נוירון בגודל של מוח 28.02.2017

כדי להבין כיצד פועל המוח, עלינו לדעת כיצד נראים המעגלים העצביים שלו, כיצד נוירונים מתחברים זה לזה. ובשביל זה אתה צריך לדעת איך נראה כל נוירון בודד עם כל התהליכים שלו - האקסון והדנדריטים. המשימה קשה ביותר, במיוחד אם היא נפתרת בשיטות הנוירוביולוגיות הרגילות.

אחת מהשיטות הללו נראית כך: מוזרק צבע לנוירון, שמתפשט לאורך האקסון והדנדריטים שלו, ואז "קוצצים" את המוח למקטעים דקים מאוד, בודקים לאן הלך הצבע. בהתחשב בכך שלעתים קרובות תהליכים עצביים מסתעפים חזק ומתפשטים למרחקים ארוכים, לא תמיד ניתן להתחקות אחריהם עד הסוף.

אולם לאחרונה, מדעני מוח ממציאים דרכים חדשות לבצע משימה זו, אמינות יותר ופחות עמלניות, ואחת מהשיטות הללו הומצאה על ידי קבוצת המחקר של כריסטוף קוך, נשיא מכון המוח של אלן. גנים לחלבונים פלואורסצנטיים הוכנסו לעכברים בהנדסה גנטית, והגנים צוידו בווסת שהפעיל אותם בתגובה להופעת חומר מסוים.

כשהחומר הוזן לבעלי חיים, הגנים לחלבונים זוהרים התעוררו, אבל לא בכל מקום, אלא רק בכמה נוירונים של אזור מוח מיוחד שנקרא הגדר. כתוצאה מכך, תאי עצב בעכברים החלו לזהור לאורך כל התהליכים שלהם (חלבונים פלורסנטים התפשטו בהדרגה בכל הנוירון), ומכיוון שהיו מעט תאים כאלה, היה קל מאוד להבחין ביניהם בעובי המוח. היתרון של השיטה החדשה הוא בכך שהיא מאפשרת לצבוע לחלוטין נוירונים חיים ללא התערבות כירורגית.

עשרת אלפים קטעים העשויים מרקמת מוח, מעובדים כראוי במחשב, אפשרו ליצור מפה תלת מימדית של שלושת הנוירונים של הגדר. התברר שלמרות שהם נקראים נוירוני גדר, התהליכים שלהם משתרעים רחוק לשתי ההמיספרות, ואחד הנוירונים מקיף את כל המוח כמו כתר.

לדברי כריסטוף קוך עצמו, עד כה, מדעני מוח לא נתקלו בדבר כזה. כמובן שגם לעכברים וגם לבני אדם ולבעלי חיים אחרים יש נוירונים ארוכים מאוד – למשל ברגליים, שבהן התהליך הנוירוני יכול להימתח דרך כל הגפה, או בגזע המוח שתאי העצב שלו עוברים בכל המוח. עם זאת, לנוירוני גדר יש הבדל חשוב - הם נמצאים במגע עם רוב חלקי המוח השולטים בהתנהגות ומנתחים מידע חושי.

מניסויים בסריקת מוח טומוגרפית, ידוע שהגדר שומרת על קשרים רבים עם שאר חלקי המוח, ולמרות שהיא שייכת למבנים התת-קורטיקליים, רבים מאמינים כי יש לה תפקיד מפתח בתפקוד התודעה (הראשון). הרעיון הועלה על ידי פרנסיס קריק וכריסטוף קוך באמצע שנות ה-2000). עם זאת, עד כה איש לא שקל בפירוט כיצד מסודרים הנוירונים שלו.

הנתונים החדשים בהחלט מאשרים את מה שאנו יודעים על הגדר והקשרים הנרחבים שלה לשאר חלקי המוח. מבחינות רבות קל יותר לחקור אותו מאשר מרכזי עצבים אחרים, לא מעט בגלל שאין הרבה סוגים שונים של נוירונים במתחם.

בעתיד הקרוב, כנראה, מדעני מוח ינסו להתחקות אחר התאים האחרים שלו באופן דומה - ואז ניתן יהיה לומר, למשל, האם נוירונים שונים של הגדר הולכים לאזורים שונים, או שתהליכים מקובצים בתוך כמה מאותם מסלולים.