה, אבל לבסוף מצאנו מקום שהיה מיוחד. כשהזרקנו כמות זעירה של חומר הרדמה לחלק זה של המוח בחולדות, הן נכנסו למצב של הרדמה כללית ולא הגיבו לצביטות בכפות רגליהן או בזנבותיהן. הזרקה של אותו החומר, באותה הכמות ואף בכמויות גדולות יותר, במקומות אחרים במוח חולדות לא השפיעה [4]. למקום המיוחד הזה במוח קראנו MPTA (קיצור של: mesopontine tegmental anesthesia area – מוקד הרדמה הנמצא באזור המוחי שמכונה טגמנטוֹם מזוֹ-פּוֹנטיני, ראו איור 3). המשכנו במחקר וגילינו כי הֶרֶס של אזור זה במוח גורם לחולדות לאבד רגישוּת לחומרי הרדמה כלליים. כלומר, לאחר מתן לווריד של הכמות הרגילה של חומר ההרדמה, החולדות לא נרדמו [5]. ממצאים אלה גורמים לנו לחשוב כי אזור ה-MPTA הוא סוג של מֶתֶג המסוגל לכבות באופן פרטני את חלקֵי המוח השולטים בתנועה, בתחושות הכוללות כאב, בזיכרון, ברגשות, במוטיבציה ובהכרה. עם זה חשוב לציין כי כיבוי המתג ב-MPTA אינו מכבה את הנשימה, את זרימת הדם ואת שאר תפקודי המוח החיוניים אשר שומרים עלינו בחיים.

מהו השלב הבא?

סטודנטים במעבדתנו מנסים כעת לזהות את אותם תאי עצב שבמוח באזור ה-MPTA שאחראים על תגובת המוח לחומרי הרדמה כלליים, ולגלות לאֵילוּ אזורים אחרים במוח הם קשורים. כלומר, אנו מנסים לזהות את מעגלי המוח הייחודיים שמאפשרים למולקולות פשוטות, דהיינו חומרי הרדמה כלליים, לכבות את התודעה ובאותו זמן את תחושת הכאב, התנועתיות, הזיכרון, הרצון, האהבה ושאר החוויות והיכולות שמייחדות אותנו כבני אדם. ומי יודע, אולי יתגלה בעתיד כי אפשר לחסום את הכאב באופן מוחלט, כמו בהרדמה, בלי צורך להרדים את האדם? או אולי נמצא דרך להעיר אדם מתרדמת הנגרמת עקב פגיעה מוחית? התקווה הגדולה שלנו היא שבעקבות מחקרים ניסיוניים אלה נוכל בסופו של דבר למצוא לפחות חלק מהתשובה לסוד הַכַּבִּיר: כיצד תחושת ה-’אני’, ההכרה שלנו, נוצרת במוח.

תודות

המחברים מודים לפרופ’ מיכאל טל, לעורכי העיתון ולסוקרות הצעירות על עזרתם בניסוח הדברים. תרגום המאמר מאנגלית לעברית נעשה ע"י המחברת שי-לי יציב. המחקר בנושא כאב והרדמה במעבדתנו נתמך על ידי הקרן למחקר בהרדמה באוניברסיטה העברית בירושלים, והקתדרה לחֵקֶר הכאב על שם סימור וססיליה אלפרט באוניברסיטה העברית. המחברים .S-L.Y ו-.M.B זכו במלגת מחיה מקרן העיזבון של ד"ר וולאם בין.

מילון מונחים

תאי עצב (nerve cells, נקראים גם נוֹיְרונים – neurons): ↑ כל האיברים בגופנו מורכבים מתאים. תאי עצב הם תאים מסוג מיוחד שמהם מורכבים במידה רבה המוח והעצבים. ייחודם של תאים אלה בכך שהם מסוגלים להעביר אותות חשמליים כאמצעי תקשורת.

ירי עצבי (neuronal firing): ↑ האותות במערכת העצבים מועברים בצורת פעימות (ירי) זרם חשמלי לאורך סיב העצב. המידע מקודד על ידי כמות משתנה של ירי עצבי, מרווחים בין צרורות הירי וסוג סיב העצב שבו הירי עובר.

עצב (nerve): ↑ מצבור של סיבי עצב רבּים שמעביר אותות חשמליים למרחקים ארוכים, למשל לכל אורך הדרך עד לקצה איבר מסוים בגוף.

סיב עצב (nerve fiber; מכונה גם אקסון): ↑ שלוחה ארוכה, כמו חוט דק, היוצאת מתא עצב. דרך סיב העצב עובר הירי העצבי בין תאי עצב בתוך המוח, בין הגוף למוח ובין המוח לגוף.

כאְֵּב פַנטְוםֹ (כאב רפאים)ֹ (phantom pain): ↑ או תחושת פנטום, תחושת איבר רפאים) תחושות כאב, נימול, או עקצוץ המורגשות בחלק החסר של גף קטוע, כאילו האיבר עדיין נוכח. אופייניות כמעט לכל מקרי הקטיעה, ועשויות להופיע לסירוגין או בקביעוּת במשך שנים רבות לאחר האירוע.

חומר הרדמה מקומי (local anesthetic): ↑ סוג של מולקולה קטנה אשר חוסמת יצירה של ירי עצבי וּמַעֲבָר של אותות חשמליים לאורך סיב העצב. כך נמנעת באופן זמני התקשורת בין המוח לבין שאר חלקי הגוף.

חומר הרדמה כללי (general anesthetic): ↑ מולקולה קטנה מסוג שונה, שפעולתה במוח מונעת תחושת כאב וכל תחושה אחרת; יכולת תנועה רצונית; זיכרון ומוּדעוּת לסביבה. חומר הרדמה כללי, בניגוד למקומי, אינו חוסם מַעֲבַר ירי עצבי לאורך סיבי עצב.

הצהרת ניגוד אינטרסים

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