המוח האנושי – סקירה כללית

מוח האדם שוקל בערך קילו וחצי, ומרקמו הוא כְּשֶׁל גֶ'לִי. בשונה מג'לי, המוח האנושי יכול לבצע משימות רבות. השכבה החיצונית של המוח נקראת קליפת המוח, והיא מורכבת מ-80 מיליארד תאי עָצָב, המכונים גם נוֹיְרונִים. קבוצות תאי עצב במוחותיכם שולחות מסרים, הלוך וחזור מתאי עצב אחרים הנמצאים בכל הגוף, ואליהם. חלק מתאי העצב המצויים מחוץ למוח מכילים חיישנים שמגיבים ללַחַץ על העור. כשהם מופעלים, תאי העצב הללו שולחים מסרים חשמליים חזרה למוח כדי להודיע לכם שנגעתם במשהו, או שמשהו נגע בכם. אזור המוח שאחראי לפרשׁ את חוש המישוש נקרא קליפת המוח התחושתית. זו מחולקת לאזורים מסוימים, אשר כל אחד מהם מְתקשר עם איבר יחיד בגוף, כמו הזרת ביד שמאל, או הלשון שבפֶּה.

ניסיונות מוקדמים לחלֵּק את המוח לאזורים

ב-1909, ד''ר קוֹרבּיניאן בּרוֹדמן, נוירולוג גרמני, היה האדם הראשון שגילה כי קליפת המוח מחולקת לאזורים שונים, בהתבסס על צורת תאי העצב [1]. ברודמן חילק את המוח ל-52 אזורים, ו-3 מהם נמצאים בקליפת המוח התחושתית (איורים 1A, B). בכל אחד מצִּדֵּי המוח האנושי ישנוֹ אזור תחושתי (איורים 1B, C). התגלית של ד''ר ברודמן עודנה חשובה כיום. הוא הראה כי המוח מלא בסוגים שונים של תאי עצב המאורגנים לפי קבוצות. הימצאותן של קבוצות תאי העצב הללו גרמה למדענים להאמין כי אזורים שונים במוח אחראים על תפקודים גופניים שונים.

ד''ר וילדר פנפילד היה רופא מוח (נוירוכירורג) קנדי, שבלי להתכוון לכך עזר לנו להבין את תפקוד קליפת המוח התחושתית. בשנות ה-50 של המאה הקודמת, ד''ר פנפילד סייע למטופלים שהתמודדו עם מחלת מוח אשר גרמה לתנועותיהם להיות בלתי סדירות. על ידי הַזְרָמַת כמויות זעירות של חשמל לכמה אזורים במוחותיהם של מטופליו, הוא קבע איזה אזור במוח שולח מסרים 'רָעִים' לגוף. באופן מעניין, הוא גילה כי הזרמַת חשמל לחֵלֶק מסוים של קליפת המוח התחושתית גרמה למטופלים תחושה באיבר מסוים בגוף [2]. פנפילד ביצע את ההליך הזה באזורים תחושתיים רבים במוח. בעקבות כך, הוא יצר מַפָּה המראָה אלה אזורים בקליפת המוח התחושתית אחראים על חוש המישוש בכל איבר (איור 1C). ללא המפה של ד''ר פנפילד, לא היינו יודעים כי המוח מאורגן לפי אזורים מסוימים המְּתקשרים עם איברים שונים בגוף.

הַקֶּשֶׁר שבין האזורים התחושתיים במוח האנושי לבין אדם מוזר למראֶה

הַסֵּדֶר של האזורים השונים בקליפת המוח התחושתית משקף את מיקומיהם של כל האיברים בגוף (איור 1C). למשל, אזור כפות הרגליים רחוק מאוד מאזור הראש. אנו יכולים לחלֵּק את קליפת המוח התחושתית לאזורים קטנים אפילו יותר. למשל, לכל אחת מאצבעותיכם יש אזור ייעודי בקליפת המוח התחושתית, והאזורים הללו מאורגנים במוח באופן הדומה לארגון האצבעות בכף היד.

לוּ גודל איברי הגוף היה נקבע לפי מספר תאי העצב באזור במוח האחראי על כל איבר, במקום שניראֶה כפי שאנו נראים באופן רגיל (איור 1D), היינו נראים כמו ההוֹמוּנְקוּלוּס התחושתי של ד''ר פנפילד (איור 1E). לפי מודל זה, ככל שבאזור חִישָׁתִי מסוים יש יותר תאי עצב, כך האיבר התואם לו בגוף מצויר כגדול יותר. איבר בגודל גדול יותר באיור מלמד גם על כך שרגישוּתו למגע של אותו חלק גוף רבה יותר.

נַסּוּ זאת בבית

ניתן לבחון את גודלם של אזורים במוח המקושרים לאיברים שונים בגוף על ידי ניסוי פשוט שבאפשרותכם לערוך בבית. בַּקשו מאדם אחר לפרוס מְהַדֵּק ניירות כך ששני קצוות המהדק יהיו ישרים, במרחק של כחצי ס''מ זה מזה. עִצמו את העיניים ובַקשו מאותו אדם לגעת בכם באופן אקראי (ובזהירות!), בעזרת קצה אחד של המהדק, או באמצעות שני הקצוות. שימו לב אם ביכולתכם לחוש אם קצה אחד של מהדק הניירות נוגע בכם, או שני קצוותיו. חִזרו על כך כמה פעמים והַמשיכו לעקוב אם צדקתם או טעיתם. נַסּוּ לבצע את הניסוי הזה קודם על אזור רגיש (כמו אצבע), ואז על אזור רגיש פחות (כמו הזרוע העליונה). ייתכן שתשימו לב כי אתם מדייקים הרבה יותר בתחושה באצבעות, זאת כיוון שיש יותר תאי עצב המקושרים לאזורים שלהן במוח.

השתמשו בזה, או מַחזרו את זה

כאשר אזור בקליפת המוח התחושתית לא נמצא בשימוש לפרק זמן ממושך, הוא משתנה. בִּמקום 'לזרוק' את האזור במוח שכבר לא משתמשים בו, המוח 'ממחזר' את תאי העצב. בניסוי מסוים, מדענים חקרו את מוחותיהם של קופים שאיבדו את האצבעות האמצעיות (הָאַמּוֹת) של ידיהם [3]. החוקרים התייחסו לקופים בצורה מוסרית, ואִפשרו להם להמשיך לבצע פעולות יומיומיות כמו ללכת; להתנדנד; לאכול ולשחק עם חבריהם הקופים. בניסוי זה המדענים השתמשו בטכניקה דומה לזו של ד''ר פנפילד כדי לקבוע את גודלו של האזור הייעודי במוח לכל אצבע. בִּמקום להזרים חשמל ישירות למוח, הם הזרימו כמויות קטנות ובטוחות של חשמל ישירות לקצות האצבעות של הקופים. המדענים הצליחו לקבוע את המיקום במוח שאליו הגיע הַשֶּׁדֶר החשמלי. הם חזרו על תהליך זה עד שהיו להם מספיק נקודות בכל אצבע כדי ליצור מפה של אזורי האצבעות במוח (איורים 2A, B).

החוקרים גילו כי ללא מסרים תחושתיים שהגיעו מהאצבע האמצעית, אזור האצבע האמצעית במוח התכווץ. האזורים במוח שיִיצגו את האצבע המורה ואת הקמיצה גדלו על ידי 'מִחזור' של תאי עצב מהאצבע האמצעית החסרה (האַמה, איור 2C).

שינויים מהירים והפיכים

אותם סוגים של שינויים במוח מתרחשים גם בקֶרֶב בני אדם. אצל בני אדם, מודדים את השינויים הללו בעזרת טכניקה בשם דימוּת תהודה מגנטית תפקודי (fMRI) (איור 3A) [4]. ניתן להשתמש בטכניקה זו כדי להתבונן בפעילות מוחית בזמן אמת, ולכן היא כלי שימושי עבור מדענים המעוניינים לחקור שינויים במוח בלי לפתוח את הגולגולת.

באחד הניסויים שנערכו על בני אדם, מדענים חקרו את אזורי האצבעות בקליפת המוח התחושתית. הם השתמשו בדימות תהודה מגנטית תפקודי כדי לקבוע את המיקום של כל אזור במוח, ואת גודלו, בהתבסס על תנועת האצבעות של הנבדק. מטרת המחקר הייתה לקבוע אם בני אדם יכולים לשנות את גודלו של כל אזור במוח בתוך יום אחד.

נַסּוּ זאת: ראשית, הָניחו את ידכם על שולחן כך שהיא שטוחה, וכף היד פונה כלפי מטה. נַסּוּ להניע את האצבע האמצעית מעלה ומטה, תוך ששאר האצבעות נשארות על השולחן ואינן זזות. האם זה קשה? לאחר מכן, נסו להזיז את הקמיצה שלכם מעלה ומטה, בלי להזיז את שאר האצבעות. האם זה היה קל יותר, או קשה יותר? קרוב לוודאי שתגיעו למסקנה כי היה קל להזיז את האצבע האמצעית בלי להזיז את שאר האצבעות, אך קשה יותר להניע את הקמיצה בלי להזיז את האמה או את הזרת. התנהגות זו מיוצגת גם במוח: ישנהּ חפיפה בין אזור האמה ואזור הקמיצה, לכן קשה לכם יותר להזיז את האצבעות הללו בנפרד. כדי ליצור שינויים במוח, החוקרים הדביקו יחד את האצבעות המורה והאמה ביד ימין. הם השתמשו בדימות תהודה מגנטית תפקודי לפני ההדבקה ופרק זמן מסוים אחריה, כדי לקבוע את גודל אזורי האצבעות במוח. המדענים גילו כי לאחר שהאצבעות הודבקו זו לזו במשך 24 שעות, ואז שוחררו, אזורי האצבעות שהודבקו יחד קודם לכן (האצבע המורה והאמה), היו כעת חופפים (איור 3A).

נוסף על כך החוקרים ביקשו ממשתתפי אותו מחקר לשחק משחק לפני הדבקַת האצבעות למשך 24 שעות, ואחריה. הם שִׁחררו את אצבעות המשתתפים לפני שהללו שיחקו במשחק בפעם השנייה. במסגרת המִשחק, הוצגה למשתתפים תמונה של אחת האצבעות על מסך מחשב, והם התבקשו ללחוץ על כפתור שנמצא מתחת לאצבע שהוצגה בתמונה, בתוך פחות משנייה אחת (איור 3B) הם חזרו על התהליך פעמים רבות.

התוצאות המעניינות ביותר התקבלו כאשר היה על הנבדקים ללחוץ באמצעות אצבעות הקמיצה שלהם. לפני ההדבקה, הנבדקים לחצו בטעות באמצעות אצבעות האמה שלהם כאשר התכוונו ללחוץ באמצעות אצבעות הקמיצה. יש בכך היגיון, כיוון שישנהּ חפיפה בין אזורים אלה במוח. עם זה בחלוף 24 שעות מהזמן שבו האצבעות הודבקו, הנבדקים לחצו בטעות באמצעות הזרתות שלהם (יותר מאשר עם אצבעות האמה), כאשר ניסו ללחוץ באמצעות אצבעות הקמיצה. ממצא זה הגיוני אף הוא, כיוון שהאזורים במוח המייצגים את הזרת ואת הקמיצה חופפים כעת. באופן כללי, חוקרים אלה הדגימו כי שינויים באזורים במוח עשויים לגרום לשינויים בהתנהגות, ויכולים להתרחש בתוך יום אחד!

מהי המשמעות של גילויים אלה?

לעיתים קרובות, אנו מתייחסים אל חוש המישוש כאל מובן מאליו. ללא חוש זה, לא נצליח לָשֶׁבֶת כהלכה, וגם לא לבצע פעולות פשוטות, כמו להחזיק כוס מים בלי להביט בה ישירות. ישנם אנשים שאינם מסוגלים לתקשר עם סביבתם כמו אחרים, מפני שהם איבדו את חוש המישוש שלהם, או אולי כיוון שאיבדו איבר מסוים.

כאשר חוקרים מבינים כיצד המוח האנושי מְתקשר עם איברי הגוף כדי להפעיל את חוש המישוש, הם יכולים ליצור מכשירים אלקטרוניים הַמְּחַקִּים את חוש המישוש. במחקרים שנערכו בעת האחרונה, נעשה שימוש ברעיונות שהצגנו במאמר זה במטרה לאמֵּן את המוח, וכך לסייע למטופלים שאיבדו את חוש המישוש שלהם, להשיב אותו. זוהי עבודה מבטיחה ומלהיבה, אך ישנם עוד דברים רבים שאיננו יודעים. אנו זקוקים ל'מגע' מיוחד של מוחות צעירים כמו שלכם, שיעזרו לנו לפתור את השאלות שהחוקרים עדיין מתמודדים איתן כשהם ממשיכים לחקור את חוש המישוש.

מילון מונחים

קליפת המוח (Cortex): ↑ השכבה החיצונית של המוח שאחראית על עיבוד ושליחת מסרים לגבי תהליכי חשיבה גבוהה כגון קבלת החלטות; תנועה; רֶגֶשׁ וחוש המישוש.

תאי עצב (Neurons): ↑ תאים המרכיבים את המוח ומְתקשרים בין המוח לאיברי הגוף באמצעות מסרים חשמליים.

קליפת המוח התחושתית (Sensory Cortex): ↑ החלק במוח שמתרגם מסרים הנוגעים ללַחַץ, שמגיעים מהגוף. ניתן לחלֵּק את קליפת המוח התחושתית לאזורים שקולטים מסרים מאיברים מסוימים בגוף.

ההומונקולוס התחושתי (Sensory Homunuculus): ↑ מודל אשר מציג כיצד היינו נראים לוּ גודל כל חלק בגוף היה פרופורציוני למספר תאי העצב באזור התואם לו במוח.

דימות תהודה מגנטית תפקודי (fMRI, Functional Magnetic Resonance Imaging): ↑ טכניקה שבה חוקרי מוח משתמשים כדי לִצפות בפעילות מוחית בבני אדם בזמן התרחשותה.

הצהרת ניגוד אינטרסים

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