האם תהיתם פעם מה קורה במוח כשאנחנו נעים ימינה או שמאלה? רוב האנשים לא. הם פשוט עושים את זה בלי לחשוב על זה. אבל התנועה הפשוטה הזו נשלטת למעשה על ידי תהליך מורכב.
במחקר חדש, חוקרים גילו את החלק החסר ברשת העצבים המורכבת הדרושה לפניות שמאלה-ימינה. התגלית נעשתה על ידי צוות מחקר המורכב ממסייע פרופסור ג'ארד קרג, פרופסור אולה קיהן ועמיתיהם מהמחלקה למדעי המוח באוניברסיטת קופנהגן.
בשנת 2020, אולה קיהן, ג'ארד קרג ועמיתיהם זיהו את 'גלגל ההגה של המוח' – רשת של נוירונים בחלק התחתון של גזע המוח שמצווה על תנועות ימינה ושמאלה בזמן הליכה. עם זאת, בזמנו לא היה ברור להם כיצד המעגל הימני-שמאלי הזה נשלט על ידי חלקים אחרים של המוח, כמו הגרעינים הבסיסיים.
גילינו כעת קבוצה חדשה של נוירונים בגזע המוח שמקבלת מידע ישירות מהגרעינים הבסיסיים ושולטת במעגל הימני-שמאלי".
פרופסור אולה קיהן, המחלקה למדעי המוח, אוניברסיטת קופנהגן
בסופו של דבר, ייתכן שגילוי זה יוכל לעזור לאנשים הסובלים ממחלת פרקינסון. המחקר פורסם בכתב העת המדעי המוערך מדעי המוח בטבע.
הגרעינים הבסיסיים ממוקמים עמוק בתוך המוח. כבר שנים רבות שהם ממלאים תפקיד מפתח בשליטה בתנועות רצוניות.
לפני שנים למדו מדענים שעל ידי גירוי הגרעינים הבסיסיים ניתן להשפיע על תנועות יד ימין ושמאל בעכברים. הם פשוט לא ידעו איך.
"בהליכה, תקצר את אורך הצעד של רגל ימין לפני ביצוע פניה ימינה ואת רגל שמאל לפני ביצוע פנייה שמאלה. רשת הנוירונים החדשה שהתגלתה ממוקמת בחלק בגזע המוח המכונה PnO הם אלו שמקבלים אותות מהגנגליונים הבסיסיים ומכוונים את אורך הצעד תוך כדי סיבוב, ובכך קובעים אם נעבור ימינה או שמאלה", מסביר ג'ארד קרג.
המחקר מספק אפוא מפתח להבנה כיצד תנועות חיוניות אלה מיוצרות על ידי המוח.
במחקר החדש חקרו החוקרים את מוחם של עכברים, שכן גזע המוח שלהם דומה מאוד לגזע המוח האנושי. לכן, החוקרים מצפים למצוא מעגל ימני-שמאלי דומה במוח האנושי.
אנשים עם פרקינסון מתקשים לבצע פניות ימינה ושמאלה
מחלת פרקינסון נגרמת ממחסור בדופמין במוח. זה משפיע על הגרעינים הבסיסיים, והחוקרים האחראים למחקר החדש מאמינים שזה מוביל לכישלון בהפעלת המעגל הימני-שמאלי של גזע המוח.
וזה הגיוני כשמסתכלים על התסמינים שחווים אנשים עם פרקינסון בשלב מאוחר של המחלה – לעתים קרובות הם מתקשים להסתובב בזמן הליכה.
במחקר החדש, החוקרים חקרו זאת בעכברים עם תסמינים הדומים לאלה של אנשים עם מחלת פרקינסון. הם יצרו מה שנקרא מודל פרקינסון, הסירו דופמין מהמוח של עכברים ובכך נתנו להם תסמינים מוטוריים דומים לאלה שחווים אנשים הסובלים ממחלת פרקינסון
"לעכברים האלה היו קשיים להסתובב, אבל על ידי גירוי נוירוני ה-PnO הצלחנו להקל על קשיי הפניה", אומר ג'ארד קרג.
באמצעות גירוי מוח עמוק, מדענים עשויים בסופו של דבר לפתח גירוי דומה לבני אדם. אולם כיום, הם אינם מסוגלים לעורר תאי מוח אנושיים בצורה מדויקת כמו בדגמי עכברים, שבהם השתמשו בטכניקות אופטוגנטיות מתקדמות.
"הנוירונים בגזע המוח הם בלגן, וגירוי חשמלי, שהוא סוג הגירוי המשמש בגירוי המוח העמוק האנושי, אינו יכול להבחין בין התאים זה מזה. עם זאת, הידע שלנו על המוח גדל כל הזמן, ובסופו של דבר אנו עשויים להיות מסוגלים להתחיל לשקול גירוי מוחי עמוק ממוקד של בני אדם", מסכם אולה קיהן.
עובדות: מה עשו החוקרים
החוקרים השתמשו באופטוגנטיקה כדי לעורר את רשת הנוירונים ב-PNO (גרעין רשת פונטיני, חלק אוראלי). בקיצור, אופטוגנטיקה היא טכניקה לשינוי גנטי של תאי מוח ספציפיים כדי להפוך אותם לרגישים לאור ובכך רגישים לגירוי אור.
כשהחוקרים הפעילו את האור, עכברים שהיו מסוגלים לבצע רק פניות שמאלה יכלו כעת גם ללכת בקו ישר ולעשות פניות ימינה.
