מחקר בגובה העיניים

מחקר בגובה העיניים

מפעל ייחודי של הקרן הלאומית למדע שמטרתו להנגיש את הישגי המחקרים הממומנים על ידה לציבור הרחב.

עובדות ומספרים

< חזרה למחקרים
פרופ' איתמר קאהן
הפקולטה לרפואה
הפקולטה לרפואה, מכון רפפורט
מדעי החברה
תקופת המחקר
2011-2015

על עכברים ואנשים: מחקר השווה את ארגון מערכות המוח בבני אדם ובעכברים, הצביע על מקור ההבדלים ההתנהגותיים ביניהם ועל מידת האפשרות להשתמש בעכברים כחיות למחקר רפואי

חוקרים מצאו כי מערכת הזיכרון ארוך-הטווח באדם קשורה בעיקר לרשתות גבוהות בקליפת המוח הגדול, שאינן מאופיינות בהיררכיה מסודרת, ואילו בעכבר היא קשורה לרשתות נמוכות, שארגונן היררכי ופשוט יותר. הממצאים מסבירים את הייחודיות של מערכת הזיכרון לטווח ארוך בפרימטים

נכתב ע''י איתמר קאהן, 15 אוק 2016

קליפת המוח הגדול של יונקים עילאיים (פרימטים) הינה מפותחת בהרבה מזו של יונקים נמוכים. שאלה מרכזית בהבנת הארגון של מערכות המוח היא כיצד הרחבה זו תורמת ליכולות החישוביות של המוח ביונקים עילאיים לעומת אלו של יונקים נמוכים, ובפרט של עכברים. כדי להשוות את הקישוריות התפקודית במוח היונק בבני אדם ובעכברים, השתמשנו בדימות תפקודי בתהודה מגנטית (fMRI), שיטה המאפשרת מדידה של הפעילות במוח בשני המינים הביולוגיים האלה. בבני אדם שיטה זו היא זמינה מאוד וקלה לשימוש. לעומת זאת, בעכברים, שמוחם קטן הרבה יותר, שימוש בשיטה זו מציב אתגרים טכנולוגיים משמעותיים. במחקרנו התמודדנו עם אתגרים אלה והשגנו מדידות ברמת הפרדה גבוהה, המאפשרות למפות את החלוקה לרשתות בין אזורים ראשוניים בקליפת המוח הגדול המשמשים לחישה ולתנועה לבין אזורים גבוהים יותר, המשלבים את המידע המגיע מהאזורים הראשוניים ואחראים על תפקודים מתקדמים כגון זיכרון ארוך-טווח, למידה וקבלת החלטות. הנחת העבודה במחקר הייתה, כי בעוד שבבני אדם ארגון מערכות המוח מוטה לטובת מערכות שאין ביניהן היררכיה מסודרת (זהו מאפיין של מערכות מוח גבוהות), הרי שבמוח העכבר, גם מערכות גבוהות מתאפיינות בארגון היררכי. הדגמה של הנחת עבודה זו תסביר את הייחודיות של התנהגות היונקים הגבוהים לעומת היונקים הנמוכים, ותאפשר להבין באילו מקרים ובעבור אילו מערכות מוח אפשר לערוך השוואה ישירה בין הפרעות פתולוגיות באדם ובעכבר (לדוגמה, התאוששות משבץ). במחקרנו הדגמנו כי במוח האדם, מידע מהחושים עובר כמה תחנות עיבוד המשנות את אופי המידע בטרם הגעתו למערכת הזיכרון, ואילו במוח העכבר, המידע החושי עובר ישירות לאזורים המאפשרים שמירה של המידע לטווח ארוך. פירוש הממצא הזה הוא שבבני אדם המידע עובר הפשטה לפני אחסונו בזיכרון, ואילו בעכברים, הזיכרון הוא ככל הנראה העתק מדויק של המידע החושי. לממצא זה יש השלכות על קיבולת המידע האפשרית של כל אחד מהמינים, אך גם על מידת הדיוק של המידע השמור בזיכרון. הפשטת המידע בבני אדם מלווה קרוב לוודאי באובדן של חלק מפרטי המידע החושי, אך מצד שני הם יהיו מסוגלים לקודד מידע רב יותר. כלומר, בני אדם ישמרו רק את המידע הנחוץ ביותר. תוצר משמעותי נוסף של המחקר הוא בניית אטלס של הקישוריות התפקודית במוח העכבר. אנו מנגישים את האטלס לכלל קהילת המחקר, כדי שיוכל לשמש כל חוקר המעוניין לבדוק את הקישורים במוח העכבר. ולבסוף, למחקר זה יש חשיבות רבה גם בהבנת הרלוונטיות של עכברים כחיות למחקר רפואי. הדגמנו שלמרות ההבדלים הניכרים בין עכברים לבני אדם, הם דומים מאוד בתפקוד הבסיסי של הקשר בין מערכות החישה לבין מערכות המוח הגבוהות הנחוצות לזיכרון ארוך-טווח ומעורבות במחלות כמו אלצהיימר ופרקינסון, אך גם בהפרעות קשב בילדים. הדמיון בין תפקודים אלה באדם ובעכבר מאפשר לבדוק השפעת תרופות וטיפולים מצילי חיים על עכברים, תוך שיפור משמעותי של ההסתברות שטיפולים אלה יהיו רלוונטיים לבני אדם.

פורסם בתאריך - 25-אוגוסט-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום

מילות מפתח

אופטוגנטיקה
optogenetics
אבולוציית המוח ביונקים
אטלס קישוריות במוח העכבר
דימות תפקודי בתהודה מגנטית בעכבר
mammalian brain evolution
mouse connectivity atlas
mouse fmri
resting state
פורסם בתאריך - 25-אוגוסט-2019 - התכנים נכונים ליום הפרסום