כאשר אנו נמצאים בשינה עמוקה פעילות המוח שלנו סוחפת וזורמת בגלים גדולים וברורים, כמו לצפות בגאות של גופי אדם קמים ומתיישבים סביב אצטדיון ספורט. קשה לפספס.
מחקר חדש עם קופים מוצא כי אותם מחזורים קיימים בעקבות השינה כמו בשינה, אך עם חלקים קטנים בלבד שיושבים ועומדים ביחד ולא באצטדיון כולו. כאילו חלקים זעירים של המוח נרדמים באופן עצמאי ומתעוררים כל הזמן.
יתרה מכך, נראה שכאשר הנוירונים נכנסו למצב הפעיל יותר, או ה"דלק ", הם טובים יותר להגיב לעולם. הנוירונים גם מבלים יותר זמן במצב on כאשר הם שמים לב למשימה. ממצא זה מצביע על תהליכים המסדירים את פעילות המוח בשינה עשויים גם הם לשחק תפקיד בקשב.
"תשומת לב סלקטיבית דומה להפיכת חלקים קטנים במוח שלך למעט יותר", אומרת טטיאנה אנגל, פוסט דוקטורנטית באוניברסיטת סטנפורד ומחברת המחקר המופיעה ב מדע. הסטודנט לשעבר ניקולס שטיינמץ היה הסופר השני המוביל, שביצע את הניסויים בנוירופיזיולוגיה במעבדה של טירין מור, פרופסור לנוירוביולוגיה ואחד המחברים הבכירים.
סיכות ונוירונים
הבנת המחזורים החדשים שהתגלו דורשת לדעת מעט על האופן שבו המוח מאורגן. אם היית תוקע סיכה ישירות למוח, כל תאי המוח שהיית מכה היו מגיבים לאותם סוגי דברים. בעמודה אחת ייתכן שכולם מגיבים לאובייקטים בחלק מסוים של שדה הראייה - למשל מימין למעלה.
הצוות השתמש בכמות של קבוצות של סיכות רגישות מאוד שיכולות להקליט פעילות מעמוד נוירונים במוח. בעבר אנשים ידעו שנוירונים בודדים עוברים שלבים של פעילות פחות או יותר, אך בעזרת בדיקה זו הם ראו בפעם הראשונה שכל הנוירונים בטור נתון הסתובבו יחדיו בין ירי מהר מאוד ואז יורים לעבר הרבה יותר איטי. קצב, בדומה למחזורים מתואמים בשינה.
"במהלך מצב נוירונים כולם מתחילים לירות במהירות", אומרת קוואבנה בואהן, פרופסור להנדסת ביו והנדסת חשמל ומחברת בכירה בעיתון. "ואז פתאום הם פשוט עוברים לקצב ירי נמוך. ההפעלה והכיבוי הזה מתרחשת כל הזמן, כאילו הנוירונים מפזרים מטבע כדי להחליט אם הם יופעלו או יכבו ".
מחזורים אלה, המתרחשים בסדר גודל של שניות או שברירי שניות, לא היו נראים לעין כשהם ערים כיוון שהגל אינו מתפשט הרבה מעבר לטור ההוא, בניגוד לשינה כאשר הגל מתפשט כמעט על כל המוח וקל להדגיש אותו לזהות.
לשים לב
הצוות מצא כי מצבי הפעילות הגבוהים והנמוכים יותר מתייחסים ליכולת להגיב לעולם. לקבוצה הייתה בדיקה באזור במוח בקופים שמזהה ספציפית חלק אחד של העולם החזותי. הקופים הוכשרו לשים לב לרמז המצביע על כך שמשהו בחלק מסוים של שדה הראייה - ימין למעלה, נניח או שמאל תחתון - עומד להשתנות מעט. לאחר מכן הקופים קיבלו פינוק אם הם מזהים נכון שהם ראו את השינוי הזה.
כשהצוות נתן מושג לאן עלול להתרחש שינוי, הנוירונים בתוך הטור החשים שחלק מהעולם התחילו לבלות יותר זמן במצב הפעיל. בעיקרו של דבר, כולם המשיכו להתהפך בין מדינות יחד, אך הם בילו יותר זמן במצב הפעיל אם היו שמים לב. אם שינוי הגירוי הגיע כאשר התאים היו במצב פעיל יותר, גם לקוף היה סיכוי גבוה יותר לזהות נכון את השינוי.
"הקוף טוב מאוד באיתור שינויים בגירוי כאשר נוירונים בעמודה נמצאים במצב מופעל אך לא במצב כבוי", אומר אנגל. גם כשהקוף ידע לשים לב לאזור מסוים, אם הנוירונים מחזירים למצב פעילות נמוך יותר הקוף החמיץ לעתים קרובות את שינוי הגירוי.
אנגל אמר שממצא זה הוא דבר שאולי מוכר לאנשים רבים. לפעמים אתה חושב שאתה שם לב, היא ציינה, אבל אתה עדיין תתגעגע לדברים.
המדענים אמרו כי הממצאים מתייחסים גם לעבודה קודמת, שמצאה כי בעלי חיים ערניים יותר ובני אדם נוטים לקבל תלמידים מורחבים יותר. בעבודה הנוכחית, כאשר תאי המוח בילו יותר זמן במצב פעיל, אישוני הקוף היו גם מורחבים יותר. הממצאים מדגימים אינטראקציה בין תנודות סינכרוניות במוח, תשומת לב למשימה וסימנים חיצוניים של ערנות.
"נראה כי המנגנונים העומדים בבסיס תשומת הלב והגירוי תלויים זה בזה למדי", אומר מור.
האם זה חוסך אנרגיה?
שאלה היוצאת מתוך עבודה זו היא מדוע הנוירונים עוברים למצב פעילות נמוך יותר כאשר אנו ערים. למה לא פשוט להישאר במצב הפעיל יותר כל הזמן למקרה שאז נמר השן החרבנית תוקף?
תשובה אחת יכולה להתייחס לאנרגיה. "יש עלות מטבולית הקשורה לנוירונים הנוראים כל הזמן", אומר בוהן. המוח משתמש באנרגיה רבה ואולי נותן לתאים הזדמנות לעשות את המקבילה האנרגטית של ישיבה מאפשר למוח לחסוך באנרגיה.
כמו כן, כאשר הנוירונים פעילים מאוד הם מייצרים תוצרי לוואי סלולאריים שעלולים לפגוע בתאים. אנגל ציין כי מצבי הפעילות הנמוכה יכולים לאפשר זמן לפנות את הפסולת העצבית הזו.
"מאמר זה מציע מקומות לחפש את התשובות הללו", אומר אנגל.
על הכותבים
שותפים נוספים כוללים עמיתים מאוניברסיטת ניוקאסל. המימון הגיע מה- NIH, סטנפורד NeuroVentures, ה- HHMI, ה- MRC והקרן Wellcome Trust.
מקור: אוניברסיטת סטנפורד
ספרים קשורים:
at InnerSelf Market ואמזון
