דף לבן שהופך למקושקש

אנו כל הזמן מקשרים בין דברים שונים: בין ילדים חדשים שאנו פוגשים לבין השמות, הפרצופים והקולות שלהם, או בין פסטה לבין סושי. כיצד המוח שלנו עושה זאת?

מה קורה בתאים במוח כשאנו לומדים ששני דברים (כמו למשל ילדה חדשה והשם שלה) הולכים יחד? אפשר לדמות את זה למעין "דף לבן" שהוא חלק ומתווספים אליו עוד ועוד פריטים עד שלבסוף הם מתחברים. בניסוי שערכו בנושא החוקרים ביקשו ממשתתפים ללמוד לקשר בין פריטים שונים. כשהמשתתפים למדו לעשות את הקישורים האלה, ראו שתאי העצב במוח שלהם גם קישרו בין הפריטים האלה. תאי העצב האלה נמצאים באזור במוח שנקרא ההיפוקמפוס.

כיצד המוח מקשר בין פריטים דומים? דמיינו שחבר שלכם מקבל כלב חדש. המוח שלכם לומד במהרה את הקשר החדש הזה בין החבר שלכם לכלב. בכל פעם שאתם רואים את הכלב, אתם יודעים שהוא שייך לחבר שלכם. החוקרים רצו להבין כיצד תאי עצב במוח מאחסנים את הקשרים האלה. כפי שיוסבר בהמשך, כשאתם מסתכלים על דברים שונים, חלק מתאי העצב במוח שלכם מופעלים. ההשׁערה הייתה שכשאתם לומדים לקשר בין החבר שלכם לבין הכלב שלו, אותם תאי העצב יופעלו גם כשמדובר בחבר שלכם וגם כשמדובר בכלב שלו.

כיצד אנו יכולים להקשיב לתאי עצב? תאי עצב הם תאים מיוחדים במוח שלנו. ישנם מיליארדי תאי עצב במוח, והם אחראים לכל הדברים שאנו חושבים ועושים. לדוגמה, בכל פעם שאתם מסתכלים על משהו, קבוצה של תאי עצב במוח שלכם מופעלת ומעבירה הודעות לתאי עצב אחרים לגבי הדבר שאתם מסתכלים עליו. לכן, אם אנו רוצים לדעת אם תא עצב הופעל על-ידי משהו (למשל, חבר שלכם או הכלב שלו), אנו צריכים להיות מסוגלים להקשיב להודעות האלה. כשתאי עצב מופעלים הם שולחים את ההודעות שלהם אחד לשני בצורה של אותות חשמליים קטנים. כדי להקשיב לתאי עצב, אנו צריכים להיות מסוגלים למדוד את הזרמים החשמליים הקטנים האלה. אפשר למדוד זרמים חשמליים באמצעות חוטים זעירים שנקראים אלקטרודות. זהו חוט קטן שמוכנס למוח, אשר מאפשר לנו להקשיב לפעילות מוחית. לכל תא עצב יש קול קטן מאוד (הזרם החשמלי קטן מאוד). לכן, כדי להקשיב לתאי עצב פרטניים אנו צריכים לקרב את האלקטרודות שלנו ממש קרוב אליהם. משמעות הדבר היא שאנו צריכים להכניס את האלקטרודות לתוך המוח, קרוב לתאי העצב שאנו רוצים להקשיב להם.

תאי עצב במוח מופעלים כשאנו מסתכלים על דברים, חשוב ראשית להבין מה תאי עצב עושים כשאתם מסתכלים על משהו. כפי שהוזכר קודם, תאי עצב שונים מופעלים במצבים שונים. כיצד מדענים מבינים את התגובה של תאי העצב האלה? סופרים את כמות הפעמים שתא העצב מופעל. התגובה הזו של תא העצב מתרחשת כשתאי עצב במוח “יורים ספייק” כשהם שולחים מידע לתאי עצב אחרים. ה“ספייקים” הם זרמים חשמליים זעירים הנמדדים ביחידות של הרץ, שזוהי יחידת מידה של תדר של אירוע. הרץ מודד כמה פעמים אירוע מתרחש בשנייה אחת.

בניסויים מוקדמים, החוקרים הראו למטופלים תמונות על מסך מחשב. הם רצו לראות אם תאי העצב הגיבו לאחת מהתמונות או יותר שהראו למטופלים. הראו למטופלים כ-100 תמונות שונות של אנשים מפורסמים כמו השחקניות ג’ניפר אניסטון, מקומות מפורסמים כמו בית האופרה של סידני, או המגדל הנוטה של פיזה, כמו גם תמונות של אנשים ומקומות לא מפורסמים, חיות, רכבים וכן הלאה. עבור כל תמונה, ספרו את מספר הפעמים שתאי עצב ירו ספייק. תא עצב שלא מגיב לתמונה נתונה יירה אותה כמות פעמים לפני שהתמונה מוצגת וגם בזמן שהיא מוצגת. מצד שני אם תא עצב מופעל בתגובה לתמונה נתונה, הוא יירה הרבה ספייקים כשהמטופל או המטופלת רואים את התמונה. לדוגמה, תא עצב של מטופל אחד ירה הרבה ספייקים בתגובה לתמונה של השחקנית ג’ניפר אניסטון, ובתגובה לתמונה של פיל, אולם אותו תא עצב לא הגיב לתמונה של שחקן כדורסל.

לאחר מכן החוקרים שאלו אם תא העצב שהגיב לתמונה מסוימת יגיב לתמונות אחרות בעלות אותו נושא. לדוגמא, אם תא עצב שמגיב לג'ניפר אניסטון מגיב גם לתמונות אחרות של השחקנית? או לשם הכתוב שלה? כדי לענות על השאלה הזו הראו לאותו המטופל הרבה תמונות שוב, אולם הפעם כללו שבע תמונות חדשות של ג'ניפר אניסטון. התמונות היו די שונות זו מזו – לדוגמה, חלק מהתמונות הראו אותה מקדימה, בחלק היא חייכה, היא עמדה בסביבות שונות בכל אחת מהתמונות, וכדומה. אולם מצאנו שאותו תא העצב ירה בתגובה לכל התמונות השונות של השחקנית, ולא כל כך הגיב לתמונות שלא כללו את ג'ניפר אניסטון. תא עצב אחר במטופל אחר הגיב לשחקנית האלי ברי. במילים אחרות, תאי העצב האלה קישרו יחד תמונות שונות, למרות ההבדלים בין התמונות! שני תאי העצב הם משני מטופלים שונים, ומצאנו תאי עצב דומים גם אצל כל המטופלים האחרים.

בסך הכל החוקרים גילו שתאי עצב בהיפוקמפוס מקשרים בין פריטים שונים שמופיעים יחד. במילים אחרות, כשאנו חיים את חיינו וכל הזמן מקשרים בין כל מיני סוגי פריטים (כמו חברה שלכם והשם שלה), תאי עצב בהיפוקמפוס עסוקים ביצירת האסוציאציות האלה במוח שלנו. כמה זמן תאי עצב בהיפוקמפוס מאחסנים את הקישורים האלה? נניח שאתם משנים את בית הספר שלכם וכבר לא מקשרים באופן יומיומי בין השמות לבין הפרצופים של תלמידים מבית הספר הקודם. באיזו תדירות אתם צריכים להעלות את הפרצופים והשמות האלה בזיכרון כדי שהקישורים האלה יישארו? מחקרים רבים מראים שאחרי זמן מה ההיפוקמפוס מסיע מידע ישן לאזורים אחרים במוח עבור אחסון לטווח ארוך, אולם לא ברור כמה זמן עובר עד שזה מתרחש. השאלות הקריטיות האלה על האופן שבו זיכרונות עולים, על האופן והמקום שבו הם מאוחסנים ועל הגורמים שמשפיעים על השימור שלהם, כולן עדיין פתוחות. מחקרים נוספים ימשיכו לפענח כיצד המוחות שלנו מייצרים זיכרונות.