המוח האנושי מציג: רעש מאורגן הוא אבי ההמצאה

ניקולה טסלה הגה את המנוע החשמלי המונע בזרם חילופין כשהוא שקוע בהליכה, הארי פוטר נולד במוחה של ג'יי קיי רולינג בעודה תקועה ברכבת – וארכימדס ניסח את חוק הציפה שלו בזמן רחצה באמבט. ההיסטוריה מלאה באנקדוטות על רעיונות פורצי דרך שהפציעו במפתיע ממעמקי הלא-מודע. מחקר חדש של מדעני מכון ויצמן למדע מציע הסבר לרגעי הקסם האלה, שבהם נובטים בנו רעיונות חדשים. החוקרים, בהובלתה של רותם ברודאי-דביר ממעבדתו של פרופ' רפי מלאך במחלקה לנוירוביולוגיה במכון, זיהו כי פעילות מוחית המתעוררת באופן ספונטני ומכונה "גלי מנוחה", מעוררת את הופעתן של מחשבות יצירתיות. החוקרים סבורים כי זהו מנגנון אוניברסלי העומד בבסיס התכונה, שהיא אולי המהוללת ביותר של המוח האנושי: יצירתיות.

מה קורה לפעילות החשמלית במוח כאשר אנו נחים ולא עסוקים במטלה כלשהי או בעיבוד מידע המגיע מבחוץ? כבר לפני יותר מ-20 שנה חקרו פרופ' עמירם גרינוולד וד"ר עמוס אריאלי מהמחלקה לנוירובילוגיה במכון את התופעה המסתורית של גלי מנוחה ספונטניים – תנודות איטיות ביותר של פעילות מוחית, שמתחוללות מתחת לסף התודעה, להבדיל מההתפרצויות הקצרות והמהירות שמאפיינות את התהליכים המודעים במוח; יש שהמשילו תנודות אלה למעין "שומר מסך" שמופיע כאשר המחשב אינו בשימוש. גלים אלה נעים בין הרשתות העצביות השונות בקליפת המוח, ויוצרים תבניות מורכבות חוזרות ואף סימטריות. למרות העובדה שמדובר באחת התופעות הנחקרות ביותר במוח האדם, השאלה כיצד הם נוצרים, ובעיקר מהו תפקידם, נותרה בגדר תעלומה.

פרופ' מלאך ואחרים רואים בגלי המנוחה "רעש" ביולוגי מאורגן – פעילות אקראית של תאי העצב הגורמת להם לשדר אותות חשמליים באופן ספונטני וברמה נמוכה יחסית גם במצב מנוחה. בדומה למחיאות כפיים בסוף הצגת תיאטרון הנשמעות תחילה כרעש אקראי, אך בהמשך מסתנכרנות לכדי מחיאות קצובות, גם הרעש של תאי העצב הבודדים מסתנכרן הודות לרשתות התקשורת המחברות בין תאי העצב במוח, והתוצאה היא הופעת גלי המנוחה.

""הרעש העצבי המאורגן מאפשר לאדם היצירתי לקחת חומר שלמד, 'לנער' אותו בצורה לא שגרתית – ובכך להמציא רעיונות מקוריים וחדשים"

ברודאי-דביר ופרופ' מלאך שיערו כי לגלי המנוחה הספונטניים עשוי להיות קשר ליכולת היצירתית המופלאה של המוח האנושי. בתחילה יישמע מפתיע, שלתופעה שמקורה ברעש ביולוגי יוצע תפקיד כה משמעותי בתהליך היצירה האנושית, אך ישנן דוגמאות רבות הן בטבע והן בהנדסה – מתורת האבולוציה ועד רשתות בינה מלאכותית – שבהן רעש אקראי משמש כלי לפתרון בעיות ולאופטימיזציה של תהליכים.

כדי לבחון זאת ערך צוות המחקר סדרת ניסויים, שבהם הוטלו על נבדקים מטלות שונות המוכרות כמטלות הבוחנות התנהגות חופשית בכלל ותהליכים יצירתיים בפרט – למשל, מציאת שימושים חדשים לחפצים מוכרים או מציאת דוגמאות שונות לקטגוריה כלשהי ("דברים מרעישים") – בזמן שמוחם נסרק באמצעות דימות תהודה מגנטית תפקודי (fMRI). בכל שלוש המטלות שנבדקו, ראו החוקרים כי את הדיווח על הרעיון היצירתי הקדימה פעילות חשמלית איטית הדומה באופייה לגלי המנוחה הספונטניים. במטלות הביקורת שבהן לא נדרשו הנבדקים לחשיבה יצירתית, פעלו אותם אזורים בקליפת המוח, אך לא נרשמו גלים איטיים מקדימים. "זיהינו גל איטי שנראה כמו גלי מנוחה, אבל כיצד יכולנו להוכיח שאכן מדובר בגלים אלה?" שואלת ברודאי-דביר ומשיבה: "לכל אדם מאפיינים מעט שונים של גלי המנוחה. לפני ביצוע המטלות, אפיינו את הגלים האלה אצל כל נבדק, ובהמשך הראינו מתאם מאוד גבוה ומשמעותי בין הגלים האיטיים שהקדימו את ההתנהגות היצירתית ובין אופי גלי המנוחה הספונטניים של כל נבדק ונבדק".

החוקרים מבהירים כי אמנם מקורם של גלי המנוחה הוא כנראה רעש, אך חשוב להבין שפעילותם אינה אקראית לגמרי – שכן הם פועלים בתוך מערכת שכבר עוצבה באופן מסוים; רעש מאורגן, אפשר לקרוא לזה. "הלמידה והכישרון שלנו מעצבים את הרשתות העצביות באופן שמאפשר לגלים הספונטניים להפיק מהן רעיונות יצירתיים – כל אחד בתחום כישרונו והתמחותו ובהתאם לרמת העניין שלו", הם מסבירים. "הרעש העצבי המאורגן מאפשר לאדם היצירתי לקחת חומר שלמד, 'לנער' אותו בצורה לא שגרתית – ובכך להמציא רעיונות מקוריים וחדשים".

מוסיף פרופ' מלאך: "לא צריך להרבות במלים עד כמה היצירתיות היא מהתופעות ההתנהגותיות המשמעותיות ביותר בתרבות האנושית. זהו המנוע לכל הקִדמה האנושית – בתרבות, במדע ובטכנולוגיה. להבנת המנגנון העצבי שבבסיס היצירתיות תהיה משמעות רבה בזיהוי, ואולי אף בהעשרה, של תהליכים יצירתיים במוח האדם".