איך אנחנו מתמצאים במרחב?

כיצד אנחנו יודעים איפה אנחנו ולאן ללכת?

לא בכל יום מגיע לישראל זוכה פרס נובל ממדעי המוח. אתמול זה כן קרה. הנורווגי אדורד מוזר, שזכה בפרס נובל ב-2014, הגיע לאקדמיה הלאומית למדעים במסגרת ההרצאה השנתית על שם איינשטיין. וזו הזדמנות לספר קצת על המחקר המרתק והמסתורי של תחום ההתמצאות במרחב.

כבר בתחילת המאה עלו השערות הטוענות שאנחנו מחזיקים מאין “מפה פנימית” בתוך המוח שלנו שעוזרת לנו להתמצא במרחב, להבין איפה אנחנו, ואיך להגיע ממקום למקום בדרך היעילה ביותר. אבל מהי אותה מפה פנימית? איש לא ידע להגיד.

ב-1971 הגיעה פריצת דרך מעניינת בתחום. המדען האמריקאי ג’ון אוקיף גילה כי כאשר הוא מקליט את פעילותם החשמלית של תאי עצב ממוחה של חולדה שמסתובבת ברחבי הכלוב שלה, הוא נתקל בתאים מסוימים שפעילים רק כשהחולדה נמצאת במקום מסוים. תאים שונים מגלים ספציפיות מסוימת למקומות שונים בכלוב. אוקיף קרא לתאים אלו “תאי מקום” (place cells), משום שהם ספציפיים רק למקום מסוים בו החולדה נמצאת.

אלא שקיומם של תאי המקום מעלה המון שאלות. כיצד “יודעים” תאים אלו להגיב רק במקום כל כך ספציפי בעולם? הרי אין לנו קולטנים מיוחדים באיברי החוש שלנו (למשל הראייה), שיודעים להגיד לנו מה המקום המדויק שלנו. לכן התחילו חוקרים רבים לחקור את התאים אשר שולחים מידע לתאי המקום (מהם תאי המקום מקבלים קלט), ולהבין מה תפקידם. בני הזוג אדוארד ומאי בריט מוזר מנורווגיה גילו שבין התאים הללו ישנם תאים, שכמו תאי המקום פעילותם תלויה במקום שבו אנחנו נמצאים. אלא שבניגוד לתאי המקום הספציפיים, תאים אלו פעילים בכמה מקומות, ובעצם אם נסתכל על המקומות שבהם התאים הללו פעילים, נראה שאזורי הפעילות יוצרים צורה של משושים, ממש כמו גדרות רשת (grid). לכן תאים אלה נקראו תאי גריד, או תאי סבכה.
בני הזוג מוזר וג’ון אוקיף זכו יחדיו בפרס נובל לרפואה ופיזיולוגיה על הגילוי שלהם. אך התהליך לא נגמר כאן, כי עם השנים התגלו באזור הזה במוח תאים נוספים, חלקם רגישים לכיוון שאליו הראש פונה (מאין “מצפן פנימי”), חלקם רגישים לגבולות ומחסומים (וייפעלו, למשל, אם נעמוד ליד קיר) ועוד.

מעניין לגלות שהתאים האלה הם לא סטטיים, הם דינמיים, ושינויים בסביבה יכולים לגרום לשינוי הפעילות שלהם. בדיוק כפי ששינויים כאלה משפיעים ומשנים גם את חוש ההתמצאות שלנו.

אך למרות הכל, לפני שנשמח על כך שהבנו את ה-GPS האנושי, נצנן קצת את ההתלהבות: למרות הממצאים המגניבים שהצגתי כאן, עד היום עדיין אין שום הוכחה שרשת התאים המורכבת הזו חשובה בצורה כזו או אחרת להתמצאות, ואיננו יודעים כיצד הפעילות שלה עוזרת לנו להתמצא במרחב. אנחנו אפילו לא יודעים אם פגיעה בתאים האלה יכולה לגרום לנו ללכת לאיבוד ולא למצוא את עצמנו. כך שבעצם, אנחנו רק בתחילתו של התהליך להבין את יכולת ההתמצאות שלנו, ואולי אם נפתח חוש כיוון מוצלח, נצליח לענות על השאלות המעניינות שהתחום הזה מביא עמו.

(פורסם בתאריך 15.3.17)

דוגמה לתאי סבכה, שפעילים כשהעכבר נמצא באזורים הכחולים, ויוצרים יחד “סבכה” בצורת משושים (קרדיט: ויקיפדיה, Khardcastle)