קליפת המוח הוא החלק הגדול ביותר במוח של יונק, ועל ידי כמה מדדים החשובים ביותר. אצל בני אדם בפרט, זה המקום בו רוב הדברים קורים תפיסה, חשיבה, אחסון זיכרון וקבלת החלטות. השערה נוכחית אחת מציעה כי תפקידו העיקרי של קליפת המוח הוא לחזות מה עומד לקרות בעתיד על ידי זיהוי וקידוד מידע חדש שהוא מקבל מהעולם החיצון והשוואתו למה שהיה צפוי להתרחש.
מחקר חדש שפורסם היום בכתב העת עֲצָבוֹן עושה צעד גדול כדי להוכיח את ההשערה הזו. הסופר הראשי של העיתון הוא יורי שימקיב, עמית פוסט -דוקטורט במעבדה של פרופסור רפאל יוסט.
מצאנו כי קליפת המוח פועלת כמו מכונת זיכרון, קידוד חוויות חדשות וחיזוי העתיד הקרוב מאוד. "
יורי שימקיב, הסופר הראשי של נייר
"מחקר זה נותן תובנה רבה לגבי תפקידה של קליפת המוח, ולמחלות כמו סכיזופרניה בה נראה כי קליפת המוח לא תקינה", אמר יוסטה, וציין כי הוא גם עוזר להבהיר תהליכים חשובים במוח הרגיל. "חידוש הוא ההבדל בין מה שחזית יקרה לבין מה שקרה בפועל. מחקר זה מראה כי קליפת המוח מגלה ברציפות גירויים חדשים, על מנת לשנות ולשפר את תחזיותיו לעתיד. גילוי חידוש הוא פונקציה קריטית לבני אדם ולבני אדם בעלי חיים אחרים. "
הצוות החל את המחקר שלהם על ידי תכנון מחקר כדי לזהות כיצד עכברים הגיבו לתערובת של גירויים חושיים מוכרים וחדשים. הגירויים בניסוי היו צלילים שהושמעו במגרשים שונים. לאחר שדמיית קליפת המוח השמיעתית של עכברים, חלק מקליפת המוח המוחית שמעבד צליל, הם גילו שקבוצות נוירונים הגיבו לא רק לאיזה צליל הושמע, אלא גם כמה זה היה חדשני. באופן מסקרן, הם גילו שכל צליל הותיר שובל של פעילות עצבית, אליו הם מכנים "הד", שעקב אחר תשומות חושיות לאורך זמן, ויצר זיכרונות לטווח הקצר מהתשומות האחרונות. פעילות זו הדהדה לא רק שדאגה כי כל גירוי נכנס להוביל לתגובה ייחודית, אלא גם שימש לבחירת גירויים חדשים, וכתוצאה מכך התגובות הללו מתחזקות בהרבה.
כדי להעמיק את הבנתם את הממצאים הללו, הצוות בנה מודל רשת עצבית של קליפת המוח וההכשרה לאתר גירויים שהם חדשים. זה שכפל את מה שהם ראו בעכברים, והראה שרשתות נוירונים השתמשו גם ב"הדה "בפעילות כדי לאחסן מודל של הסביבה, והשתמשו בו כדי לאתר שינוי. הם הגיעו למסקנה כי אופן החוזה של קליפת המוח, עם לולאות של נוירונים מחוברים, הופך את גילוי החידוש למאפיין מתהווה אוטומטי של הרשת.
"זו קפיצה קדימה בהבנה כיצד המוח עושה עבודה כל כך טובה באיתור חידוש", אמר יוסטה וציין כי המודל שימקיב יצר בונה על רעיונותיו של ג'ון הופפילד, שזכה בפרס נובל בשנה שעברה לבניית רשת עצבית מודלים ובינה מלאכותית חלוצית.
המחקר מציע גם תובנה חדשה לגבי התפקיד העיקרי שממלאת קליפת המוח בסכיזופרניה. הקלינאים יודעים במשך שנים רבות שאנשים עם סכיזופרניה אינם מיומנים להבחין במידע חדש ממידע ישן. מדענים ניסו להסביר את אותם ממצאים על ידי פירוש התנהגותם של נוירונים בודדים אך בסופו של דבר נתקלו בקשיים. אחת התובנות העיקריות של מאמר זה היא גילויו כי גילוי חידוש אינו יצירתם של נוירונים בודדים אלא של רשתות עצביות.
"אנו נרגשים מאוד שממצאים אלה יכולים להעמיק את ההבנה שלנו בחלק מכריע זה במוח וגם עשויים להציע תובנה חשובה לגבי מקרים שבהם פונקציות אלה משתבשות – ודרכים לתקן את זה", אמר יוסטה.
