חוויה של פעם בחיים

מדעני המכון תיעדו את פעילות המוח בעכברים, וגילו "חותמות זמן" בדפוסי הפעילות של קבוצות גדולות של תאי עצב.

אירועים מן העבר מסודרים בזיכרוננו על ציר זמן. אנחנו יכולים, בדרך כלל, להיזכר בסידורים שונים שעשינו ביום מסוים או לשחזר את הטיולים שעשינו בקיץ שעבר. אבל כיצד מחבר המוח בין זיכרון האירועים לבין הזמן שבו התרחשו?

קבוצת מדענים, בראשות ד"ר יניב זיו מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע, שעִמה נמנו ד"ר אלון רובין ותלמידי המחקר ניצן גבע ולירון שיינטוך, תיעדה את פעילותם המוחית של עכברים באמצעות שיטה חדשנית של דימות אופטי, אותה פיתח ד"ר זיו במסגרת מחקרו הבתר-דוקטוריאלי: על ראשם של העכברים מלבישים קסדה זעירה המאובזרת במיקרוסקופים ובעדשות מושתלות, וכך עוקבים אחר פעילות תאי העצב במוחם. השיטה מאפשרת לחזות באותות חשמליים של אלפי תאי עצב, עמוק בתוך המוח החי, במשך זמן רב.

במחקרו הקודם גילה ד"ר זיו, כי אפילו כאשר עוברים העכברים מדי יום באותו מסלול במבוך, מיוצג מסלול זה במוחם בתת-קבוצות שונות של תאים בהיפוקמפוס – איזור במוח שאחראי על יצירת זיכרונות של אירועים שונים ואיחסונם. במחקרו הנוכחי, אשר התפרסם באחרונה בכתב-העת המדעי eLife, בדקו ד"ר זיו וחברי קבוצתו כיצד משתנים מעגלים אלה עם הזמן. המדענים גילו מרכיב בקוד העצבי בהיפוקמפוס שיכול לייצג את מימד הזמן בזיכרון ארוך-טווח. במסגרת המחקר ביקרו העכברים בכל יום בשני מבוכים שונים, ובמהלך כל ניווט שלחו תאי העצב שבמוחם אותות בהתאם למיקום העכבר. על אף שדפוס הפעילות העצבית היה ייחודי לכל מבוך, ובמידה רבה נשמר לאורך ימים שונים, היה גם דמיון מסוים בין דפוסי פעילות של התאים בשני המבוכים בכל יום נתון. אפשר לראות בדמיון זה "חותמת זמן", וזו השתנתה באופן הדרגתי בכל יום – הן בכל האמור בתאי העצב שהשתתפו בה, והן בדפוס פעילותם.

להבדיל מקידוד המיקום במוח, אותו אפשר לזהות בפעילותם של תאים בודדים, את חותמות הזמן אפשר לגלות רק באמצעות בחינת השינויים ההדרגתיים שמתחוללים בדפוסי הפעילות של קבוצות גדולות יחסית של תאי עצב. מדעני המכון הצליחו לגלות את החותמות האלה באמצעות תיעוד פעילותם של תאי עצב רבים הרבה יותר מכפי שהתאפשר בעבר. בנוסף, פיתחו המדענים שיטות חישוביות לניתוח הממצאים. בעזרת שיטות אלה – רק על סמך צפייה בנתונים וזיהוי חותמת הזמן – הם הצליחו, ברוב המקרים, לקבוע נכונה באיזה יום התקיים התיעוד.

מחקר זה מאשש את התפיסה, שמבחינת הקוד העצבי בהיפוקמפוס, כל חוויה בחיים היא אכן ייחודית. אפילו כאשר אנו מבקרים באותו מקום פעמים רבות, בכל ביקור מופעלת בהיפוקמפוס קבוצת תאי עצב שונה במקצת, והיא מייצגת את האירוע בזיכרון בלוויית חותמת זמן ייחודית. לכן, במוח, כל חוויה מקודדת באופן שונה מאחרות, אך היא גם מקושרת לחוויות שהתרחשו בזמן קרוב אליה.

המדענים סבורים, כי חותמות הזמן מאפשרות לנו לסדר את הזיכרונות על ציר הזמן, כך שאנחנו יכולים לייחס מספר אירועים לאותו יום או לאותו חלק מהיום, אפילו אם עברנו בזמן זה בין כמה מקומות שונים וחווינו דברים שונים. "חותמות הזמן מקשרות בין אירועים שונים", אומר ד"ר זיו. "לא מדובר בזיכרון אשר קשור לתאריך מסוים כאשר אנחנו יודעים את התאריך – למשל, מה קרה ב-11 בספטמבר, 2001. מדובר בשיוך אירוע מסוים ביחס לאירועים האחרים שאנו זוכרים. ייתכן כי כך נוצר בתודעתנו ציר הזמן האישי, אשר חיוני לזיכרוננו האוטוביוגרפי ולתחושת העצמי".