כוח המוח

הסתגלות היא דרך חיים עבור ד"ר טקאשי קאוואשימה. הוא נולד בצפון יפן וכילד נדד לקוֹבֶּה שבמערב, אחר כך ליוקוהמה שבמפרץ טוקיו ולבסוף לטוקיו. כמדען מוח, תמיד התעניין באופן שבו אנשים לומדים להתאים את עצמם לסביבה. הניסיון האישי שלו והצורך ללמוד להכיר מקומות חדשים ולהסתגל אליהם בהחלט השפיע על התעניינותו בלמידה ובאופן שהיא מתרחשת. התעניינות זו התפתחה והפכה למחקר שמתמקד בלמידה מאלאדפטיבית (לא מסתגלת), בהתמכרויות ובהפרעות פסיכיאטריות שהיא גורמת.

מהי למידה? כיצד משיג המוח מידע? אלה שאלות שמהוות השראה למחקרו של ד"ר קאוואשימה, החוקר הראשי הראשון ממוצא יפני בהיסטוריה של מכון ויצמן. לד"ר קאוואשימה תארי MD ו-PhD מאוניברסיטת טוקיו, ואת הפוסט-דוקטורט הוא עשה ב-Howard Hughes Medical Institute (HHMI) בווירג'יניה. למחלקה לנוירוביולוגיה הוא הצטרף בחודש יוני.

"למידה היא המרה של אירועים חולפים לתכונות קבועות", הוא אומר. כלומר, כשתאי מוח נחשפים לגירוי, הם מגיבים תחילה בפרץ זמני של פעילות שיוצרת ייצוג פנימי של המידע הקיים. עם הזמן, ובעקבות חשיפה חוזרת ונשנית, הפעילות הזאת יכולה להתחיל בסופו של דבר סדרת תהליכים מולקולריים המגבשים את הרלוונטיות של אותו גירוי לחיים ולהישרדות. כלומר, המוח מחליט אם לקטלג אותו כמועיל, מזיק, מאיים, רצוי או אחר.

תהליך הקטלוג הזה נקרא 'למידה' והוא יכול להתרחש ברמה המיקרוסקופית ביותר – לשנות את חוזק החיבורים בין תאים במוח – או לשנות את החיווט המחבר בין אזורים שלמים במוח.

ד"ר קאוואשימה חוקר היבט של תהליך הלמידה, שמווּסת על ידי שחרור סוג מיוחד של חומרים כימיים על ידי נוירון מסוים כדי לשנות את הפעילות של קבוצת נוירונים אחרים – תהליך שנקרא 'נוירו-מודולציה'. החומרים הכימיים המעורבים בתהליך – כגון דופמין וסרוטונין – פועלים כמו מפסק "דימר" שמעמעם או מחזק את התאורה בחדר: הם מעמעמים או מחזקים, כלומר מווסתים, פעילות של קבוצה שלמה של תאי מוח בבת אחת. ד"ר קאוואשימה מתעניין במיוחד באופן שבו מערכות דופמין וסרוטונין משפיעות על הלמידה שגירוי מסוים הוא חיובי או שלילי, ושכדאי להסתכן בהשגתו או בהימנעות ממנו.

התמכרות לעומת חרדה

לחידוד ההבנה של המוח הלומד ליצור אסוציאציה חיובית או שלילית בעקבות גירוי, יש השלכות חשובות על הבנת שתי תופעות: התמכרות – כאשר המוח לומד להימשך באופן מוגזם לגירוי, והפרעות חרדה – כאשר הגירוי דוחה אותו באופן מוגזם. ד"ר קאוואשימה גם צופה שהמחקר שלו על פעולת הדופמין והסרוטונין ישפיע על הבנת היחסים בין ההשפעות הראשיות לתופעות הלוואי של תרופות נוירו‑פסיכיאטריות, שבדרך כלל פועלות על מערכות הדופמין והסרוטונין.

אחד המינים המתאימים ביותר למחקר תהליך הלמידה הוא דג הזברה, כי לדגי הזברה מוחות קטנים ושקופים, ויש להם ולבני האדם מעגלי נוירונים משותפים רבים הקשורים ללמידה. זאת הזדמנות בלתי רגילה לנתח ולהציג בתמונות את פעילות המוח בשלמותו וגם ברזולוציה של תאים יחידים. למרבה המזל, יש במכון ויצמן חוקרי מוח וביולוגים ידועים שמשתמשים בדגי זברה במחקרים על התפתחות המוח וכלי הדם. קלות שיתוף הפעולה, למרות הריחוק הגאוגרפי, הייתה מקור משיכה חשוב בשבילו.

ד"ר קאוואשימה, שהשתתף ברישום פטנט אחד בתחום הראייה הממוחשבת ובעוד אחד בתחום הנוירו‑גנטיקה. אשתו, מיו נונאקה, מדענית אף היא, הצטרפה לצוות המעבדה להתפתחות המוח של פרופ' אורלי ריינר. יש להם שתי בנות.

ומה דעתם על ישראל בינתיים? החומוס מצוין. והסושי? לא כל כך.

.Dr. Kawashima is supported by the Birnbach Family Career Development Chair