במחקר חדש שנערך באוניברסיטת חיפה, שראה אור הערב (יום ו') בכתב העת Current Biology, נמצאו מנגנונים מוחיים המשתתפים בזיהוי רגשות ואשר עשויים לשמש בסיס לפיתוח טיפולים עבור אנשים עם ליקויים חברתיים, למשל אנשים שלוקים באוטיזם. לפי המחקר, עכברים מסוגלים לזהות ולהגיב למצבים רגשיים של בני מינם. המחקר בחן את פעילות המוח באזור קליפת המוח הפרה-לימבית (mPFC) ומספק תובנות חדשות על המנגנונים המוחיים המאפשרים זיהוי רגשות.
4 צפייה בגלריה
המחקר התמקד באזור הפרה-לימבי של קליפת המוח הקדמית (mPFC). אזור זה ידוע בתפקידו המרכזי בוויסות רגשות ובתהליכי קבלת החלטות
(צילום: shutterstock)
"המחקר מדגיש כיצד פעילות מוחית ייחודית מקושרת לזיהוי רגשות בזמן פעילות חברתית, ומניח תשתית למחקר עתידי שיוכל לתרום לשיפור חייהם של רבים", מסביר פרופ' שלמה וגנר, מחוג סגול לנוירוביולוגיה באוניברסיטת חיפה, שהוביל את המחקר.
התנהגות חברתית ואוטיזם: הצצה למנגנוני המוח
היכולת לזהות מצבים רגשיים אצל אחרים היא תנאי בסיסי להתנהגות אמפתית, המאפשרת לאנשים להזדהות עם אחרים ולהגיב אליהם בצורה מותאמת. בקרב אנשים על הרצף האוטיסטי, יכולת זו לעיתים קרובות נפגעת באופן משמעותי, דבר שמוביל לקשיים באינטראקציות חברתיות. כדי להבין את המקור לליקויים אלו, יש צורך לחקור את המעגלים העצביים האחראים לזיהוי רגשות. לא ניתן לבצע ניסויים מסוג זה בבני אדם, ולכן עכברי מעבדה משמשים מודל שעליו ניתן לבחון פעילות מוחית בזמן אינטראקציות חברתיות ולזהות את אזורי המוח המעורבים בתהליך זה.
"המעבדה שלנו מתמקדת בחקר המנגנונים העצביים במוח האחראים על התנהגות חברתית ביונקים – מערכת שמורה וחשובה בתפקוד המוחי", מסביר פרופ' וגנר. "בין היתר, אנו שואפים להבין מהם הליקויים המתרחשים במקרים של אוטיזם".
פרופ' שלמה וגנרצילום: אוניברסיטת חיפהבמעבדה השתמשו במודלים של עכברים שנושאים מוטציות גנטיות הקשורות לאוטיזם בבני אדם. "במהלך השנים גילינו כי מודלים אלו מתקשים במיוחד בזיהוי רגשות, ממצא שמשקף באופן מובהק את הקשיים החברתיים הנצפים באוטיזם. ידוע כי אנשים על הרצף האוטיסטי מתקשים לפרש רגשות או כוונות של אחרים, מה שמקשה עליהם לנווט בהצלחה באינטראקציות חברתיות".
באמצעות המחקר, הם מקווים לחשוף את המנגנונים הביולוגיים העומדים בבסיס קשיים אלו, ובכך להעמיק את ההבנה המדעית של האוטיזם ולהניח תשתית לפיתוח דרכי התערבות חדשות.
4 צפייה בגלריה
תאי עצב שהודבקו בווירוס (מסומנים בירוק) במוח של עכברים שעברו הנדסה גנטית
(צילום: אוניברסיטת חיפה)
כדי לנתח את הפעילות העצבית במוח של העכברים בזמן זיהוי מצבים רגשיים, התמקדו פרופ' וגנר וקבוצת המחקר שלו, בהובלת מנהל המעבדה לנוירוביולוגיה של התנהגות חברתית, ד"ר שי נצר ותלמידת המחקר רנאד ג'ברין, באזור הפרה-לימבי של קליפת המוח הקדמית (mPFC). אזור זה ידוע בתפקידו המרכזי בוויסות רגשות ובתהליכי קבלת החלטות.
החוקרים השתמשו בווירוסים ליצירת מניפולציות גנטיות מדויקות בתאי העצב של אזור זה, לצד שיטות מתקדמות כמו שימוש בסיבים אופטיים למדידה בזמן אמת של פעילות עצבית והשתלת אלקטרודות משוכללות לרישום מדויק של אותות עצביים. שילוב גישות מתקדמות אלו אפשרו לחוקרים לבחון לעומק את תפקידה הייחודי של קליפת המוח הפרה-לימבית בזיהוי רגשות.
איך מתווכים תפיסת רגשות?
המחקר בוצע על עכברים בוגרים, זכרים ונקבות, שנבחנו בגרסאות שונות של משימת העדפת מצב רגשי (ESP). במהלך הניסוי, כל עכבר נחשף לשני עכברים אחרים – אחד שעבר מניפולציה רגשית והשני נאיבי.
נבחנו שלושה מצבים: ESPr, שבו עכבר שקיבל מים לאחר מניעת שתייה (מצב של הקלה) הושווה לעכבר נאיבי; ESPs, שבו עכבר שחווה מתח (על ידי שהייה בצינור סגור למשך 15 דקות) הושווה לעכבר נאיבי; ו-ESPi, שבו עכבר מבודד חברתית (בידוד של שבוע עד שני שבועות) הושווה לעכבר שגודל בקבוצה. כל בדיקה נמשכה חמש דקות, לאחר תקופת הסתגלות של 15 דקות.
אופן המדידה במחקר התבסס על שלוש שיטות מרכזיות: הקלטות סידן (Fiber Photometry) שימשו למדידת פעילות עצבית באמצעות ביטוי חלבון מסוים בנוירונים פירמידליים של ה-prelimbic cortex (PrL). בנוסף, הקלטות חשמליות (Electrophysiology) בוצעו באמצעות אלקטרודות Neuropixels שנשתלו במוחם של העכברים כדי למדוד פעילות עצבית ברזולוציה גבוהה. לבסוף, סטימולציה אופטוגנטית אפשרה לבחון כיצד הפעלה או עיכוב ממוקד של הנוירונים משפיע על יכולת העכברים לזהות מצבים רגשיים של אחרים.
4 צפייה בגלריה
עכברי מעבדה משמשים מודל שבו ניתן לבחון פעילות מוחית בזמן אינטראקציות חברתיות
(צילום: shutterstock)
"במחקר השתמשנו במבחן התנהגותי שמטרתו לבחון את יכולתם של עכברים להבחין במצבים רגשיים של עכברים אחרים – בין אם מדובר בהקלה, סטרס או בידוד חברתי", מסביר פרופ' וגנר. "במסגרת המחקר, בדקנו מה קורה כאשר מספר עכברים שמצויים במצבים רגשיים שונים משתתפים יחד באותו ניסוי. הממצאים הראו כי העכברים מסוגלים לחוש זה את זה ולהבדיל בין המצבים הרגשיים השונים של חבריהם".
בעקבות זאת, עלתה השאלה אם יוכלו לזהות את הפעילות העצבית הייחודית לכל מצב רגשי. הם חקרו את ההבדלים בפעילות המוחית, במטרה להבין איך הרשתות העצביות מתווכות את תפיסת הרגשות והאינטראקציות החברתיות.
המפתח - בקליפת המוח
הממצאים המרכזיים של המחקר מצביעים על כך שעכברים מסוגלים להבחין בין מצבים רגשיים שונים של עכברים אחרים, כאשר הם מעדיפים לבדוק עכברים שחוו הקלה או מתח יותר מאשר עכברים נאיביים, וזכרים אף הראו העדפה לבדוק עכברים מבודדים, בניגוד לנקבות.
ההקלטות העצביות חשפו הבדל ברור בפעילות הנוירונים: בעת חקירת עכבר נאיבי נרשמה תגובה עצבית מעוררת (Excitatory), ואילו בעת חקירת עכבר עם מצב רגשי שונה נרשמה תגובה מעכבת (Inhibitory). עוד נמצא כי הנוירונים באזור ה-prelimbic cortex משתתפים בתהליכי קבלת החלטות לגבי אינטראקציה חברתית, כאשר פעילותם השתנתה עוד לפני שהעכבר החל לחקור את האחר, והם השפיעו על משך החקירה בהתאם למצב הרגשי של העכבר הנחקר.
כמו כן, נמצא כי סטימולציה אופטוגנטית שינתה את ההתנהגות החברתית: כאשר הגירוי העצבי חיזק את הפעילות הדיפרנציאלית, ההבחנה הרגשית של העכברים השתפרה, ואילו כאשר הנוירונים עוכבו, הם לא הפגינו העדפה ברורה בין העכברים הנחקרים.
4 צפייה בגלריה
מממצאי המחקר: עכברים מסוגלים להבחין בין מצבים רגשיים שונים של עכברים אחרים
(צילום: shutterstock)
"תוצאות המחקר מצביעות על כך שהפעילות העצבית באזור קליפת המוח הפרה-לימבית (mPFC) ממלאת תפקיד מרכזי בזיהוי רגשות ובהחלטות הקשורות להתנהגות חברתית, כמו ההחלטה האם לגשת אל פרט מסוים או להימנע ממנו", אומר פרופ' וגנר.
פרופ' שלמה וגנר: "הצלחה במניפולציות גנטיות לשיפור הפעילות העצבית עשויה לפתוח פתח לפיתוח טיפולים חדשניים לאנשים עם ליקויים בזיהוי רגשות ובהתנהגות חברתית"
החוקרים סבורים כי פעילות לא תקינה באזור זה עשויה להיות מפתח להבנת ליקויים בזיהוי רגשות ובהתנהגות חברתית, כפי שמאפיין לעיתים קרובות אנשים על הרצף האוטיסטי. "בשלב הבא, נבחן עכברים הנושאים מוטציות גנטיות הקשורות לאוטיזם, במטרה להבין כיצד שינויים בפעילות העצבית עשויים להשפיע על התנהגותם. הצלחה במניפולציות גנטיות לשיפור הפעילות העצבית עשויה לפתוח פתח לפיתוח טיפולים חדשניים לאנשים עם ליקויים בזיהוי רגשות ובהתנהגות חברתית", סיכם פרופ' וגנר.
החזון: פיתוח התערבויות יעילות לאוטיזם
"כעת, לאחר שהוכחנו את קיומה של פעילות עצבית המעורבת בזיהוי מצבים רגשיים ובהתנהגות חברתית, השלב הבא הוא לבדוק האם פעילות זו נפגעת במודלים של עכברים הנושאים מוטציות הגורמות לאוטיזם", אומר פרופ' וגנר. "לשם כך, נערוך את אותם ניסויים בעכברים עם מוטציה אוטיסטית ונבחן אם פעילותם העצבית אכן שונה מהרגיל. אם נמצא שהיא אינה תקינה, נוכל לבצע מניפולציות – להפעיל או לדכא את אותם תאים עצביים – ולבדוק האם הדבר מוביל לשיפור בהתנהגות החברתית של העכברים".
לדבריו, אם יצליחו לתקן את ההתנהגות הפגועה באמצעות מניפולציות מוחיות, הם יפתחו בכך כיוון חדש למחקר קליני. המשמעות היא אפשרות לפתח טיפולים עתידיים בבני אדם – בין אם באמצעות תרופות, אימונים מוחיים או בגישות נוספות – במטרה להשפיע על האזור הרלוונטי במוח ולתקן את פעילותו.
"אמנם הדרך לשם עדיין ארוכה, אך ממצאים אלו עשויים להוות צעד ראשון ומשמעותי לקראת פיתוח התערבויות יעילות לאוטיזם", מסכם פרופ' וגנר.
