עדכון מסלול מחדש במוח – האם רגע מפתיע נלכד ברשת הזיכרון?

מחקר חדש בהנחייתו של ד"ר ארז סימוני, חוקר מוח מהפקולטה להנדסה, ומדען אורח במחלקה לנוירוביולוגיה במכון וייצמן, שם נערך המחקר בשיתוף פעולה עם פרופ' רפי מלאך ועם ד"ר טליה ברנדמן, פוסט דוקטורנטית שהובילה את המחקר. 

ד"ר ארז סימוני

המאמר התפרסם בגיליון החדש של כתב העת היוקרתי Nature - Communications Biology. 
בשם: “The surprising role of the default mode network in naturalistic perception”
ועוסק בתגובה המוחית של רשת ברירת המחדל בזמן רגעים מפתיעים והקשר לניבוי וזיכרון.

תארו לרגע שאתם צופים בסרט, ולפתע מתרחש טוויסט בעלילה. מה קורה במוח ברגע זה של הפתעה? מסתבר שרגע ההפתעה מקשר את העבר הקרוב, ההווה והעתיד, הכיצד? תיאורייה מרכזית בחקר המוח טוענת שמוחנו עוסק בניבוי העתיד כל הזמן, ממש כמו ששומעים שיר והמילים או המנגינה מתנגנות מאליהם, כך הדבר קורה בזמן צפייה בסרט, אנחנו עסוקים במה הדבר הבא שהולך לקרות. אך כאשר קורה אירוע בניגוד לתחזיותינו , מתרחשת הפתעה, ועדכון מסלול מחדש. בזמן זה אנו למעשה מקשרים בין תחזיתנו לעתיד (השגויה), לעבר הקרוב, ומה שהתרחש בפועל, ומנסים ליישב את הסתירה ביניהם. היכן דבר זה מתרחש במוח? 

מסתבר שזה קורה במספר אזורים יחדיו. במיוחד, באחת מהרשתות הנחקרות והמרתקות, רשת ברירת המחדל במוח (Default Mode Network): מערכת של אזורי מוח המגיבים בדרך כלל יחדיו ופעילים בתהליכים אינטרוספקטיביים וזיכרון, כגון הרהורים, היזכרות בעבר, תכנון וניבוי העתיד, והבניה חברתית. אולם, תפקידה של רשת זו בעיבוד מידע המגיע מבחוץ אינו ברור. במחקר הוצגו לנבדקים סרטים תוך הדמיית פעילותם המוחית במכשיר MRI, נבדקה פעילותה של רשת ברירת המחדל בהתאמה למגוון מרכיבים בחוויית התפיסה והעיבוד של העלילה.

רשת ברירת המחדל מופעלת על ידי רגעי הפתעה ומתקשרת עם אזורי זיכרון.

במהלך המחקר דורגו מאפיינים כגון מידת ההפתעה (טוויסט בעלילה) הזכירות והעוררות הרגשית עבור כל מאורע בסרט, כך שעבור כל אחד ממאפיינים אלו התקבל גרף השינוי הקוגניטיבי לאורך זמן הצפייה. גרף השינוי הקוגניטיבי נבדק כנגד גרף השינוי בתגובה המוחית של רשת ברירת המחדל, כמו גם מערכות מוחיות אחרות. 

תוצאות המחקר הראו שהתגובה של רשת ברירת המחדל לבדה תאמה באופן מובהק את מידת ההפתעה לאורך הסרט, כלומר את חווית השגיאה בניבוי העלילה (התפתחות עלילתית שונה ממה שהנבדקים ציפו), תוך כדי תקשורת עם אזורי מוח החשובים לזיכרון ולניבוי. זאת ועוד, ברגעים המפתיעים ביותר בסרט, אזורי הרשת הגיבו באופן מסונכרן יותר מאשר ברגעים אחרים. 

ממצאי המחקר מצביעים על תפקיד חשוב של רשת ברירת המחדל בעדכון ניבוי העלילה והזיכרון, המתרחש בעת חוסר התאמה בין תפיסת המציאות לבין מידע חדש המתקבל מבחוץ. על כן, הסיקו החוקרים שבעת רגע מפתיע בעלילה שהוא בניגוד לניבוי שלנו ולידיעותינו עד כה, מערכת ברירת המחדל מעורבת בתהליך המאפשר את פתרון הסתירה ועדכון עולמנו הפנימי. 

בהיבט היישומי, מכיוון שאזורי רשת ברירת המחדל הינם מהראשונים להיפגע במחלת האלצהיימר, ממצאי מחקר זה יכולים לשמש בסיס למחקר עתידי לאבחון מוקדם של בעיות זיכרון באמצעות MRI, על ידי בחינת הקשר בין רגעי הפתעה בעלילה והפעלה של אזורי זיכרון במוח דרך רשת ברירת המחדל. 

לינק למאמר:
https://www.nature.com/articles/s42003-020-01602-z

פורסם:25/01/2021