מדען אורח ד"ר גליה אבידן

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

בשנים הראשונות לאחר פיתוח ה- fMRI (דימות תהודה מגנטית תפקודי) היתה התרגשות רבה מהיכולת לזהות, באופן ברור יחסית וללא תהליך פולשני, אזורי מוח תפקודיים שונים. במשך כעשרים שנה הכלי הזה זה הפך למאוד מרכזי במדעי המוח ובאמצעותו מדענים מדדו פעילות מוחית ויכלו להצביע באופן מובהק על האזורים המעורבים, למשל, בעיבוד שפה, זיהוי פרצופים ועוד. בשנים האחרונות גוברת הביקורת על מסקנות העולות ממחקרי fMRI, בעיקר כפי שהן מוצגות בסופו של דבר בעיתונות הפופולארית. ברור כיום, שאין זה סביר כי אזורים מסוימים במוח אחראיים באופן בלעדי על יכולות או רגשות ספציפיים (כמו זיכרון או אהבה). הסיבה לכך נעוצה בעובדה שהמוח, ככל הנראה, אינו מודולרי, כלומר, אינו מורכב מיחידות נפרדות ועצמאיות הפועלות ללא קשר ליחידות אחרות. כיום, אנו מבינים שהמוח הוא רשתי וכי תפקודים מוחיים מתבצעים באמצעות רשת של אזורים פעילים. זיהוי פעילות באזור אחד מסוים בעת תפיסת פרצופים, למשל, לא אומר משהו מהותי על ביצוע המטלה מבלי שנביא בחשבון את אזורי הפעילות הנוספים במוח המגיבים לגירוי זה. עם הזמן התגבשה ההבנה שבמקביל לזיהוי אזורי פעילות, לא פחות חשוב לבדוק ולאפיין את יחסי הגומלין ביניהם.

אופן השימוש ה"קלאסי" ב-fMRI סחף את מדעי המוח לגישה מודולרית, שהיא רחוקה מלתת את התמונה המלאה. לכן פריצת הדרך המשמעותית שהתרחשה בשנים האחרונות, היא גישה המדגישה את תפיסת המוח כרשת מבוזרת, דינמית הפועלת בתיאום. ההתייחסות הרעננה הזו גרמה למדעני מוח לייבא מתודולוגיות חדשות מתחומים אחרים, כמו תורת הגרפים, שהיא ענף במתמטיקה, ותורת הרשתות (ובאופן ספיציפי, רשתות מורכבות- complex networks) המגיעה ממדעי המחשב.
הרעיון הוא להגדיר בתוך הרשת העצבית של המוח מהם הקדקודים ומהם הקשרים ביניהם. אם בפייסבוק, למשל, אנחנו מדברים על קשרים בין חברים וקבוצות, אז במוח ניתן לדבר על קשרים בין נוירונים או, בקנה מידה גדול יותר, בין אזורי פעילות שונים במוח. כיום, כאשר אנחנו משווים בין מצבים שונים, למשל בין תפקוד תקין לבלתי תקין, אנחנו בודקים עד כמה הרשת עצמה יעילה, אילו צמתים חשובים יותר מאחרים וכדומה. אם נמשיך את אותה אנלוגיה לפייסבוק, אז סגירת החשבון למשתמש בעל עשרה חברים תהיה פחות משמעותית למערכת בהשוואה לסגירת החשבון לאדם עם עשרות אלפי עוקבים. גם במוח, אנחנו מתחקים אחר אותם קדקודים "עשירים" בקשרים, כדי להבין את מנגנון התפקוד הרשתי.

מהו המחקר שמעסיק אותך בתקופה זו?

אנשים עם פגיעות מוח ספציפיות תמיד היו בעלי חשיבות רבה למדע, כיוון שהצלבת קשייהם התפקודיים עם האזורים הפגועים במוחם חושפת היבטים רבים על האופן בו המוח פועל במצב תקין. את הליקוי בתפיסת פרצופים, למשל, מדענים גילו וחקרו בעקבות פגיעה מוחית באזור מסוים בקורטקס הראייתי. אך לפני כעשר שנים התגלה כי הקושי בתפיסת פרצופים עשוי להיווצר גם כתוצאה מליקוי מולד וזה פתח עולם שלם של שאלות בהן חלק מהמחקרים שלנו עוסקים.

אחת השאלות המרכזיות והבסיסיות שאנחנו שואלים היא: מהי המשמעות של ליקוי מולד בתפיסת פרצופים? זו שאלה מורכבת מכפי הנראה, משום שכאשר אנחנו תופסים פרצוף אנחנו מעבדים הרבה סוגים של מידע: את מידת ההיכרות עם האדם, את המצב הרגשי שמביעים פניו, את מינו וגילו ועוד. כמו כן, לתפיסת פרצופים יש מאפיינים ייחודיים לעומת תפיסת אובייקטים אחרים, כגון התבססות על תהליכי תפיסה הוליסטיים- תופסים את "היער" (הפנים באופן כללי) ולא את "העצים" (רכיבי הפנים). במהלך המחקר אנחנו מנסים לברר באילו משימות האנשים בעלי הליקוי המולד הזה מתקשים במיוחד ומדוע.

שאלה נוספת היא: כיצד, מבחינה עצבית, המוח שלהם שונה ממוח של אדם רגיל? נראה כי לא מדובר במצב דיכוטומי – הצלחה מול כישלון מוחלט – אלא שהליקוי נע על רצף של חומרה. האם זה עשוי להסביר מדוע יש אנשים שטובים יותר בזכירת פרצופים מאחרים? האם ליקוי תפיסת הפרצופים דומה באופיו לסוג של דיסלקציה? אחד הממצאים שביססנו בשנים האחרונות הוא שלא מדובר בליקוי מוחי ממוקד כמו במקרה של פגיעות ראש. תחת זאת, אנחנו מזהים שמה שפגוע הוא יכולת העברת נתונים בין אזורים מסוימים בתוך הרשת העוסקת בעיבוד פרצופים. במקביל, אנחנו משתדלים גם לעורר הכרה ומודעות לנושא כי רוב האנשים, כולל נוירו-פסיכולוגים, אינם מכירים את התופעה. זה חשוב גם בהיבטים של חינוך והתפתחות. ילד שהולך לגן, למשל, המתקשה לזהות את הילדים סביבו, עשוי לגלות קשיים חברתיים שיהיה קשה להתחקות אחר מקורם.

כיצד את רואה את העתיד של תחום המחקר שלך?

הבדלים בין אישיים בתחום המוח והקוגניציה נתפסים על פי רוב כמעין רעש רקע במחקר, כזה שצריך להפחיתו באמצעים ניסויים או סטטיסטיים כדי לקבל נתונים שמהם ניתן יהיה להגיע למסקנה ולבצע הכללה על האוכלוסייה. בעתיד, ההבדלים בין נבדק לנבדק עשויים דווקא להיות מוקד ההתבוננות העיקרי של מדענים. במקום להסתפק בממוצע נבדקים כדי להגיע לאיזו מסקנה כללית, נוכל להבין, במישור הנוירולוגי, כיצד אנשים תופסים את העולם באופן שונה. זה יתאפשר ככל שהמיפוי האנטומי של המוח ייעשה יותר ויותר מדויק. דוגמה להישג יוצא מן הכלל בהווה הוא הפרויקט הגרמני-קנדי BigBrain המספק מיפוי תלת ממדי מדויק פי 50 יותר ממיפויים קודמים של המוח. פרויקט Connectome האמריקאי מוביל את פיתוח הכלים המאפשרים למפות את המוח כרשת מורכבת. מגמת המיפוי הזו תלך ותתעצם ותאפשר לנו, בסופו של דבר, להגיע ל"טביעת-מוח" ספציפית של אדם אשר תשתלב עם "טביעת האישיות" שלו וטביעה של יכולותיו הקוגניטיביות.

מהו ההסבר האלגנטי, העמוק או היפה ביותר בעיניך לתופעה כלשהי?

מבחינה אינטואיטיבית, נדמה כי מערכת הראיה היא מעין פס ייצור לינארי והיררכי. הכל מתחיל מהעין, שהופכת אור למסר חשמלי המועבר למוח ומשם, נדמה שעיבוד התמונה נעשה מורכב יותר ויותר: את התמונה ברמת הפיקסלים, שהתקבלה מהרשתית, המוח מעבד לקווים המצטרפים לצורות, המתגבשות לאובייקטים (כיסא ושולחן, נניח) ולבסוף התמונה מגיעה לעיבוד המורכב ביותר הכולל את משמעות התמונה שלפנינו (מטבח או סלון, מסודר או מבולגן וכיו"ב). כך חשבו פעם שפועלת מערכת הראיה משום שנדמה שזו דרכו של עולם- מהשלבים הפשוטים, הבסיסיים והיסודיים, כל מטלה וכל תהליך שאנחנו מכירים עושים את דרכם אל המהות המוגמרת, אל המכלול המורכב.

אך למעשה, אנחנו יודעים שמערכת הראיה לא ממש פועלת כך. אנחנו קודם כל תופסים את המכלול ואת מהות הסיטואציה, ורק לאחר מכן את הפרטים הבסיסיים שמרכיבים את אותו מכלול. כך, לדוגמה, נבחין בהרף עין כי לפנינו סלון מסודר וערוך לקראת בואם של אורחים מבלי לתפוש את צורת השולחן וגודל הצלחות שעליו. הסבר אלגנטי ויפה לתופעה הזו, הוא שמערכת הראיה שלנו אינה פסיבית בעולם, אלא אקטיבית. הגירוי הפיסיקלי שלפנינו אחראי רק חלקית לתמונה המתקבלת אצלנו. במובנים רבים אפשר לומר שמוחנו מפעיל מנגנונים שונים על התמונה המגיעה מן העין והתוצאה עשויה להיות אחרת מאוד מהעולם הפיסיקלי שלנגד עינינו. אוסף עצום של השלמות, קיצורי דרך, כללי אצבע המבוססים על היגיון, אינטואיציה וידע מוקדם, מצבים רגשיים, מבנה אישיות – כל אלה ועוד עשויים להשפיע על התמונה הוויזואלית הנתפסת.

ישנם ממצאים רבים התומכים בהסבר זה, וחלקם, בהיבט האישיותי, עולים מניסויי המעבדה שלנו. לדוגמה, באחד המחקרים שלנו הראנו כי אנשים שיש להם תחושה שהמסוגלות העצמית הכללית שלהם גבוהה, נוטים יותר לזהות הבעות פנים כשמחות וכן נטו יותר לזכור פנים עם הבעת שמחה. במחקר אחר, ראינו שאנשים שחשים כי יש להם יותר תמיכה חברתית בחייהם פחות נוטים לתפוס הבעות של כעס. ממצאים אלה מדגימים שמאפייני האישיות של כל אדם משפיעים באופן מהותי על האופן שבו הוא מפרש ותופס את הגירויים הוויזואליים המוצגים לו.

לגבי מה את אופטימית?

לצד אנשים עם ליקוי תפיסתי, ישנם גם אנשים נדירים עם יכולות תפיסתיות יוצאות דופן. הספרות המחקרית תיעדה לאחרונה אנשים המוגדרים כ- super recognizers, המצטיינים בזיהוי מספר רב מאוד של פרצופים וביכולת זכירתם. במקביל למרכיב הגנטי, שככל הנראה המשחק כאן תפקיד, ייתכן כי זיהוי פרצופים הוא גם מיומנות נלמדת. למשל, מעניין ללמוד באילו טכניקות אנשי ביטחון בשדות תעופה משתמשים לזיהוי פרצופים וכיצד הם משווים בין תמונת פספורט לבין האדם שנמצא מולם. אלה אנשים שלאו דווקא נולדו עם כישרון יוצא מן הכלל, אבל שמונה שעות יומיות של עיבוד תפיסת פרצופים אולי יוצרות הבדלים בינם ובין אנשים אחרים.

לכן במעבדה אנחנו מנסים לבחון כיצד ניתן לשפר מיומנות תפיסת פרצופים אצל בעלי ליקוי מולד. למשל, באמצעות נוירו-פידבק: מציגים לנבדק אינדיקציה גרפית המשקפת את הפעילות המוחית שלו, ובאמצעות הפידבק שהוא מקבל והחיזוקים החיוביים על הצלחה במטלות זיהוי פרצופים, ניתן לאמן אותו ולגרום לו להשתפר. בטווח הרחוק, ייתכן שניתן יהיה לחזק יכולות אלה באמצעות הפעלה ישירה וספציפית של חלקים במוח. כבר היום ישנן טכניקות לעירור או דיכוי פעילות מוחית באופן לא פולשני. הרזולוציה די גסה אבל היא תלך ותשתפר עם הזמן. לצד התפתחות מיפוי המוח, אפשר לשער שבעתיד נוכל לעורר את הרשת הנוירולוגית באופן שיאפשר לאנשים להתגבר על הליקוי.

ליקוי והצטיינות במיומנות תפיסת פרצופים הם למעשה שני צדדים של אותו מטבע: באחד הרשת הנוירולוגית פועלת בחוסר יעילות ובשני, ביעילות על. לכן אני אופטימית שפיתוח כלים שיסייעו לבעלי ליקויים תפיסתיים, עשויים גם, בטווח הרחוק, לשפר את יכולותיהם של אנשים נורמטיביים. וזה לא חייב להסתכם בתפיסת פרצופים, כמובן. מיומנויות רבות בתפיסה נעות על סקאלה רחבה ומשני עברי הממוצע הנורמטיבי אפשר למצוא את שני ההפכים: מהעבר האחד, אנשים עם קושי להבחין בין צלילים שונים, עם בעיות בתפיסה מרחבית, דיסלקציה או דיסקלקוליה; ומהעבר השני, אנשים עם שמיעה אבסולוטית, כאלה המצטיינים בתפיסה מרחבית, אחרים המצליחים לרכוש בקלות מיומנויות של קריאה מהירה, או בעלי תפיסה מתמטית מדהימה. היכולת המתפתחת של מיפוי והבנת אופן פעולתו של המוח כרשת, לצד היכולת לגרות ולעכב תהליכים ספציפיים, עשויות להגדיר מחדש בעתיד מה ייחשב לנורמטיבי.