פרופ' לילך אביטן, מרכז אדמונד ולילי ספרא לחקר המוח, האוניברסיטה העברית בירושלים. בת 50, נשואה + 2, גרה בנווה אילן.
"המסלול שלי: תואר ראשון במדעי המחשב ובסטטיסטיקה ומשם מסלול ישיר לדוקטורט בחקר המוח. פוסט־דוקטורט במכון המוח של קווינסלנד (QBI), ולאחר מכן שנת מחקר באוניברסיטת הרווארד".
מה את חוקרת?
"את אחת השאלות הכי גדולות של העידן שלנו: איך אפשר להסביר את ההתנהגות הטבעית שלנו במונחים של המוח. כלומר, איך מתוך מה שאנו רואים, חווים ומרגישים נוצרת פעולה טבעית. כדי לחקור את השאלה הזאת, דרושה מערכת שמאפשרת לעקוב אחר פעילות המוח בזמן שהתנהגות טבעית כזו מתרחשת. זו הסיבה שאנחנו חוקרים את דג הזברה".
דג זברה?
"כן. אני מכירה את כל הבדיחות האפשרויות על הדג שלא זוכר, שלא מצא את נמו. יש לדג כמה יתרונות משמעותיים, אפשר להתחיל מזה שבמוח הקטן שלו יש מנגנון ביולוגי שמייצר פתרונות לשאלות הנדסיות שאנחנו, בני האדם, עוד מגרדים בראש במטרה לפתור".
מה למשל?
"למשל, התנהגות הציד: הדג מיירט מטרות נעות שהמסלול שלהן לא ניתן לחיזוי. מערכת 'כיפת ברזל', למשל, יודעת ליירט טיל שיוצא מנקודה לנקודה, אבל המערכת של הדג מתוחכמת יותר. במעבדה אנחנו שואלים מה האלגוריתם ההתנהגותי שהוא מממש ומה האסטרטגיה שלו, שמביאה לכך שהוא מצליח ליירט את המטרה. כלומר, לצוד".
איך בכלל בני האדם קשורים לדג בגודל של 4 ס"מ?
"מוח האדם והמוח של דג הזברה שונים מאוד בגודל ובמורכבות. אנחנו חוקרים את הדג משום שהוא חולייתן כמונו, ולכן רבים מעקרונות היסוד של מערכת העצבים שלו משותפים גם לנו.
"דג הזברה הוא החולייתן היחיד שאצלו אפשר לעקוב בו־זמנית אחרי הפעילות של כל תאי עצב בכל המוח, ברמת התא הבודד, בזמן שהוא מבצע התנהגות. במקום לבחון אזור אחד ולנסות להבין ממנו מה עושה שאר המוח, אנחנו יכולים לראות את התהליך כולו: איך מידע נקלט, איך מתקבלת החלטה ואיך היא מתורגמת לפעולה. זו הסיבה שדג שאורכו ארבעה מילימטרים יכול לעזור לנו לחשוף עקרונות בסיסיים של פעולת המוח.
"המחקר בדג נותן לנו שיעור בענווה. פעם חשבו שהתנהגות חברתית חייבת קליפת מוח מפותחת שתנהל התנהגויות של קוגניציה גבוהה. כיום מבינים שגם דג בלי קליפת מוח יודע לעשות התנהגויות חברתיות מדהימות".
"הדג מיירט מטרות נעות שהמסלול שלהן לא ניתן לחיזוי. 'כיפת ברזל' יודעת ליירט טיל שיוצא מנקודה לנקודה, אבל המערכת של הדג מתוחכמת יותר"
מה למשל?
"מגיל צעיר הדג מבין את היתרונות של החיים בחברה. הם שומרים אחד על השני כשמגיע טורף, יודעים לזהות את האחר ויש להם אפילו אמפתיה אחד לשני – אם דג פצוע, דג אחר יעמוד לידו. זה לא אומר שההתנהגות שלו זהה להתנהגות האנושית, אלא שאבני הבניין של התנהגות חברתית עתיקות ובסיסיות הרבה יותר מכפי שנהוג היה לחשוב.
"כשהדג רוצה לפנות לכיוון חבר שלו, קורה משהו מיוחד על פני אזורים רחבים מאוד במוח, עד כדי כך שעל סמך הפעילות המוחית אנחנו יכולים לצפות את התנועה הזו מראש. זיהינו קבוצה קטנה של תאים באזור קדמי של המוח, שמניעים את הדחף להתקרב לדג אחר. בשיטות אופטיות מיוחדות השתקנו 40 תאים בלבד. ברגע שהשתקנו אותם, הדג איבד את הדחף להתקרב לאחרים. הוא איבד את המוטיבציה להיות חברתי".
מדהים. זה עובד גם לכיוון השני?
"אנחנו עכשיו בודקים את השאלה הזו - האם הפעלה של התאים האלה יכולה להגביר מחדש את המוטיבציה החברתית. לשם כך אנחנו חוקרים דגים עם מוטציות בגנים הקשורים לאוטיזם, שמראים ירידה בהתנהגות החברתית. אנחנו רושמים את הפעילות המוחית שלהם מתחת למיקרוסקופ ובודקים אם אפשר להתערב בדפוס הפעילות העצבי ולהחזיר את הנטייה להתקרב לדגים אחרים. המטרה היא להבין אם חסרים בהתנהגות חברתית נובעים משיבוש בדפוס מוחי מסוים, והאם שינוי ממוקד של הפעילות המוחית יכול להשפיע על ההתנהגות".
"הם שומרים אחד על השני כשמגיע טורף, יודעים לזהות את האחר ויש להם אפילו אמפתיה אחד לשני. אם דג פצוע, דג אחר יעמוד לידו"
איך בכלל בודקים דג שהמוח שלו הוא בגודל מילימטר אחד?
"בצעירותו דג הזברה זעיר ושקוף, ולכן אפשר לצפות בפעילות של כל התאים במוח שלו. ההתפתחות הטכנולוגית מאפשרת לנו לרשום את הפעילות מכל 100 אלף תאי עצב שלו בו־זמנית. זה מה שמאפשר לנו גם לראות את המידע עובר בין האזורים השונים וגם להבין איזה אזור מעביר איזו אינפורמציה וכיצד האזורים פועלים יחד.
"אנחנו יכולים לסמן תאי עצב מסוימים בדג ולבדוק מה תפקידם בפעילות המוחית ובהתנהגות. היכולת להתבונן במוח כולו, ובמקביל להתמקד בתאים מסוימים, מאפשרת לנו לחבר בין התמונה הרחבה ובין המנגנונים המדויקים שמרכיבים אותה. לאחר שנזהה את העקרונות הבסיסיים בדג הזברה, נוכל לבדוק אילו מהם נשמרים גם במערכות מורכבות יותר, ממכרסמים ועד לבני אדם".
הדג מהווה מודל גם למחקרים אחרים?
"כן. באחד המחקרים שלנו בדקנו כיצד שינוי בטמפרטורת המים משפיע על יכולת הציד של הדג. להבדיל מאיתנו, הדג לא מווסת את הטמפרטורה שלו. אם הוא במים קרים, המוח שלו מתקרר. כיוון ששינוי של עשר מעלות משפיע על הקצב של תהליכים ביולוגיים, ציפינו שבטמפרטורות קיצוניות המוח יפעל פחות טוב והדג יתקשה לצוד.
"להפתעתנו גילינו שהם מצליחים לנהל התנהגות קריטית לשרידות באותם אחוזי דיוק גם בטמפרטורות לא אופטימליות. בטמפרטורה גבוהה המוח והתנועה פועלים מהר יותר, ובטמפרטורה נמוכה הם פועלים לאט יותר, אבל התזמון בין תהליכי המוח ובין תנועות הגוף נשמר והדג מצליח להגיע לאותה תוצאה.
"לא כל ההתנהגויות נשמרות באותה מידה: בפעולות לא חיוניות להישרדות, שינויי הטמפרטורה עשויים להשפיע יותר".
"אנחנו חוקרים דגים עם מוטציות בגנים הקשורים לאוטיזם ובודקים אם אפשר להתערב בדפוס הפעילות העצבי ולהחזיר את הנטייה להתקרב לדגים אחרים"
איך בכלל הגעת לערוך מחקר על הדג הזה?
"נסעתי לפוסט־דוקטורט באוסטרליה, ושם התוודעתי למודל הזה, שהיה בחיתוליו. באותם ימים, כדי לתעד את הפעילות העצבית היה צריך להזריק חומר למוחו הזעיר של הדג. כיום קיימים זנים גנטיים שבהם תאי העצב כבר מסומנים, ואפשר לראות את פעילותם ישירות.
"כבר אז נשביתי בקסם של המודל ובפוטנציאל העצום שלו: האפשרות להתבונן בפעילות של המוח כולו בזמן ההתנהגות".
כמה זמן אורך כל מחקר כזה?
"כחמש שנים. קודם בונים מערך ניסויי, אחר כך אוספים את הנתונים, ואז מגיע האתגר הגדול: להבין אותם. כשמתעדים פעילות של כ־100 אלף תאי עצב מתקבל מידע עצום ורב־ממדי, והקושי הוא למצוא בתוכו את העקרונות שמסבירים את ההתנהגות. לשמחתי, הרקע שלי במדעי המחשב ובסטטיסטיקה מאפשר לי לגשת אל המוח גם דרך כלים מתמטיים וכמותיים".
עד כמה אנחנו קרובים לפצח את חידת המוח?
"המוח הוא חידה מורכבת מאוד, ואני לא חושבת שנפצח אותה בעשורים הקרובים".
זה לא מתסכל?
"מבחוץ ההתקדמות הזו אולי נראית איטית, אבל במדע כל גילוי הוא עוד לבנה בבניין ההבנה שלנו. מעבר לכך, אני אוהבת את אופי העבודה, שאנחנו כל הזמן במסע אל הלא נודע. מרגש לגלות משהו שאף אחד לא ידע קודם".
הערת שוליים
מה היית עושה עם מלגה של מיליון דולר?
"מיליון דולר נשמע כמו הרבה כסף, עד שמתחילים לקנות ציוד לחקר המוח. בסופו של דבר ההשקעה החשובה ביותר היא באנשים. המלגה הייתה מאפשרת לנו גם להכניס למעבדה טכנולוגיות חדשות וגם לגייס חוקרות וחוקרים מצוינים".
