מדען אורח ד"ר רוני פז

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

בעיני, אחת מפריצות הדרך המשמעותיות ביותר בחקר המוח, היא היכולת לתעד את הפעילות המקבילית של כמה נוירונים במוח, כלומר, כל אחד בנפרד ובאותה עת כל הקבוצה יחד. זה נשמע הישג פעוט אך הוא אפשר הבנה חסרת תקדים. לנוירון יש שני מצבים אפשריים, "כן" או "לא"; העברת המסר או אי העברת המסר. אבל כאן מתגלית מורכבות מפתיעה: מצב בו שני נוירונים (אפילו סמוכים זה לזה) "אומרים כן", הוא שונה ממצב בו כל אחד מהם עושה זאת בנפרד. זה כאילו שמצאנו דרך לתעד את הצבעותיהם של 120 חברי כנסת המצביעים בעניין החלטות שונות. ברור שככל שיותר חברי כנסת אומרים "כן" ומצביעים בעד, יש יותר סיכוי שהחלטה מסוימת תעבור, אבל תאר לך שהיתה משמעות גם לתמהיל הקולות (מי הצביע מה) וגם לתזמון ההצבעה (מי הצביע סימולטנית ומי בהפרש זמן של אלפית שניה) באופן כזה, שכל תמהיל ותזמון היו משפיעים אחרת על אופי ההחלטה. מספר האפשרויות הנגזר מכך הוא מסחרר, וזה עוד רק עם 120 חברי כנסת. אילו מספרם היה כמספר הנוירונים במוח (כ- 86 מיליארד) המגוון היה בלתי נתפס.

אמנם אנחנו עוד רחוקים מהיום בו נוכל לתעד את פעילותו של כל נוירון במוח ולהצליח להבין את פשר הפעילות המקבילית של כולם יחד (זה יהיה הישג מדהים כמובן), אבל ההצלחה לעשות זאת באזורים ספציפיים במוח היא אבן דרך משמעותית.

מהם המחקרים שמעסיקים אותך בתקופה זו?

עמיתי ואני מנסים להתחקות אחר הבסיס העצבי לאחד היתרונות הגדולים של האדם ושאר הפרימטים (כמאתיים מיני קופים וקופי-אדם): היכולת להכליל על המציאות באופן מורכב. בעולם בו אין חוויה הדומה לרעותה, הצורך להכליל הוא ברור. צריך להבין מושג מופשט של כיסא כדי לזהות כיסאות שטרם נראו או שנצפו מזווית ראיה חדשה. ללא היכולת להכליל, לא היינו לומדים וזוכרים שום דבר משמעותי.

בנוסף על כך, מעניין אותי גם להבין באיזה אופן ההכללה הינה שונה בהשוואה בין למידה חיובית (כלומר כזו שמתבצעת בעקבות תגמול או רגש חיוביים) לבין למידה שלילית (שמתבצעת בעקבות תגמול או רגש שליליים). אחד ההבדלים המשמעותיים שאנחנו מכירים, הוא שהנטייה להכליל חזקה יותר בלמידה שלילית וההסבר האבולוציוני לכך הוא פשוט: אם אדם הולך ביער ושומע צליל שמזכיר שאגת אריה, הוא לא יעצור לתהות האם הצליל תואם בדיוק את השאגה שהוא מכיר, גם אם אכן אין התאמה. במקום לקחת סיכון: הוא יכליל ויברח או ילחם. השאלה המעניינת בה אנחנו מתמקדים, היא כיצד זה קורה במוח; איך בפועל למידה על סכנה גורמת להכללה רחבה יותר? אחד הדברים שגילינו, הוא שזה קורה משום שלמידה שלילית משפיעה ברמת תאי-העצב על התפיסה החושית באופן ישיר. כלומר, הדרך הטובה ביותר לא לקחת סיכון, היא לגרום למערכת החושית לא להבחין בין גירויים שונים. כל מי שהיה בישראל בעת סכנת מתקפת טילים יודע על מה אני מדבר, כאשר קול האצת אופנוע בחוץ, למרות שהוא שונה למדי מקול האזעקה, מפעיל באופן אוטומטי את המנגנון "הילחם או ברח" והגוף נכנס לכוננות גבוהה.

למרות שהכללת יתר היא חיונית בחוויות שליליות, במקרים קיצוניים זה עלול להיות יותר מדי. זה מה שאנחנו רואים בבני אדם עם הפרעות חרדה, למשל, כמו PTSD (הפרעת לחץ פוסט-טראומטית). אדם עם PTSD בעקבות אסון התאומים למשל, מסוגל להתבונן בגורד שחקים ולהצביע באופן רציונלי על השוני בינו לבין בנייני התאומים ולהבין שהסיכוי שמטוס יפגע בבניין הוא קלוש. אבל ההבחנה הזו היא עיבוד שמתרחש לאחר שכבר פעלה מערכת ההכללה בעיבוד החושי. היא זו שתצית את הפחד ותכתיב את הרגשתו, ולא העיבוד הרציונלי המאוחר של הפרטים. אנחנו מגלים גם שיש אנשים עם נטיה להכליל גבוהה יותר מאחרים. זה לא בהכרח רע או טוב בתפקוד היומיומי, אך זה עשוי להסביר הבדלים בין אישיים. למשל, מדוע חוויות דומות גורמות לאנשים מסוימים לפתח הפרעות חרדה ולאחרים לא.

כיצד אתה רואה את העתיד של תחום המחקר שלך?

היכולת הטכנולוגית לתעד חלקים במוח ברזולוציה גבוהה (כל נוירון בנפרד) ונמוכה (אוכלוסיות שלמות של נוירונים) תקדם אותנו לעבר ההצלחה לזהות זיכרונות ספציפיים במוח. כלומר, ממש לשים את האצבע על פעילות תבניתית מסוימת ולומר איזה זיכרון היא מייצגת.

בסופו של דבר, הכוונה אינה קריאת מחשבות וזיכרונות. בכך יש בעיה פילוסופית, בין השאר בגלל עיקרון ההכללה שציינתי קודם: היכולת לתפוס דברים בצורה מופשטת, מאפשרת אינספור דרכים להגיע לזיכרון מסוים (אפשר להיזכר בתמונת כיסא מסוים, אפשר להיזכר בחוויית הישיבה עליו, אפשר להיזכר בתיאור מילולי שלו וכן הלאה). מעבר לכך, לאחרונה הראו שהזיכרון שלנו גם כל הזמן משתנה: בכל פעם שהוא מופעל מחדש הוא פגיע לשינויים ולכן זיכרון חושי (מראות, קולות), המטען הרגשי שנלווה אליו ואפילו המשמעות הכוללת שלו, כל אלה הם תהליכים דינמיים במוח. אבל כאמור, השאיפה אינה לקבל תמונת מסך של מה שעובר לאנשים בראש, אלא להתחקות אחר למידה מסוימת ולחזקה או להחלישה. אם נתחקה במדויק אחר מנגנון ההכללה בהפרעת חרדה, למשל, נוכל להחלישו באמצעים מלאכותיים, ובאופן תיאורטי, אם נצליח להצביע על מסלול עצבי של למידה מסוימת, נוכל לחזקה מבלי להשקיע את כל אותן שעות שינון ותרגול.

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

המוח האנושי, כידוע, נבדל ממחשב בהיבטים רבים. עיבוד נתונים באמצעות אלגוריתם קלאסי במחשב יוביל, לרוב, לאותה תוצאה אחת אמינה. כשאתה שומר קובץ במחשב אתה מצפה שהוא ישמר באותה צורה בדיוק שוב ושוב ויהיה זהה בכל שחזור. מה שמאפשר למחשב להגיע לתוצאות העקביות הללו הוא השימוש באוסף של מסרים בינריים, כלומר מכילים שני מצבים אפשריים: מצב 1 בו יש זרם חשמלי או מצב 0 בו אין זרם. חישובים לוגיים שונים המבוססים על שני המצבים הללו מאפשרים לעשות פעולות חשבוניות מורכבות העומדות בבסיס כל שאר ביצועי המחשב.

לעומת המחשב, החוויה והפעולה האנושית נעות על רצף בלתי מוגבל. הזיכרונות, הלמידה, הרגשות, דרכי ההבעה- כל התהליכים הללו ועוד הם דינמיים ומשתנים (מכאן נובע גם חיסרון, כמובן: הם פחות אמינים). תוצאות העיבוד המוחי, הכוללות את אופן ייצוג האינפורמציה והביטוי ההתנהגותי, הן בעלות מגוון עצום ודינמי. לכן זה אירוני שהמנגנון הבסיסי העיקרי להעברת מידע במוח הוא גם כן מנגנון שמבוסס על קוד בינארי, בדומה לזה של מחשב. כל נוירון יכול להיות במצב מנוחה (מצב 0) או לחילופין לייצר מסר כימי-חשמלי, אותו אנו מכנים "פוטנציאל פעולה" (מצב 1).

התנאים הכימיים והחשמליים שעומדים בבסיס שני המצבים הללו הם מורכבים אך התוצאה היא פשוטה: נוירון בנוי כך שאם הוא מקבל מספיק קלט בחלון זמן מספיק צר, הוא מגיע לסף מסוים ואז עובר ממצב 0 למצב 1 למשך אלפית השניה וכך מעביר מסר הלאה לנוירונים הבאים בשרשרת. אפשר לחשוב על זה כמו על מנהל ששומע תלונות מעובדיו ורק אם הוא יישמע מספיק צעקות ביום אחד הוא יתרגז גם ויצעק למנהל שמעליו וכן הלאה.

התגלית הזו, שלנוירון יש שני מצבים שהם תמיד זהים וכי לכל הנוירונים יש את אותם שני מצבים, גרמה למהפך אמיתי בחקר המוח והחלו להישאל שאלות חדשות ומלהיבות. מהי בדיוק השפה שעל פי עקרונותיה פועל המוח? איך הוא משיג את יתרונותיו הבולטים וכיצד הוא מייצר את מגוון הפעולות והתחושות המורכבות באמצעות קוד בינארי פשוט? ומדוע מלכתחילה, במהלך התפתחותו האבולוציונית, המוח, שהינו מערכת ביוכימית במהותה, "בחר" להשתמש בקוד בינארי ולא בשיטות אחרות?

מנגנון פוטנציאל הפעולה התגלה במאה שעברה והוביל לכמה תיאוריות וטכנולוגיות שזיכו מדענים בפרסי נובל אך התעלומות עולות על הפתרונות. וזה בעצם מה שהופך אותו להסבר עמוק ומעניין בעיניי, משום שהוא פורץ דרך בהבנה שלנו אך בד בבד, גם פותח אשנב לעוד יותר שאלות שנותרו בלתי פתורות. הסברים שסוגרים הרמטית את הסיפור הם פחות מעניינים לטעמי כי הם אינם מותירים מקום להתפתחות ההבנה. לכן הם חסרי כוח ניבוי ו/או מתבררים כלא מדויקים עם חלוף הזמן.

לגבי מה אתה אופטימי?

באופן משונה, למרות שהמגוון והשימוש בתרופות פסיכיאטריות רק עולה עם השנים, תפוצתן של המחלות הפסיכיאטריות אינו יורד, אלא בדיוק להיפך. חלק מנסים להסביר זאת בכך שקיימת נטיה בעולם הפסיכיאטריה לאבחנת יתר: זיהוי סימפטומים שבעבר היו שקופים והגדרת תופעות כאבנורמליות שבעבר נחשבו נורמליות. אחרים תולים את התופעה בשינויים הטכנולוגיים הדרסטיים של העולם המודרני, המציבים לאדם יותר ויותר אתגרים ולחצים שהוא מעולם לא התמודד עמם. כך או כך, מדובר באחד האתגרים הגדולים של השנים הקרובות. הפתרון לתעלומה, שאני אופטימי לגבי הופעתו בעתיד הלא רחוק, טמון בהבנה עמוקה של השפה בה המוח עובד ובגילוי שיטות התערבות ספציפיות בהשוואה לתרופות המקובלות כיום. הבנה זו תשנה את עולם הנוירו-פסיכיאטריה, תגדיר מחדש מה נורמלי ומה דורש טיפול, ותספק מענה מתאים וספציפי יותר בהשוואה למגוון הטיפול התרופתי המקובל כיום.