הקשרים הייחודיים של המוח בגיל ההתבגרות
מחקר חדש, שנעשה על עכברים, מראה כי בגיל ההתבגרות לא רק מסולקים קשרים מיותרים בין תאי עצב, אלא נוצרים מרכזי תקשורת חדשים – שהיעדרם אולי קשור להתפתחות של מחלות כמו סכיזופרניה
מי שחי בבית עם מתבגרים מכיר בוודאי את גלגולי העיניים, מצבי הרוח, השיחות האינסופיות עם חברים מאחורי דלת החדר הסגורה, ובאופן כללי תחושה של “אתם לא מבינים אותנו”. את השינויים הפיזיים שהם עוברים קל לראות – הם תופסים גובה, הגוף והקול שלהם משתנים. אבל את השינויים שמתרחשים במוח אי אפשר לראות מבחוץ.
הכתבה פורסמה במקור באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי
במשך שנים, הגישה המקובלת להבנת השינויים שקורים במוח בגיל ההתבגרות הייתה שהם נובעים בעיקר מתהליך של ארגון עצמי שנקרא גיזום סינפטי. לפי הגישה הזאת, במהלך הילדות נוצרים במוח הרבה מאוד קשרים (סינפסות) בין תאי עָצָב. בגיל ההתבגרות המוח מנקה מתוכו את הקשרים החלשים או הלא-שימושיים כדי להתייעל ולפעול מהר יותר. מחקר חדש, שנעשה על עכברים, הראה כי התהליך הזה אכן קיים, אך לצידו גם נוצרים אזורים לאורך שלוחות תאי העצב שיש בהם נקודות שמתאפיינות בצפיפות גבוהה במיוחד של סינפסות.
קישורים חמים
מחקרים קודמים שבחנו את מספר הקשרים בין תאי עצב בגיל ההתבגרות אצל בעלי חיים ואצל בני אדם, מצאו שבתקופה הזאת חלה ירידה בכמות הסינפסות, לצד שינויים מבניים נוספים. החידוש במחקר הנוכחי הוא שהפעם החוקרים לא הסתפקו בממוצע כללי של מספר הסינפסות, אלא בחנו איפה הן פזורות לאורך שלוחות תאי העצב.
לצורך הכנת מוחות העכברים לבחינה מיקרוסקופית השתמשו החוקרים בשיטות שמאפשרות להבחין בפרטים ברקמה ברמת פירוט גבוהה במיוחד של מאות ננומטרים בלבד. נבחנו מוחות של עכברים במגוון גילים: גורים בני שבוע, בני שבועיים ובני שלושה שבועות, וכן עכברים בוגרים בני 12-8 שבועות. החלוקה אפשרה לחוקרים לעקוב אחר השינויים שמתרחשים במוחות העכברים מגיל שבועיים ועד הבגרות, תקופה שמקבילה פחות או יותר לגיל ההתבגרות של בני אדם.
החוקרים התמקדו באזור במוח המעבד קלט תחושתי, ובתוכו בשכבת תאים שמקבלת מידע משערות השפם של העכבר. שיטות מיקרוסקופיות מתקדמות אפשרו להם לבחון את כל החלקים של תא העצב: גוף התא והשלוחות הרבות שמסתעפות ממנו שנקראות “עץ דנדריטי”. הם עקבו אחרי הדנדריט – מעין ענף שיוצא מגוף תא העצב ומתפצל בהמשך. הרזולוציה הגבוהה אפשרה להם לזהות לאורכו קוצים דנדריטיים – מעין בליטות שעליהן יש סינפסות המשמשות למעבר אותות ומידע בין תאי העצב.
החוקרים אף זיהו כי הקוצים הדנדריטיים אינם מפוזרים באופן אחיד לאורך השלוחות. באזורים מסוימים נראתה צפיפות גבוהה במיוחד של קוצים דנדריטיים שעליהם סינפסות, והחוקרים קראו לאזורים הללו “אתרי קישור” (Hotspots). במוחותיהם של עכברים צעירים מאוד לא נמצאו אתרים כאלה, אלא רק במוחותיהם של עכברים מגיל ההתבגרות והלאה. כשקצצו לעכברים את שערות השפם, שמהן מגיע הקלט לאזור הזה במוח, היו פחות אתרי קישור לאורך הדנדריט. כלומר, הממצאים מלמדים כי קלט תחושתי חיוני להתפתחות התקינה של הקשרים העצביים באזור הזה.
אתרים של מחלה
אולם הגילוי המסקרן ביותר במחקר קשור למחלות פסיכיאטריות: נתיחות לאחר המוות שנעשו בעבר במוחות של בני אדם חולי סכיזופרניה, מצאו שצפיפות הקוצים הדנדריטיים שלהם נמוכה מהרגיל. לכן החוקרים ביקשו לבחון את זה אצל עכברים מהונדסים גנטית שמדמים חולי סכיזופרניה.
נמצא כי אצל גורים צעירים לא היה הבדל בכמות הסינפסות בין העכברים המהונדסים לעכברים בריאים. לעומת זאת, בגיל ההתבגרות תועדה אצל העכברים הבריאים עלייה משמעותית במספר הקוצים הדנדריטיים ובכמות הסינפסות באתרי הקישור, בשעה שאצל העכברים המהונדסים לא התפתחו אתרים כאלה כלל. הממצא הזה מראה כי ייתכן שההפחתה בצפיפות הקוצים הדנדריטיים במוח של חולי סכיזופרניה אינה קשורה לגיזום יתר של הסינפסות, אלא לכשל ביצירת הסינפסות באתרי הקישור במהלך חלון הזמן הקריטי בגיל ההתבגרות.
ממצאי המחקר מעלים כיווני מחקר מרתקים, אך יש לזכור שהמחקר בוצע רק על עכברים. אומנם עכברים הם יונקים, כמו בני אדם, ויש דמיון מסוים במבנה קליפת המוח שלהם ושלנו, אך נדרשים מחקרים נוספים על מנת לבחון אם תהליך דומה אכן מתרחש גם אצל בני אדם. בנוסף, החוקרים התמקדו בסוג מסוים של תאי עצב בקליפת המוח וייתכן שבסוגי תאים אחרים ובאזורים אחרים במוח, שלא נבחנו במחקר, מתרחשים תהליכים התפתחותיים אחרים.