ישחקו הדגים לפנינו

משחקי מחשב הם לא רק עניין לבני-אדם. ד"ר טקאשי קאוואשימה, מדען חדש במחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע, בנה מערכת מציאות מדומה לדגים. בעזרת המערכת, המשלבת שיטות מיקרוסקופיה  ויכולות אנליזה מתקדמות, הוא עוקב אחר הפעילות של כל תא ותא במוחם השקוף של דגיגי זברה, וכך רואה מה קורה בראשם כשהם "משחקים". מטרתו היא לחשוף את מנגנון הפעולה של אחת המערכות הקדומות והחיוניות במוח – מערכת המוליך העצבי סרוטונין שקיימת כמעט בכל יצור חי בעל מערכת עצבים. בכך הוא מקווה לחשוף, בין היתר, את הדרכים שבהן פועלות התרופות לטיפול בדיכאון ובחרדה, שרובן המכריע פועל על מערכת זו.

ה"משחק" שפיתח ד"ר קאוואשימה מעניק לדגיגים אשליה שהם שוחים על אף שראשיהם מקובעים לשם דימות במיקרוסקופ. ד"ר קאוואשימה ושותפיו למחקר פיתחו את המערכת בזמן שהותו בקמפוס המחקר ג'נליה של המכון הרפואי על-שם הווארד יוז. במחקר, שפורסם באחרונה בכתב-העת המדעי Science, ד"ר קאוואשימה ועמיתיו הראו כיצד הם מסוגלים לעקוב באמצעות דימות אחר פעילות תאי העצב ברמת דיוק של אלפיות השנייה.

"המערכת מעניקה לדגיגים אשליה שהם שוחים על אף שראשיהם מקובעים לשם דימות במיקרוסקופ"

גם במעבדתו החדשה במכון, ד"ר קאוואשימה מתעתד לחקור את מערכת הסרוטונין. במאמר שפרסם בכתב-העת המדעי Cell, הראה כי תאי עצב של מערכת הסרוטונין שולטים בתפקודי השחייה של דגים. אצל בני-אדם, סרוטונין הוא מוליך עצבי הקשור, בין היתר, לוויסות מצבי הרוח, וזו הסיבה לכך ש"מעכבי קליטה-חוזרת בררניים של סרוטונין", כמו פרוזאק או ציפרלקס (תרופות ממשפחת SSRI), משמשים בעשורים האחרונים תרופות נוגדות דיכאון וחרדה. תרופות אלה משתמשות בסרוטונין של הגוף עצמו, תוך שהן ממחזרות אותו במוח, אך החוקרים חלוקים ביניהם לגבי מנגנוני הפעולה של תרופות אלה. כמו כן החוקרים עדיין אינם יודעים מדוע אנשים מסוימים אינם מגיבים לתרופות אלה, ומדוע נדרש פרק זמן של כמה שבועות עד שהן מתחילות להשפיע. "כדי לענות על שאלות אלה ואחרות", אומר ד"ר קאוואשימה, "עלינו להבין קודם כל כיצד פועלת מערכת הסרוטונין – כיצד תאי סרוטונין מעבדים מידע וכיצד הם מתקשרים עם אזורים אחרים במוח".

אחת הסיבות לכך שמערכת הסרוטונין עדיין אינה מובנת דיה היא מיקומה במעמקי המוח – עובדה המקשה את ההתבוננות בה. העבודה עם דגיגי זברה שקופים היא אפוא הזדמנות להתבונן במערכת זו לפרטיה. "כרגע, אנו בוחנים זאת בזמן שהדגים שוחים. בהמשך, נבדוק במערכת המציאות המדומה  התנהגויות אחרות הקשורות למצבי דְּחָק", אומר ד"ר קאוואשימה.

במקביל לבניית גרסה חדשה למיקרוסקופ במערכת המציאות המדומה, שוקד ד"ר קאוואשימה על פיתוח סמנים ספציפיים שיוכלו לחשוף את פעילות מערכת הסרוטונין. "דגים מגיבים לדְּחָק בדרכים דומות להתנהגויות אנושיות – הימנעות מאכילה ואיבוד עניין בסביבתם", הוא אומר. לפיכך הוא מצפה שממצאיו ישפכו אור על הפרעות כגון דיכאון, אנורקסיה והפרעת דְּחָק פוסט-טראומטית.

"הגעתי על תקן 'שמרטף'"

גם בת זוגו של טקאשי, ד"ר מיו נונקה, היא מדענית מוח ("אם כי אנחנו עובדים בתחומים מאוד שונים", הוא אומר). למעשה, היה זה תחום העניין של מיו שהוביל את השניים למכון ויצמן למדע. "היא השתתפה בכנס בתחום שלה, ואני הצטרפתי על תקן 'שמרטף' – בתנו הגדולה הייתה אז כבת שנה ועדיין ינקה. מארגני הכנס יזמו ארוחות צהריים אחד על אחד של חוקרים ותיקים וצעירים, ובמקום להירשם בעצמי לאחד המפגשים, הצטרפתי למיו ולבן זוגה לארוחה – פרופ' אלון חן (בשעתו ראש המחלקה לנוירוביולוגיה וכיום הנשיא הנבחר של המכון). הוא שאל אותי על העבודה שלי, התעניין מאוד, ומפה לשם שלחתי לו קורות חיים. למחרת הוא ועמיתיו הזמינו אותי לריאיון במכון".

מיו, שמתמקדת באזור אחר במוח – האמיגדלה – עובדת במעבדתה של פרופ' אורלי ריינר. טקאשי ומיו, שהספיקו לחיות בארצות-הברית, באירופה וביפן, מתחילים להרגיש בבית בישראל – למרות קשיי השפה ופערי התרבות. "מזג האוויר והאוכל נהדרים, הטיפול בילדים מעולה (לזוג שתי בנות), ועזרה הדדית היא חלק מהתרבות כאן", אומר טקאשי. "אני גם מוקיר את העובדה שאנשים נוטים להגיד את מה שהם חושבים. אנשים מופתעים לגלות שהנטייה הבסיסית שלי היא די 'ישראלית', בכך שגם אני אומר את מה שאני חושב. אני מאמין שזה יעזור לי להסתדר כאן במכון"