BETA

25.05.2018

13:10

זכרון
זכרון,
fotolia

מדענים מאוניברסיטת קליפורניה: "ניתן להשתיל זיכרון בזריקה"

חוקרים מקליפורניה העבירו "זיכרון" בין חלזונות ים, אך חוקרים אחרים מטילים ספק בממצאי המחקר? ד"ר יונת אשחר ממכון דוידסון למדע עם הסיפור המרתק

האם אפשר להשתיל זיכרון בזריקה? האם אפשר לדעת משהו בלי ללמוד אותו? רק באמצעות קבלת מולקולות ממי שכבר היה בשיעור? כן, טוענים מדענים מאוניברסיטת קליפורניה במחקר חדש – לפחות, כל עוד אתם חלזונות ים, ולא מעוניינים ללמוד דברים יותר מדי מסובכים.

 

המחקר נערך על "ארנבות-ים" מהמין Aplysia californica, אבל למרות השם, לא מדובר ביונק קטן ופרוותי אלא בחילזון ים שאהוב במיוחד על חוקרי מערכת העצבים. בזכות תאי העצב הגדולים שלו והרפלקסים הפשוטים הוא משמשת לחקר תהליכים שונים של למידה כבר עשרות שנים. אריק קנדל (Kandel), מהחלוצים בתחום זה, אף זכה בפרס נובל על עבודתו.

רבים מהמחקרים מתבססים על מנהגה של האפליזיה להתכווץ כדי להגן על עצמה כשהיא מרגישה מותקפת. במחקר החדש חוקרים מארצות הברית "תקפו" אותה במכות חשמל קטנות, שאינן מסוכנות אך גם אינן נעימות. ידוע ממחקרים קודמים כי ארנבות ים שעוברות טיפול כזה הופכות חששניות ומפתחות רגישות יתר: כשרק נוגעים בהן הן ממהרות להתכווץ ונשארות במצב ההגנתי הזה לזמן רב יותר.

 

ואמנם, בעוד שאפליזיות שלא עברו טיפול נשארו במצב המכווץ רק כשנייה אחרי שהחוקרים נגעו בהן, אלו שלמדו את השיעור המכאיב נשארו מכווצות כ-50 שניות בממוצע. עכשיו הגיע החלק המעניין יותר: החוקרים הוציאו מולקולות RNA ממערכת העצבים של האפליזיות שחוו את ההתנסות הזו, והזריקו אותן לאפליזיות שלא קיבלו כל מכות חשמל. כשנגעו קלות באפליזיות האלו, הן התכווצו לכ-40 שניות בממוצע: כמעט כמו אלו שלמדו מניסיון להיות חששניות. "זה כאילו העברנו את הזיכרון" אמר דיויד גלנזמן (Glanzman), שהוביל את המחקר.

 

מתכווץ כשהוא מרגיש מותקף, ונוח לעבודה בגלל מערכת העצבים שלו. חילזון "ארנבת הים"
 

מתכווץ כשהוא מרגיש מותקף, ונוח לעבודה בגלל מערכת העצבים שלו. חילזון "ארנבת הים"( צילום: ויקיפדיה, Genny Anderson)

 

זווית ראייה חדשה

 

מולקולות RNA דומות בהרכבן ל-DNA, אך תפקידן שונה. בעוד ש-DNA מכיל את כל החומר הגנטי, תפקידו העיקרי של ה-RNA הוא להעתיק את הגנים, קטעים קצרים יחסית מתוך המולקולות הארוכות של ה-DNA, ולהעביר את המידע אל הריבוזום, שם נוצרים החלבונים.

 

אך זהו לא הדבר היחיד שה-RNA עושה בתא. בשנים האחרונות הראו מחקרים רבים שמולקולות RNA מסוימות אינן משמשות כשליחות בין ה-DNA והריבוזום, ואינן משתתפות באופן ישיר ביצירת חלבונים. במקום זאת, הן ממלאות תפקיד באפיגנטיקה: שם כולל לדרכים שבהן התא "משתיק" חלק מהגנים ומונע מהם ליצור חלבונים. זה תהליך חשוב מאוד, שכן כל תא בגופנו צריך לבטא רק חלק קטן מהגנים שלו, לפי תפקידו. יש חלבונים החשובים מאוד לראייה, אך הם אינם צריכים להיווצר בתא של לבלב. הגן לאינסולין לעומת זאת, חשוב מאוד בלבלב אבל עלול להיות מסוכן אם יופעל בתאי העין.

החוקרים משערים שתהליכים אפיגנטיים מעורבים גם בלמידה, ושכאשר אנו לומדים תאי העצב משתנים ומתחילים לייצר RNA שונה. זאת בניגוד להשערה הרווחת היום לגבי למידה וזיכרון, לפיה הסינפסות, המבנים שמקשרים בין תאי עצב שונים, הן שעוברות שינוי בעקבות למידה.

 

תוצאות הניסוי מחזקות את טענתם של החוקרים שהלמידה מתבצעת בתאי העצב עצמם. "אם זיכרונות היו נשמרים בסינפסות, אין שום דרך שבה הניסוי היה עובד" אמר גלנזמן.

 

עם זאת, לא הכל מסכימים שהניסוי הראה העברה של זיכרון נלמד. "זה מעניין, אבל אני לא חושב שהם העבירו זיכרון" אמר תומאס ריאן (Ryan), חוקר מוח מדבלין, לכתב העת גרדיאן. "מה שאני מבין מהמחקר הוא שאולי התגובות ההתנהגותיות הבסיסיות ביותר מבוקרות על ידי איזשהו מתג אצל בעל החיים, והיה משהו ב"מרק" שגלנזמן הוציא ממערכת העצבים שהפעיל את המתג".

 

גם גלנזמן עצמו מסכים שהלמידה שנעשתה כאן הייתה מהסוג הבסיסי ביותר. "זה לא הסוג שמאפשר לך לזכור מה קרה ביום ההולדת החמישי שלך, או מי הוא נשיא ארצות הברית" אמר. עם זאת, הוא סבור שגם הבסיס לזיכרונות המורכבים יותר דומה לזה שנראה בניסוי: שינוי שמתרחש בתוך תא העצב, ולא בין התאים.

 

מחקרים רבים עוד יפורסמו בוודאי לפני שהמחלוקת הזו תיפתר. בינתיים, שני הצדדים מסכימים שלכל הפחות, המחקר מציע זווית ראייה חדשה על הנושא. "אנחנו צריכים רעיונות חדשים, רבים ככל האפשר" אמר ריאן. "המחקר הזה פותח בפנינו דרך מעניינת, אבל אני מתייחס אליו בספקנות רבה".

 


הסיפור פורסם לראשונה באתר מכון דוידסון, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע