מדען אורח ד"ר אלכס בינשטוק

מהי, לדעתך, פריצת הדרך המשמעותית ביותר שנעשתה בתחום המחקר שלך בשנים האחרונות?

 פריצת הדרך הגדולה ביותר היא מחשבתית וזהו תהליך שאנחנו עדיין בעיצומו. עד לפני שנים לא רבות, כאב נחשב רק לסימפטום, איתות שאמור לרמז לרופא מהי ה"בעיה האמיתית" ממנה סובל החולה. אך הגישה הזו לא הועילה כשהכאב היה כרוני. אנשים שחוו פריצת דיסק, למשל, וכאבם נמשך גם לאחר שהבעיה הקונקרטית נפטרה, יכלו בעיקר לקחת משככי כאבים ולקוות לטוב. כיום אנחנו מבינים שכאב עשוי להיות לא רק סימפטום אלא הבעיה עצמה, כלומר מחלה של מערכת העצבים. פריצת הדרך המחשבתית הזו נבעה, לדעתי, בעיקר הודות לעבודתו של קליפורד וולף ושותפיו מאוניברסיטת הרווארד, שהחלה בשנות השמונים. וולף זיהה כי השינויים המתרחשים בעת כאב במערכת העצבים המרכזית והפריפריאלית, הם שינויים קבועים לעיתים, ולעיתים ארעיים. כלומר, תהליך הכאב הוא למעשה תהליך של למידה. במקרה של הסובל מכאבי גב, למשל, המערכת למדה לייצר תחושת כאב ומסיבות עלומות הלמידה הזו התקבעה אף על פי שכבר אין בכאב כל צורך.

פריצת דרך זו התחברה עם סידרה של גילויים על האופן בו הגוף מתרגם, הלכה למעשה, גירוי חיצוני לתחושת כאב. לתאי עצב תעלות מסוגים שונים שהמסרים החשמליים שהן מעבירות, הן למעשה אינפורמציה שונה של מידע, כמו קור, חום, מגע וכולי. לפני כ- 15 שנה התגלתה "תעלת הכאב" הראשונה, אשר נפתחת כתוצאה מגירוי של חום מכאיב. גילויים אלה, יחד עם השינוי בתפישת הכאב מסימפטום למחלה, סללו את הדרך למחקר חדשני ומעניין שלא התאפשר לפני כן.

מהם המחקרים שמעסיקים אותך?

עמיתיי ואני מנסים להבין במעבדה כיצד בדיוק המערכת לומדת את הכאב, כלומר כיצד הקשרים בין תאי העצב משתנים בעקבות הגירויים הללו. אדם שחוטף כוויה, למשל, גופו יודע לשנות את החיווט העצבי כך שמגע יתפרש ככאב. באופן נורמטיבי, לאחר שיקום התאים, הגוף יודע להחזיר את המצב לקדמותו אך לעיתים הוא "לומד" את השינוי בלי להצליח לשכוח, אז, כאמור, הסימפטום הופך למחלה.

כדי לחקור זאת, אנחנו בוחנים את האופן בו תאים מעבדים מידע על כאב ואז עוקבים אחר מסלול המסר החשמלי עד למערכת העצבים המרכזית (חוט השדרה והמוח). אנו עושים זאת ברזולוציה של התא היחיד ואפילו החלבון הבודד בתא, וזהו יתרון עצום. משום שסריקה מוחית בעת חישת כאב נותנת כל כך הרבה נתונים, עד שמרוב עצים לא רואים את היער. התבוננות ברזולוציה של התא הבודד מאפשרת לחקור מהו באמת השוני המדויק בין כאב רגיל לבין כאב כרוני.

במקביל, אנו חוקרים דרכים לחסום את פעולתם של תאי עצב ספציפיים כדי למנוע כאב. כאמור, ישנם  עצבים עם תפקידים שונים: הפעלת שרירים, נתונים תחושתיים ועוד. בשיטת ההרדמה הרגילה, שבמהותה לא השתנתה כבר למעלה ממאה שנה, חומרי ההרדמה חוסמים את תעלות הנתרן בכל העצבים ללא הבחנה, ולכן כדי לחסום כאב צריך לחסום בלית ברירה גם את העצבים התחושתיים ואלה המפעילים את השרירים.

אנחנו מנסים לפתוח שער בעצבי הכאב, שרק דרכו יופעלו חומרי ההרדמה המקומיים. כיצד זה עובד? אנחנו יודעים שחומרי הרדמה רגילים מצליחים לחדור את הממברנה של תאי העצב משום שהם אינם טעונים חשמלית. אנחנו משתמשים בחומר הרדמה טעון חשמלית ובמקביל אנחנו מזריקים קפסאיצין (החומר הפעיל בפלפל חריף), שפותח תעלה יונית ייחודית לעצבי כאב. כלומר, הוא פותח את השער שרק דרכו חומר ההרדמה יכול להיכנס.

דרך מעניינת נוספת לשיתוק כאב שאנו חוקרים, היא פיתוח חיישנים מלאכותיים שידעו לזהות גירוי מכאיב. מדובר בננו-רובוטים הנושאים בתוכם חומר מאלחש, אותו הם ישחררו אך ורק בתגובה אבנורמלית של עצבי כאב. זהו תהליך שאנו נמצאים רק בתחילתו אך לאחרונה קיבלנו דחיפה רצינית באמצעות מענק בסך מיליון וחצי יורו ממשרד המדע הגרמני.

כיצד אתה רואה את העתיד של תחום המחקר שלך?

אחד ההיבטים שיזניקו את התחום קדימה הוא פיתוח טכנולוגיה המאפשרת לנו לראות שינויים בפעילות התאים והחלבונים ברזולוציה הגבוהה ביותר. כבר כיום אנו יכולים לרשום פעילות חלבון מסוים בתא, לתעד זרם בעוצמה נמוכה מאוד ולראות כיצד כל זה משתלב בפעילות של תא בודד. בעתיד אני רואה אפשרות שנוכל לקבל את התמונה הזאת על כל התאים במקביל. זה ייתן לנו את התמונה הגדולה ביחס של 1:1 ולא נצטרך להתפשר על אינדוקציה בהסקה מן התא הבודד על המערכת כולה.

מהו ההסבר האלגנטי, העמוק והיפה ביותר בעיניך לתופעה כלשהי?

התופעה היא למידה ושורשי ההסבר טמונים אי שם בסוף המאה ה-19, אז המדע עוד היה בתחילת דרכו בחקר המוח. היו מוציאים חתכי מוח וצובעים אותם בכל מיני צבעים כדי לנסות להגיע לחלוקה מסוימת שתלמד משהו על מבנה ופעילות המוח. צביעת גולג'י, טכניקת צביעה בה נצבעים חלקים מסוימים אך לא אחרים (נקראת על שם המדען האיטלקי שגילה אותה), חיזקה את הדעה הרווחת שהמידע זורם במרקם רציף אחד שהינו המוח, מעין תא ענק רב גרעיני. ראמון אי קחאל השתמש אף הוא בצביעת גולג'י אך הגיע למסקנה שונה למדי: הוא טען שמערכת העצבים מורכבת מתאים בודדים (נוירונים) אשר "מדברים" אחד עם השני באמצעות סוג של אנרגיה כימית או חשמלית. היות והוא השתמש באותם מכשירים כמו כולם שבאמצעותם לא היה ניתן לראות אפילו משהו שקרוב לטענה הזו, לא ברור איך הוא הצליח להגות כזה רעיון, שאז וודאי נחשב למשונה מאוד. אך למעשה, קחאל גילה לא רק את תאי העצב במוח אלא גם חזה את הקשר הסינפטי ביניהם. בהתבסס על תצפיותיו, קחאל שאל כיצד אנו לומדים. אחרי הכל, אדם אינו לומד על ידי הוספת תאי עצב במוח, אלא על ידי שינוי הקשר ביניהם. הוא טען שבמקום שבו תא העצב מקבל את המסרים מהתאים הסמוכים, יש רכיב שרגיש לעוצמת המסרים הללו. פעילות הרכיב הזה, שקחאל קרא לו "קוץ דנדריטי" (Dendritic Spine), היא לטעמי תמצית ההסבר היפה והאלגנטי ביותר לתופעה שאנו מעניקים לה הרבה חשיבות: למידה. הקוץ הדנדריטי, אותו רכיב זעיר שאורכו כמיקרון, אחראי על חיזוק הקשרים בין תאי עצב ומאפשר כך את הזיכרון ואת רכישת המיומנויות השונות, ולכן הוא גם אוצר בתוכו את פוטנציאל השינוי והקיבעון באדם.

לגבי מה אתה אופטימי?

ישנה השאלה הפילוסופית הנצחית, האם המוח יהיה אי פעם מסוגל להתעלות על עצמו ולהבין את מנגנוניו עד תום. לכאורה זו שאיפה פרדוקסאלית, כמו למשוך את עצמנו בציצית ראשנו. אבל אני סבור שכן ניתן יהיה לפענח את המוח האנושי. זה כמובן לא יקרה באמצעות מוח אחד, אלא באמצעות הקישור בין מוחות רבים, ממש כפי שחיבור בין כמה מעבדים במחשב מאפשר לאתגר את מורכבות השאלות ששואלים אותו.

בחברה המערבית נוטים להעריך ולתגמל את ההישגים של האינדיבידואל אבל במובנים רבים, החברה האנושית לא הולכת בכיוון הזה, במיוחד אם מתבוננים בהתפתחות האינטרנט או במחקר המדעי, שם ניתן לראות יותר ויותר גישות אינטר-דיסציפלינאריות למחקר. שיתוף פעולה בין כימיה, ביולוגיה, פיסיקה, פסיכולוגיה ואפילו בין תחומים שבמבט ראשון נדמים פחות קשורים, כמו מוזיקולוגיה או לינגוויסטיקה, שיתוף פעולה זה מייצר תמונה מורכבת יותר ויותר של העולם בכלל ושל המוח האנושי בפרט. זו תמונה שכמובן לא היתה יכולה להתקבל לעולם הודות למוח אחד, גאון ככל שיהיה, או דיסציפלינה אחת, מפותחת ככל שתהיה. אני חושב שיש לנו עוד דרך ארוכה בהבנתנו את המוח אבל שיתוף הפעולה הזה הוא מקור לאופטימיות רבה לטעמי.