במשך יותר משישה עשורים ריחפה מעל תחום מדעי המוח שאלה בסיסית: כיצד המוח מעבד את התמונה הנופלת על הרישתית של העיניים ומחלץ ממנה את המשמעות שלה? בעולם הראייתי שלנו, קווים בעלי כיוון ספציפי – קווי המתאר של דלת, ענפי העץ, קו האופק – מהווים מאפיינים מרכזיים של התמונה, והמוח רגיש אליהם במיוחד.

מחקר חדש שפורסם בכתב העת Science בהובלת פרופ' ארתור קונרת מהאוניברסיטה הטכנית של מינכן ובשיתוף פרופ' ישראל נלקן מהאוניברסיטה העברית בירושלים, סיפק סוף סוף את הראיה המכרעת לתיאוריה שהוצעה לראשונה בשנת 1962. באמצעות מיפוי כל הקלטים אל תא עצב יחיד בקליפת המוח הראייתית בדיוק חסר תקדים, אימת הצוות את "מודל ההזנה קדימה" (feedforward)  של חתני פרס נובל דייוויד הובל וטורסטן ויזל.

תאי עצב בקליפת המוח הראיתית של מוחות היונקים רגישים לכיוון קווים בעולם: הם פעילים כאשר הם מזהים קו בזווית מועדפת, ששונה לכל תא. הובל וויזל העלו את ההשערה המפורסמת שלפיה העדפה זו נובעת מקלטים שאינם רגישים לכיוון קווים מהתלמוס (תחנת הממסר במוח בין הרשתית בעין לבין קליפת הראייה), הרגישים למקומות בעולם שמסודרים בשורה. כאשר קו מתאים לכיוון של אותה שורה, כל הקלטים מופעלים בו-זמנית וכך מופעל תא העצב בקליפת המוח.

עד כה, הוכחת רעיון זה הייתה בלתי אפשרית מבחינה טכנית. הדבר דרש למפות את כל הקלטים לתא עצב אחד ולמדוד את הפעילות של נקודות המפגש המיקרוסקופיות שבו תאי עצב מתקשרים זה עם זה ("סינפסות").

צוות המחקר השתמש בהדמיית גלוטמט באמצעות מיקרוסקופיה רב-פוטונית במוח החי. בשיטה זו ניתן לעקוב אחר שחרור המוליך העצבי (transmitter) גלוטמט, החומר הכימי שגורם לתאי עצב לעורר זה את זה, ברזולוציה של סינפסות בודדות (כמיקרון אחד, אלפית המילימטר).

על ידי מיפוי שלוחות הקלט של תא עצב, תהליך שארך מספר ימים, הם מיפו כמעט 90% מכלל הקשרים המעוררים הפעילים לתא. באמצעות שיטות אפיון מתקדמות, הם הצליחו לזהות אילו מהקשרים הללו מקורם בתאי עצב בתלמוס.

להמשך קריאה

למחקר המלא