שוקולד ועיניים צוחקות

אתם וודאי מכירים את האמרה הגורסת ש"העיניים הן חלון לנשמה". כולנו מרגישים שיש משהו נכון באופן אינטואיטיבי באמירה הזו. אנחנו מכירים ילדים עם "עיניים צוחקות", כשאנחנו מרגישים שמישהו משקר לנו אנחנו דורשים ממנו בתקיפות: "תסתכל לי בעיניים ותגיד לי את זה שוב!", ואפילו הגברים הקשוחים מבינינו השתמשו במשפטי פתיחה כמו זה של אסי כהן בסדרה "מסודרים": "תגידי, את יודעת שיש לך משהו נורא עצוב בעיניים?...".

"תסתכל לי בלבן של העין".
תמונת תקריב (Close-up) של עין אנושית. מקור: אתר BusinessInsider.

הקשר בין העיניים לבין הרגשות שלנו מהווה חלק בלתי נפרד מהפולקלור האנושי. יש לכך עדויות רבות והנושא אפילו בוסס ע"י לא מעט חוקרים הבוחנים תקשורת בלתי-מילולית כמו שימוש בשפת גוף. עכשיו, מחקר חדש שהתבצע ע"י המחלקה למדעי התזונה שבפקולטה למקצועות הבריאות שבאוניברסיטת דרקסל (Drexel University) לוקח את התפיסה הזו צעד אחד קדימה. מסתבר שאת הביטוי הריגשי לעונג - או תחושת "גמול" (Reward) כמו שמדעני המוח אוהבים לקרוא לזה - אפשר למדוד באופן ממשי בעיניים.

תמונת חתך מייצגת של העין האנושית. הרשתית (Retina) מסומנת בצהוב. מקור: cancerinfo.tri-kobe.org

איך בדקו את זה? המחקר שהובל ע"י ד"ר ג'ניפר נאסר (Dr. Jennifer Nasser) השתמשה בטכנולוגיה בשם אלקטרורטינוגרפיה (Electroretinography) - או בקיצור ERG - כדי למדוד עליה בשחרור של הנוירוטרנסמיטר דופמין (Dopamine) ברשתית העין. ראשית, למי שאינו בקיא כל כך באנטומיה של העין, הרשתית (Retina) היא הרקמה הרגישה לאור בחלק הפנימי של העין שלנו. היא מורכבת מתאי עצב (Neurons) שמתרגמים את האור שפוגע בהם לאות חשמלי שמטייל עד לאונה העורפית - שנקראת גם האונה האוקסיפיטאלית (Occipital lobe) - במוח שלנו שם היא עוברת עיבוד לתמונה שאנחנו רואים.

"אני לא מבין למה את מחייכת. דחפתי לך אלקטרודה לעין".
בדיקת אלקטרורטינוגרפיה (ERG). מקור: אתר laretina.

שנית, מה זה בדיוק ERG? "אלקטרורטינוגרפיה" מורכבת מ- [1] הקידומת "אלקטרו-" (Electro-) שמשמעותה "חשמל", [2] מהמילה "רטינו-" (Retino-) שנובעת מהמילה "רשתית", ו- [3] מהסיומת "גרפיה" (-Graphy) שמשמעותה "רישום". אז כל הביטוי המתוחכם הזה פשוט אומר שזו שיטה לרישום של הפעילות החשמלית מרשתית העין. אלקטרודות מונחות על הקרנית (Cornea) ועל העור בסמוך לעין ובמהלך ההקלטה חושפים את העיניים לגירויים שונים ומקליטים את התגובה החשמלית שמתקבלת מהעין; זה למעשה התרגום לתשדורת חשמלית שתגיע בסוף למוח שלנו.

אמצעי מדעי מתוחכם במיוחד לייצור תחושת גמול... שוקולד. מקור: © Jiri Hera / Fotolia

ועכשיו לחלק הכיפי! איך תעוררו תחושת עונג בנחקרים שלכם? כאן כבר לא צריך אלקטרודות ואמצעים מתוחכמים. החוקרים לקחו קבוצה של נבדקים ופשוט האכילו אותם בשוקולד! ידוע ששוקולד מוביל לעליה בכמויות הדופמין במרכזי הגמול (Reward centers) שבמוח. למי שלא מכיר את האזורים האלו בכלל ורוצה לגלות דברים מגניבים עליהם עכשיו ובעתיד, אני ממליץ בחום לקרוא את הפוסט הקודם שלי שסיפר על הקשר שבין סקס, סמים ומוזיקה. הנוירוטרנסמיטר דופמין משחק תפקיד גם ברשתית שלנו כאשר היא נחשפת לגירוי אור. ד"ר נאסר ועמיתיה גילו שהתגובה החשמלית ברשתית לגירוי אור היתה מאוד גבוהה כאשר למשתתפים היתה פיסת שוקולד טעימה בפה. כמה חזקה התגובה? קודם כל, היא היתה חזקה באופן משמעותי יותר מקבוצת הביקורת בה בסה"כ טיפטפו כמה טיפות מים על לשונות המשתתפים (באסה!). אבל באופן מדהים למדי, אפילו כאשר יצרו קבוצת ביקורת נוספת בה נתנו למשתתפים את הסם "מתילפנידאט" (Methylphenidate), המוכר יותר בשם "ריטלין" (Ritalin), שגורם לשחרור עודף של דופמין במוח - גם אז התגובה אצל "קבוצת השוקולד" היתה גבוהה בהרבה!

"אני ממש לא מכורה. אני יכולה להפסיק מתי שאני רוצה. נשבעת." מקור: אתר iFood.

מה שהופך את המחקר הזה למעניין, לדבריה של ד"ר נאסר, הוא שעד היום מערכת הדופמין של העין נחשבה כנפרדת לחלוטין מזו של המוח. חוקרים רבים ייעצו לה לוותר מראש על המחקר הזה "כי הוא עתיד לכישלון", אך היא בחרה ללכת אחר הרעיון שלה בלב שלם. חוקרים כמו ד"ר נאסר מחפשים כל הזמן דרכים חדשות להעצים את תחושת ההנאה הנובעת ממאכלים שונים ובמקביל לצמצם את כמות הקלוריות הכלולה בהם. וזה גם מתבטא במקור פרסום המאמר: הז'ורנאל המדעי  "אוביסיטי" (Obesity) העוסק במחקרים הנוגעים להשמנת יתר. חשיבות המחקר מודגשת אף יותר נוכח העובדה שהשמנת יתר (Obesity) מהווה גורם סיכון להתפתחות טווח רחב של מחלות לב, כלי דם, לחץ דם גבוה, כולסטרול, סכרת מסוג 2 ועוד, ובמקביל היא מובילה למוות של כ- 250,000 איש מידי שנה בארה"ב ועוד כ- 1 מליון באירופה. היות ושיטת ה- ERG היא זולה יחסית וקלה לשימוש, החוקרים מקווים שהיא תוכל לשמש רופאים כדי לנתח התמכרויות והפרעות אכילה אצל מטופלים ביעילות גבוהה יותר ובכך לסייע להם להימנע מהשמנת יתר ונזק גופני.


קישור לידיעה: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130624111014.htm
הפניה למאמר המקורי: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/oby.20101/abstract
הפרופיל האקדמי של ד"ר ג'ניפר נאסר: http://www.drexel.edu/cnhp/faculty/profiles/NasserJennifer/
קישור לפוסט "סקס, דופמין ורוקנרול": http://hippocampus-isr.blogspot.co.il/2013/04/blog-post_4411.html

גאווה, מדע וסובלנות

לכבוד יום הגאווה, חשבתי שאקח הפסקה לרגע מדיווח על תגליות מדעיות אחרונות ואנסה לתת נקודת מבט מעט אחרת על נושא שנמצא בקרבנו משחר ההיסטוריה - הומוסקסואליות (Homosexuality). תחום רועש, גועש ושנוי במחלוקת שהביא לא פעם לביטוי הצדדים המכוערים בחשיבה האנושית. מלבד הרצח המזעזע שהתרחש בבר-נוער באוגוסט 2009, כאשר אני נדרש לספר על מקרה שכזה, הדבר הראשון שעולה לראשי הוא סיפורו של מר אלן טיורינג (Alan Turing).

אלן טיורינג (Alan Turing). מקור: וויקיפדיה.

בתחילת שנות ה- 20 של המאה הקודמת מהנדס גרמני בשם ארתור שרביוס (Arthur Scherbius) המציא מכונת הצפנה בשם "אניגמה" (Enigma) שהפכה להיות אחת משיטות ההצפנה המאיימות ביותר בהיסטוריה ושסייעה לגרמניה הנאצית לנקוף לזכותה נצחונות רבים במהלך מלחה"ע השנייה. טיורינג היה אחת הדמויות הבולטות ביותר במאבק של בעלות הברית לפצח את ההצפנה הנאצית. הוא זיהה את החולשה הגדולה ביותר של המכונה וניצל אותה ללא רחם ובזכותו התאפשר פיצוח צופן האניגמה אפילו בנסיבות הקשות ביותר, מה שהיווה חלק משמעותי מיכולתן של בעלות הברית לנצח במלחמה.

עד כאן, הוא נשמע כמו גיבור נכון? רק שהסיפור לא היה כל כך פשוט, כפי שפורט בספר "סודות ההצפנה" מאת סיימון סינג: "אלן טיורינג היה מנתח צפנים נוסף שלא חי די זמן כדי לזכות בהכרה ציבורית כלשהי. במקום שירעיפו עליו שבחים כעל גיבור, הוא נרדף בגלל ההומוסקסואליות שלו. ב- 1952, בשעה שהגיש תלונה במשטרה על פריצה, הוא חשף בתמימות שהוא מנהל מערכת יחסים הומוסקסואלית. המשטרה חשה שאין לה ברירה אלא לעצור אותו ולהאשימו ב- 'התנהגות מגונה ביותר בניגוד לסעיף 11 של התיקון לחוק העונשין הפלילי של 1885'. העיתונים דיווחו על המשפט שהתנהל כתוצאה מכך ועל ההרשעה, וטיורינג הושפל בפומבי". מהלך הדברים הנורא הזה גרם לטיורינג לסבול מדיכאון חמור ו- "ב- 7 ביוני 1954, הוא עלה לחדר השינה שלו, כשהוא נושא עימו צנצנת של תמיסת ציאניד ותפוח עץ [...] בגיל 42 בלבד, אחד הגאונים האמיתיים בתחום ניתוח הצפנים איבד את עצמו לדעת".

הומוסקסואליות (Homosexuality). מקור: Cosmos Magazine.

הסיפור העצוב ומעורר הכעס הזה, מעלה שאלות רבות אודות התופעה וההתמודדות של האנושות עם ההבנה שלה. ראשית נשאל - מהי הומוסקסואליות (Homosexuality)? כדי למנוע בילבול, הומוסקסואליות מוגדרת כ- "נטייה מינית המאופיינת במשיכה מינית ורגשית של אדם אל בני מינו". אין להתבלבל בין נטייה מינית לבין זהות מגדרית (Gender Identity) המובילה לכך שאנשים מסויימים - טרנסקסואלים וטרנסג'נדרים - חשים כי המין שנולדו אליו הוא שגוי.

ומה המקור להומוסקסואליות? זו אולי הנקודה הכואבת ביותר בדיון הציבורי הסוער. שאלת ה"טבע כנגד סביבה" (Nature vs. nurture) מתחוללת סביב תחום זה כבר זמן רב. מיני "תשובות" שגויות ובלתי מבוססות לגבי השאלה הזו מובילות להתנהגויות מבישות כמו רדיפה, אלימות ואפילו אלימות מכובסת כדוגמת "טיפולי המרה" (Conversion Therapies) המציעות "לטפל במחלה ולעזור לאנשים לחזור לדרך ההטרוסקסואלית הישרה". חשוב לציין אחת ולתמיד, למקרה שזה לא היה ברור מרוח הדברים - טיפולי המרה הם שטות פסאודו-מדעית, חסרת בסיס, שגורמת במקרים רבים סבל פסיכולוגי ונזק חברתי שלא ישוער ל"מטופלים".

בנוסף, מחקר בתחום זה סובל מביקורת המגיעה משני צידי המתרס. מחד, אנשים שמרניים בדעותיהם אינם מרוצים מכך שהמדע מחפש "תירוץ ביולוגי" להתנהגות "בלתי מוסרית" כמו הומוסקסואליות. מאידך, אנשים רבים בקהילה הגאה מרגישים שאין צורך ממשי לחפש אחר "הצדקה מדעית" לזהותם ונטייותיהם. ביקורות אלו נובעות מכשלון חמור בהיגיון המבקרים, שמניחים שהסבר מדעי לתופעה הוא שקול להצדקה מוסרית לקיומה. אך נשאיר את הדיונים הפילוסופים לפעם אחרת.

לפי מקורות שונים, הסובלים מבעיות סטטיסטיות ברורות, הומוסקסואלים מהווים בין 5-10% מהאוכלוסייה העולמית. מחקרים שונים שנעשו על המיעוט האדיר הזה מציעים תאוריות שונות המנסות להסביר את מקור ההומוסקסואליות. ההסברים מהעשור האחרון מצביעים על כך שההפרדה בין גנים להשפעה סביבתית היא לא כל כך ברורה ואף ייתכן שהיא מילולית בלבד.

תינוקות תאומים (Twins). מקור: Women's Healthcare Topics.

אחת הדרכים הטובות ביותר ללמוד על מקור תופעה היא ע"י מחקר בתאומים (Twins). תאומים זהים חולקים את אותו גנום בדיוק, כלומר ה- DNA שלהם זהה. אם נסתכל על תאומים זהים שגדלו יחד ולא הופרדו בלידתם, אז אנחנו יודעים שהם חולקים גם גנים זהים וגם סביבה זהה. לכן לא אמור להיות שום הבדל ביניהם. נכון? אז זהו, שהתשובה היא: לא בהכרח. מסתבר, שגם כשמסתכלים על תאומים זהים שגדלו באותה המשפחה, רואים מקרים שבהם אחד הילדים הוא הטרוסקסואל בעוד שהשני הוא הומוסקסואל.

לפני רגע אמרנו שהסיכוי להיות הומוסקסואל באוכלוסיה הכללית היא 5-10%. אבל מסתבר שאם יש לך אח הומוסקסואל הסיכוי שלך להיות הומוסקסואל בעצמך עולה לכדי 25%~ (בתאומים לא-זהים) ועד 50%~ (בתאומים זהים). אבל איך זה יכול להיות? תוצאות אלו מציעות שיש ככל הנראה מרכיב גנטי במיניות שלנו. אבל אם הכל היה בגנים אז כל התאומים הזהים היו או שניהם הומוסקסואלים, או שניהם הטרוסקסואלים, וזה לא המצב. אז יש כאן משהו אחר. אבל מה?

עובר אנושי בשבוע ה- 6. מקור: בלוג World Mysteries.

בשבועות הראשונים להתפתחות העוברית, כל העוברים מתפתחים באותו קו כללי. ברמה הבסיסית, ברירת המחדל היא שנוולד כנקבות, כי מאימא תמיד מקבלים כרומוזום X. אבל אבא "קצת פחות החלטי" ויכול לתת לנו או כרומוזום X או כרומוזום Y. אם נקבל ממנו כרומוזום Y, אז המשחק משתנה. בשבוע ה- 6 העובר יפתח אשכים שכבר יתחילו לייצר את ההורמון הגברי טסטוסטרון (Testosterone). הטסטוסטרון יצטבר ובשבוע ה- 8 בערך הוא יתחיל להשתחרר ולהשפיע על שאר גוף העובר, ויגרום לו ל"מסקוליניזציה" (Masculinization) - "הפיכה לגברי יותר". אחד המרכיבים החשובים שמושפעים בדרך הזו הוא, לא קשה לנחש - המוח, ובעיקר חלק בו שנקרא ההיפותאלאמוס (Hypothalamus) שמעורב בין השאר במשיכה המינית שלנו לאחרים. תאוריות מדעיות גורסות שככל שהמוח נחשף יותר לטסטוסטרון, כך הוא יפגין נטייה התנהגותית חזקה יותר של משיכה לנשים.

בהמשך לאותן תאוריות: במקרים מסויימים, עובר זיכרי אינו מצליח לייצר כמות מספקת של טסטוסטרון, או שלחלופין מוחו אינו מסוגל לקלוט מספיק ממנו בכדי להתפתח במסלול הטרוסקסואלי (מה שיכול לנבוע לדוגמא משינוי במספר או אופי הקולטנים לטסטוסטרון במוח). במקרים אלו, הצאצא יוותר עם משיכת ברירת-המחדל הנשית - לגברים. זה כמובן נותן למדענים כיוון טוב למחקר, אך הדבר אינו עונה על כל השאלות שעלו בדרך.

אפיגנטיקה (Epigenetics). מקור: ResverLogix.

אבל כאן אנחנו חוזרים שוב לבעיה המקורית! תיארנו כאן הסבר מנגנוני שמתאר כיצד שוני בהתפתחות העוברית מוביל לשוני בצאצא הבוגר. אבל אנחנו מדברים על תאומים זהים ואמרנו שהגנים שלהם זהים. אז איך זה יכול להיות? התשובה נובעת מתחום מחקר שהתפתח בקצב מסחרר בעשור האחרון ושמכונה בשם אפיגנטיקה (Epigenetics). הגנום האנושי מכיל כ- 21,000 גנים מקודדים לחלבון, כשלכל אחד מהם תפקיד משלו כמו ייצור אנרגיה, בקרה על חלוקת תא, יצירת חומרים מסויימים וכו'. בדר"כ כשאנחנו חושבים על שינוי בגנים שלנו, אנחנו חושבים על מוטציות (Mutations) - אתם יודעים, סטייל "צבי הנינג'ה" או "אקס-מן" - שמובילות לשינוי ברצף הגנטי עצמו. באפיגנטיקה, לעומת זאת, קיימים חומרים ביוכימיים שמתפקדים כמו מתגים (Switches) שיכולים להפעיל או להשתיק גנים בודדים - וזאת מבלי לשנות את הרצף הגנטי. אנזימים "מדביקים" קבוצות כימיות שונות - כמו קבוצת מתיל (Methyl Group) - על הרצף הקיים ובכך מובילות להפעלה או השתקה.

דבר זה מהווה הסבר אפשרי לאופן בו עבור שני תאומים זהים, בעלי אותו רצף גנטי, יכולים להתקיים שינויים בדפוס הביטוי הגנטי (Gene Expression) - כלומר, אילו גנים מבוטאים ואילו לא. ביטוי או השתקה יכולים להתרחש, בין השאר, גם בגנים הקשורים לייצור טסטוסטרון או הקולטנים המוחיים שלו ובכך להשפיע על נטייתו המינית של העובר. תאום זהה אחד הטרוסקסואל, תאום שני הומוסקסואל. פרופיל גנטי זהה, פרופיל אפיגנטי שונה.

מרכיב גנטי בהומוסקסואליות? מקור: בלוג Curie-us.

נקודה בעייתית נוספת, מקבילה להסבר שתיארנו עכשיו, היא העובדה שקיים קשר קורלטיבי בין הומוסקסואליות לתּוֹרָשָׁה (Heredity). ראשית, אנחנו יודעים שהסיכוי להיות הומוסקסואל מושפע מנטייתם של בני המשפחה שלנו - כלומר קיים מרכיב גנטי כלשהו. שנית, לא קשה להבין מדוע אין אפשרות להתרבות באמצעות יחסי מין הומוסקסואלים. אבל אנחנו מבחינים בכל זמן נתון ב- 5-10% הומוסקסואלים באוכלוסייה. אז אם הם לא יכולים להתרבות, איך יכול להיות שהם עדיין כאן?

ישנם הסברים רבים גם לבעיה הזו, ואחת התאוריות שנבחנה לאחרונה ע"י פסיכולוגים מקנדה נקראת הנחת היריבות המינית (Sexual Antagonism Hypothesis). הנחה זו מציעה שהומוסקסואליות יכולה להיות גנטית באופן חלקי. מדוע? כי אפילו שגברים שנמשכים זה לזה "מתרבים הרבה פחות", המרכיב הגנטי שמכתיב את תכונת המשיכה המוגברת לגברים יימצא בקרובות המשפחה הנקביות שלהם, מה שיוביל לכך שהן יתרבו הרבה יותר ביחס לנשים אחרות. כך משפחות עם גברים הומוסקסואלים ישתוו בהיקף הרביה שלהן למשפחות "בלתי-הומוסקסואליות".

ואיך צוות המחקר בחן את ההיפותזה הזו? הם חקרו קבוצת גברים ספציפית ממדינת סמואה (Samoa) המכונים בשם "פה-אפפינה" (Fa'afafine). אלו גברים שמציגים התנהגות נשית, ממלאים "תפקידים נשיים" בקהילה הסמואנית ונמשכים לגברים אחרים. צוות המחקר בחן את המשפחות המורחבות של גברים הטרוסקסואלים לעומת גברים הומוסקסואלים מקבוצת הפה-אפפינה. ומה הם גילו? שהסבתות משני הצדדים של הגברים בקבוצת הפה-אפפינה התרבו יותר באופן משמעותי ביחס לסבתות מהמשפחות ההטרוסקסואליות. מחקרים מאוחרים יותר מצאו את אותן התוצאות גם באימהות של אותם הגברים. זה מקדם את ההיפותזה הזו לפחות למעמד בו היא זכאית להשתתף בדיון המדעי ולהיבחן באופן מעמיק יותר כהסבר אפשרי.

אמצו את המגוון (Embrace Diversity). מקור: deviantArt/miniibogee.

לסיכום, כמו שוודאי ברור לכם - מבחינה מדעית הנושא עוד נתון למחקר ויש עוד שאלות רבות הדורשות מענה. אבל דבר אחד לא ישתנה - הקהילה הגאה היא חלק בלתי נפרד מהאוכלוסייה האנושית. הם אנשים בדיוק כמו כל אחד אחר: מורים, שוטרים, קצינים, אנשי רוח, מדע ואפילו דת. כל אדם תורם משהו - בין אם יופי או כיעור - לעולם הזה. מה שאדם עושה במיטתו, בד' אמותיו, ובלבד שאינו פוגע באדם אחר או כופה עליו את רצונו, הוא עניינו הפרטי בלבד. חלקנו נמשכים לנשים, חלקנו לגברים, חלקנו לשניהם - ואין בכך דבר פסול. זרקו מהחלון את הבורות, את הגזענות, את השנאה המיותרת. שימו בצד את הראייה השחורה-לבנה, הדיכוטומית, הבלתי-מציאותית. הביטו על זולתכם קודם כל בצבע - בסובלנות, בהבנה, בענווה. אין אדם שיודע הכל וכולנו יכולים ללמוד אחד מהשני. בהיבט הזה:

מגוון הוא כוח!

אמצו אותו בלב שלם ותראו שהעולם הופך יפה יותר. יום גאווה שמח.

ידיעה #1 בנושא: http://healthland.time.com/2012/12/13/new-insight-into-the-epigenetic-roots-of-homosexuality/

קישור למאמר על ה"פה-אפפינה": http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0036088

אודות הספר "סודות ההצפנה" מאת סיימון סינג: http://halemo.net/edoar/0006/0004.html

דף הפייסבוק של מצעד הגאווה בת"א: https://www.facebook.com/pridetelaviv?fref=ts

מוח, חשמל ומספרים

אתם וודאי זוכרים את הקטע הזה בסרט "המטריקס" (The Matrix) שבו ניאו מתחבר למחשב ובלחיצת כפתור לומד את כל מה שהוא צריך. אם לא, הנה תזכורת קצרה:

לעזאזל! כמה מגניב הדבר הזה? כל ילד לפני בגרות, כל סטודנט בתקופת מבחנים ועוד הרבה אנשים אחרים חולמים על עולם פנטסטי שבו ניתן לשפר את היכולות הקוגניטיביות והגופניות שלנו במהירות ובקלות. מיותר לומר, כמובן, שאנחנו עוד ממש לא שם. המטרה שלי באזכור הקטע הזה היא להצית את הדמיון שלכם במקביל לכך שאני מספר לכם שאנחנו צעד אחד, קטן אבל מרתק, קרוב יותר לעולם הזה.

אחרי שכבר הצליחו להראות שאפילו הציפייה להתמודדות עם חישובים גורמת לפעילות יתר באזורים מוחיים הקשורים בעיבוד כאב, העולם כבר מבין קצת יותר טוב שאנשים לא סתם אומרים ש"מתמטיקה גורמת להם לסבול" (אבל - אני חייב להדגיש שלא נמצא כל קשר בין הנטייה לפחד הזה לבין היכולת המתמטית של האדם. אם תמצאו דרכים להתמודד עם הפחד, יתכן מאוד שתגלו שאתם מתמטיקאים טובים מאוד). כעת צוות מחקר מאוניברסיטת אוקספורד (Oxford University), בשיתוף פעולה עם צוותים נוספים מלונדון ואוסטרליה, מציג דרך חדשה לשפר את היכולות המתמטיות שלנו.

הקורטקס הדורסולטראלי הקדם-מצחי (DL-PFC). מקור: אתר פסיכלופדיה (Psychlopedia).

מה המחקר כלל? בגדול, החוקרים תרגלו את הנבדקים בשני סוגים של יכולות מתמטיות: האחת היא יכולת מתמטית "רדודה" (Shallow-level cognitive processing) שמאופיינת בשינון ושליפה מהזיכרון לפי הצורך של "עובדות אריתמטיות" (לדוגמא: 4x8 = 32), ממש כמו שלמדנו את לוח הכפל בביה"ס. השניה היא יכולת מתמטית "עמוקה" (Deep-level cognitive processing) שמאופיינת בתמרון של מספרים לפי רצף של פעולות מוגדרות (לדוגמא: 32-17+5 = 20). היא שונה מהיכולת הרדודה בכך שהיא דורשת הבנה ממשית של העקרונות המתמטיים כדי שנוכל לפעול לפיהם. במקביל, החוקרים ביצעו גירוי אלקטרומגנטי בילטארלי (כלומר, בשני צידי המוח) של אזור מוחי שנקרא הקורטקס הקדם-מצחי הדורסולטראלי (Dorsolateral Prefrontal Cortex) - אזור מוחי המעורב בחישובים אריתמטיים. אריתמטיקה (Arithmetics), נזכיר, היא התחום המתמטי הבסיסי ביותר המערב את הפעולות המתמטיות הקלאסיות שכולנו מכירים: חיבור, חיסור, כפל וחילוק.

מכשיר לגירוי מוחי טראנסקרניאלי (Transcranial Brain Stimulation). מקור: OpenI-beta

אז איך עשו את זה? בואו נדלג על החלק המוכר והברור של התרגול המתמטי, כולנו עברנו את זה. נקפוץ לחלק המגניב שבו מגרים לנו את המוח! המדענים השתמשו בטכניקה חדשה המכונה "גירוי טרנסקרניאלי ברעש אקראי" (Transcranial Random Noise Stimulation) - או בקיצור TRNS. המילה "טרנסקרניאלי" מורכבת מהקידומת "טראנס-" שמשמעותה "מעבר" או "דרך" ומהסיומת "קרניאלי" שנובעת מהילה "קראניום" שמשמעותה "גולגולת". השם המפוצץ הזה פשוט אומר שאנחנו מגרים את המוח מבחוץ, מבלי לחדור דרך הגולגולת, באמצעות שדה אלקטרומגנטי. נשמע קצת כמו מדע בדיוני? זה בסדר, אפילו המדענים בעצמם עוד לא לחלוטין בטוחים איך הטכניקה החדשנית הזו עובדת. התאוריה אומרת שהגירוי גורם לאוכלוסיות נוירונים - תאי המוח שלנו - לירות באופן מתואם יותר, וירי מתואם יותר מוביל לפעילות חזקה ומהירה יותר.

החוקרים מצאו שלושה דברים מעניינים: ראשית, השילוב של תרגול וגירוי באמצעות TRNS משפר משמעותית את יכולת הנבקדים לבצע פעילויות קוגנטיביות "עמוקות", כלומר היכולת שלנו לתמרן מספרים ולהעלות אותם מהזיכרון לפי דרישה. עם זאת, לא נראה שיפור כלל ביכולות הקוגניטיביות "הרדודות". במילים אחרות, היקף השיפור תלוי בעומק החשיבה הנדרשת בביצוע הפעולה. עיבוד "עמוק" יותר תורם ליצירת זכרונות חזקים יותר ולשילוב שלהם במוח עם זכרונות אסוציאטיביים אחרים - מה שיקל מאוחר יותר על השליפה והשימוש במה שלמדנו. שנית, החוקרים מצאו שהתגובה המוחית לגירוי היתה ספציפית להמיספרה השמאלית (Left Hemisphere). כלומר, אזור ה- DL-PFC בצד שמאל של המוח הוא האחראי לאפקט השיפור הנצפה, בעוד בצד ימין לא נצפתה תגובה כזו (כלומר, איתרנו קצת יותר במדויק את האזור במוח שמעורב בפעילות האריתמטית שלנו).

פתאום זה קצת יותר קל. מקור: iStockphoto/Jorge Delgado.

והדבר השלישי שהם מצאו? אתם יושבים? קבלו - חצי שנה אחרי המחקר, הצוות יצר קשר עם הנחקרים ללא התראה מוקדמת ודרש מהם לפתור תרגילים מתמטיים חדשים שהם ניסחו. והתוצאה? ניחשתם נכון - ההשפעה החזיקה עדיין מעמד וקבוצת המחקר הראתה ביצועים טובים יותר ביחס לביקורת. במילים אחרות, תקופה קצרה יחסית של תרגול וגירוי יכולים ליצור אפקט מוחי שמחזיק מעמד זמן רב לאחר מכן. דבריו של רוי כהן קדוש (Roi Cohen Kadosh) מצוות המחקר באוקספורד מסכמים את זה יפה: "באמצעות חמישה ימים בלבד של תרגול קוגניטיבי, יחד עם גירוי מוחי בלתי-חודרני ובלתי-מכאיב, הצלחנו להביא לשיפור ארוך-טווח ביכולות הקוגנטיבית".

1+1 = כאב ראש. מקור: zmescience.

אני בטוח שחשיבות המחקר הזו ברורה לכם למדי. קשיים אריתמטיים הם מאפיין מרכזי בדיסקלקוליה מנטאלית (Mental dyscalculia), בעיית למידה שמשפיעה על כ- 5-7% מהאוכלוסיה כולה. קשיים כאלו קיימים גם בכ- 20% מהילדים והמבוגרים שאינם מציגים מחלה כלשהי - זה דבר שהרבה מאיתנו מתמודדים איתו. בנוסף, אנשים הסובלים ממחלות מוח ניווניות (Neurodegenrative disease) או שעברו שבץ (Stroke) נפגעים פעמים רבות ביכולות האלו. הטכניקה הזו עשויה להאט את ההתדרדרות או אפילו לסייע להגביר את היכולות הקוגניטיביות הנדרשות ללמידה ועיבוד. מה שאומר שלתוצאות המרגשות הללו יש פוטנציאל אדיר גם בהיבט החינוכי וגם בהיבט הרפואי.


קישור לידיעה: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/05/130516123912.htm
הפניה למאמר: http://www.cell.com/current-biology/retrieve/pii/S0960982213004867#Summary
הפרופיל האקדמי של רוי כהן קדוש: http://cohenkadosh.psy.ox.ac.uk/Roi%20Cohen%20Kadosh

זה כן ביג דיל - הגודל קובע

”ייתכן מאוד [...] שישנן בחירות של נקבות את בני-הזוג שלהן, טרם ההזדווגות, המתבססות באופן ישיר על המאפיינים של איברי המין שלהם. לפני קיום הלבוש, הפין האנושי היה בולט בפני בנות זוג פוטנציאליות. ההבחנה הזו הביאה להצעות הגורסות כי גודל הפין האנושי התפתח, לפחות בחלקו, בשל העדפותיהן של נשים“. כן כן, המילים הללו מופיעות בפתיח של מחקר שפורסם בפברואר האחרון בז'ורנאל המדעי של האקדמיה הלאומית למדעים בארה"ב (PNAS). המחקר חיפש להראות שגודל הפין פועל בשילוב עם שני גורמים נוספים - (1) צורת הגוף ו- (2) גובה הגוף - לקביעת מידת המשיכה המינית (Sexual attractiveness) של גבר. נשים - אתן כנראה לא תיהיו מאוד מופתעות. גברים - הכינו את הסרגלים שלכם.

"לא נו, זה לא באמת האורך. אני אומר לך - היה ממש קר בחוץ"
מקור: בלוג TotallyAwesomeName

מה עשו במחקר? קבוצת מדענים אוסטרליים (שככל הנראה שתו ועישנו משהו לפני שהחליטו על המחקר הזה...) אספו קבוצת מדגם של 105 נשים אוסטרליות הטרוסקסואליות. כל אחת מהנשים התבקשה לצפות בכ- 50 דגמים תלת-מימדיים של גברים שנוצרו ע"י מחשב וכללו ערכים שונים של שלושת משתני המחקר שלנו (נזכיר, אורך הפין, גובה ומבנה הגוף). למקרה שתהיתם (כמובן שתהיתם, אתם עדיין קוראים את הפוסט הזה) איך קבעו את אורך הפין בדיוק - אז רק שתדעו שהמידה נקבעה במצב שהוא אמממ... אהמ... "במנוחה". כמובן שהמדענים לא סיפרו לנשים המשתתפות שהמחקר נוגע לגודל הפין, הן פשוט התבקשו למיין את הדגמים הללו בסדר שמייצג עד כמה הם מושכים (מ"קח אותי עכשיו" ועד "שמישהו יעזור לו, הוא צריך שיפוצניק". למרות שאני מודה שקצת פילפלתי את המינוח).

רק שתדעו, שזה ממש לא יפה שאתה מגחכים ככה כשאתם מסתכלים על התמונה הזו.
מקור: המאמר המופיע בתחתית הפוסט.

ומה התוצאות אמרו? "הפתעה גדולה", נמצא שלגודלו של הפין "במצב רפוי" (Flaccid penis size) יש השפעה מובהקת על מידת המשיכה לגבר. גברים עם פין ארוך יותר דורגו כמושכים יותר. אבל הנה משהו מעניין, לאורך הזה היה גבול. במילים אחרות, ארוך זה טוב, אבל לא להתפרע. מעבר לאורך מסויים הפין הופך למעט "מאיים מידי" ומידת המשיכה לגבר פשוט פוחתת. רוצים להמר מה גבול האורך הזה? מתסבר שהוא עומד (LOL, אמרתי "עומד") על כ- 7.6 ס"מ. ובאופן קצת מצחיק, המדענים טורחים לציין מייד לאחר הממצא הזה שמדובר בגודל שנמצא מתחת לאורך הפין הממוצע של גברים איטלקים. בנוסף, אפילו נמצא קשר בין זמן החוויון (כלומר, הזמן שאישה ביזבזה בלבהות בתמונה מסויימת כשחיוך טיפשי מרוח על הפנים שלה) לבין אורך הפין. ניחשתם נכון - פין ארוך יותר = זמן ארוך יותר (=חיוך מרוצה יותר?).

אתם לעולם לא תסתכלו עליו באותו אופן תמים. ורק בגלל שהוא איטלקי - חבורת גזענים.

הלו, הלו! הניחו את הסרגלים לרגע, גם אם אתם איטלקים - זה לא כל הסיפור. לגובה וגודל הגוף גם היה חלק לא קטן בסיפור הזה. רוחב כתפיים גדול יותר וגובה גדול יותר הוסיפו למידת המשיכה לגבר. למען האמת, יש למרכיבים הללו משמעות רבה, כי גברים גבוהים בעלי כתפיים רחבות היו זקוקים לפין קטן יותר כדי להגיע לאותה מידת משיכה. אם אתה גבוה ורחב כתפיים, פין ממוצע יכול להיות בסדר. נמוך ובעל כתפיים צרות? אני מקווה שהטבע המיר את הגובה שלך באורך.

"הנה משחק שלא תמצאו על גב אריזת הקורנפלקס שלכם - איפה אתם על המפה?"
מפת צבעים - משיכה לפי אורך הפין והגובה (מבנה גוף קבוע). אדום: מושך יותר. כחול: מושך פחות. [משיכה ממוצעת = 1].
מקור: המאמר המופיע בתחתית הפוסט.

לפני שאתם מתחרפנים מהתוצאות, קחו בחשבון את המגבלות הבאות: ראשית, המחקר בוצע בסה"כ על 105 נשים (קבוצה קטנה) מאוסטרליה. שנית, נושא המוצא כלל לא נכלל במחקר (שחור, לבן, אסייתי וכו') - 70% מהנשים במחקר היו ממוצא אירופאי, 20% ממוצע אסיאתי ו- 7% היו ממוצאים רבים אחרים. שלישית, גילן הממוצע של הנשים עמד על 26 שנים (מה זה אומר לגבי קצוות הגילאים העליונות והתחתונות? זו עדיין שאלה פתוחה). בנוסף, לא נמצאו "ערכים אידאליים" היות וציוני המשיכה של הגברים המשיכו לעלות עבור הערכים הגבוהים ביותר במבחן. כלומר מחקרים נוספים, עם היקף משתנים ומדגם גדול יותר, נדרשים כדי להסיק מסקנות. כך או כך, מדובר במחקר מעניין ושנוי במחלוקת שמוסיף מידע חדש לראיות הקיימות ממינים אחרים על כך שסלקציה מינית טרום-הזדווגותית (Precopulatory sexual selection) יכולה להשפיע על האבולוציה של תכונות מיניות בחיות. או בפשטות - משהו מדליק לספר לחבר'ה.



קישור לידיעה #1: http://www.nhs.uk/news/2013/04April/Pages/Study-examines-penis-size-and-male-attractiveness.aspx
קישור לידיעה #2: http://www.nydailynews.com/life-style/health/size-matter-women-study-article-1.1311604
הפניה למאמר המקורי: http://www.pnas.org/content/110/17/6925.abstract

סקס, דופמין ורוקנרול

“The man that hath no music in himself, Nor is not moved with concord of sweet sounds, Is fit for treasons, stratagems, and spoils; The motions of his spirit are dull as night, And his affections dark as Erebus. Let no such man be trusted. Mark the music.” ―William Shakespeare, The Merchant of Venice

מוזיקה היא דבר מדהים. כמו שפת גוף היא חוצה את גבולות השפה המדוברת, היא מושא לכתיבה, יצירה וחשיבה, היא עוזרת לנו לבטא את עצמנו ריגשית, היא גורמת לנו להזדהות עם מצבים ודמויות שבדממת העולם הפשוט לא היינו מתחברים אליהם כלל. ובואו נודה בזה - מבחינה חברתית היא עדיין מהווה להרבה מאיתנו קטלוג של סמני-אישיות; כולנו איכשהו מסתדרים קצת יותר טוב עם אנשים בעלי טעם מוזיקלי שדומה לשלנו.

אבל אנחנו מדענים, נכון? אנחנו רוצים לדעת למה הדברים בעולם הזה הם כמו שהם ואיך הם עובדים. אז למה אנחנו כל כך אוהבים מוזיקה? איך זה שהגוף שלנו מושפע ממנה ככה? כאן אנחנו נתקלים בסוג חדש של מונח שכדאי להכיר. כאשר ביולוג-אבולציוני ניגש לבחון תופעה אדפטיבית מסוימת (כלומר, תכונה שנותנת יתרון למחזיק בה) הוא מתייחס אליה בשתי רמות הסבר:

1. סיבה ישירה (Proximate causation) - מסבירה את התופעה ברמה "המיידית", בדר"כ בכך שהיא מפרטת את המנגנון הביולוגי שלה.
2. סיבה ייעודית (Ultimate causation) - מסבירה את התופעה ברמה "הסופית", כלומר מתארת את היתרון ההישרדותי או הרבייתי שהיה יכול להוביל להתפתחות התופעה.

כיצד מסבירים אבולוציונית מדוע נודדות הציפורים?

למה הכוונה? כאן אעזר באחת מהדוגמאות שהובאו בהסבריו של פרופ' ארנון לוטם, מהמחלקה לזואולוגיה בפקולטה למדעי החיים שבאוניברסיטת תל אביב. ניקח לדוגמא את השאלה הבאה - "מדוע נודדות הציפורים?". אפשר לענות על השאלה הזו ב- 2 דרכים:

1. סיבה ישירה (Proximate): כי הן קולטות שהיום מתארך, וזה משפיע על מצבן ההורמונאלי, דבר שמעודד אותן לעוף צפונה לאזורי הקינון והרבייה. >> כלומר, כאן הסבר מדוע, מבחינה פיזיולוגית-מיידית, הציפורים נודדות.
2. סיבה ייעודית (Ultimate): כי פרטים שנטו לעוף צפונה בעונת הרבייה הגיעו לאזורי קינון טובים יותר, והצליחו להעמיד יותר צאצאים פוריים (שירשו את הנטייה לעוף צפונה באביב, ולקנון בארצות הצפון). >> כלומר, כאן הסברנו את היתרון האבולציוני שהוביל להתפתחות התופעה.

ומה בנוגע לשאלת המוזיקה? מבחינת ההסבר הייעודי (Ultimate), אין קונצנזוס חד משמעי בקהילה המדעית והנושא עדיין נמצא תחת מחלוקת ומחקר. תאוריות מסוימות כמו זו של פרופ' סטיבן פינקר (Prof. Steven Pinker), טוענות ש"האהבה שלנו למוזיקה היא כמו האהבה שלנו לעוגות גבינה". למה הכוונה? יש לנו יתרון לאהוב סוכר ושומן כי "בג'ונגל" יצורים שצברו יותר אנרגיה שרדו טוב יותר ביחס לעמיתיהם, אבל לעוגות גבינה (שמכילות את שניהם) כמובן לא היה חלק בתהליך, כי הן לא היו קיימות אז. באותו אופן, פינקר טוען, אנחנו אוהבים מוזיקה כתוצר לוואי של משיכה לצלילים מסוימים כנגזרת של שפה. תאוריות אחרות, כמו זו של פרופ' אדווארד האגן (Prof. Edward Hagen) סוברות שלמוזיקה האנושית היה יתרון לכשעצמה. לדוגמא בעת הכרזת בעלות על טריטוריות ועל תיאום בין פרטים בקבוצה (שימוש שכזה נצפה בציפורי שיר).

המערכת המזולימבית (Mesolimbic System).
מקור: מערכת המידע האינטרנטי של אוניברסיטת אלבמה (University of Alabama).

ומבחינת ההסבר הישיר (Proximate)? מה קורה בגוף שלנו כאשר אנחנו מקשיבים למוזיקה, שגורם לנו לאהוב אותה כל כך? כאן אנחנו כבר יודעים יותר בזכות מחקרים נוירוביולוגיים. כדי להבין מה המוזיקה עושה לנו אנחנו צריכים להכיר קבוצת מרכיבים במוח המכונה "המערכת המזולימבית" (Mesolimbic System). המערכת הזו מורכבת ממספר אזורים מוחיים, מתוכם נרצה להתמקד בשלושה עיקריים: הראשון הוא הקורטקס הקדם מיצחי (Prefrontal cortex) - או בקיצור PFC, המעורב בתהליכים קוגניטיביים גבוהים של תכנון התנהגותי, ביטוי אישיות, קבלת החלטות, התנהגות חברתית ועוד. השני הוא האזור הטגמנטאלי הביטני (Ventral tegmental area) - או בקיצור VTA, המשחק תפקיד חשוב בקוגניציה, מוטיבציה, רגשות חזקים הנוגעים לאהבה ועוד. השלישי הוא גרעין האקומבנס (Nucleus accumbens) - או בקיצור NAcc, המשחק תפקיד במוטיבציה, תענוג, צחוק, אגרסיביות, פחד וגם ב"אפקט הפלצבו" המפורסם (שגם הוא נושא לפוסט שלם).

מודל תלת-מימדי של "מולקולת העונג" - דופמין (Dopamine). מקור: אתר 3DChem למידול.

במערכת הזו ישנו מסלול נוירונאלי דופמינרגי (Dopaminergic pathway), שזו דרך לומר שהוא מתבסס על נוירוטרנסמיטר בשם "דופמין" (Dopamine). המולקולה הקטנה הזו משחקת תפקיד חשוב ומעניין לאין-שיעור בהולכה עצבית הנוגעת לתפקודים שונים וביניהם המרכיב שהכי חשוב לפוסט הזה - למידה המונעת ע"י גמול (Reward-driven learning). בשל כך, המערכת הזו מוכרת גם בשם הפופוליסטי יותר "מערכת הגמול" (Reward System). כאשר אנחנו עושים פעולה שתוצאתה מועילה לנו, המערכת המזולימבית "נדלקת" - כלומר הפעילות שלה עולה והיא משחררת דופמין - מה שגורם לנו להרגיש טוב. הדבר הזה מעודד אותנו לקשר בין המעשה שעשינו לבין התחושה הטובה ובכך להבין שעלינו לפעול שוב באופן דומה.

אז מה לדוגמא מפעיל את המערכת הזו? החלק הזה הזכיר לי את הפרסומת המדליקה של הדוגמנית היפיפייה אסתי גינזבורג, פשוט כי היא עונה יפה על השאלה. המערכת המזולימבית נדלקת כשאנחנו אוכלים אוכל טעים (כמו שוקולד), כשאנחנו שותים, כשאנחנו עושים סקס או מגיעים לאורגזמה, כשאנחנו מהמרים, כשאנחנו מתפרעים (או מתפרעות... איך שבא לכם) בקניות בצורה אובססיבית, כשאנחנו מאוהבים ואפילו כשאנחנו משתמשים בסמים. סריקות פונקציונאליות בתהודה מגנטית (fMRI - Functional Magnetic Resonance Imaging) מראות בבירור כיצד המערכת המזולימבית, ובראשה גרעין האקומבנס (NAcc), פועלים ביתר בזמן הפעולות הללו. התוצאות הבאות נלקחו ממחקר שסרק את הפעילות המוחית המתרחשת בזמן אורגזמה מינית:

דימות פונקציונאלי (fMRI) מראה הפעלה מזולימבית חזקה בעת אורגזמה מינית.
מקור: The Journal of Neuroscience 23(27):9185-9193, oct. 2003

האזורים שנדלקו במוח מקבילים לאלו הפועלים בזמן שאדם נהנה מהשפעת סמים (כמו קוקאין והרואין). היום אנחנו כבר מבינים למה אומרים את המשפט "מוזיקה היא סם". כאשר אנחנו מקשיבים למוזיקה, היא מפעילה אזורים דומים במערכת המזולימבית. כעת מחקר חדש בתחום הנוירוכלכלה (Neuroeconomics), שנערך בביה"ח והמכון הנוירולוגי של מונטריאל (Montreal Neurological Institute and Hospital), מראה מה קורה במוחינו כאשר אנחנו שומעים מוזיקה חדשה (שלא שמענו לפני כן) ואנחנו מחליטים שאנחנו אוהבים אותה ורוצים לקנות אותה. ותנחשו על איזה אזור במוח הוא מצביע - ניחשתם נכון: המערכת המזולימבית!

מוסיקה היא סם (Music is a drug). מקור: בלוג It's a Rap.

משתתפים במחקר הוכנסו לתוך סורק פונקציונאלי (fMRI) ושם הם הקשיבו ל- 60 קטעי מוזיקה שהם לא שמעו מעולם. במקביל לסריקה, המשתתפים נתנו הצעות לכמה כסף הם היו מוכנים לשלם עבור כל פריט מוזיקלי. אגב, אם אתם מעוניינים להקשיב לקטעי המוזיקה בהם השתמשו במחקר, אתם יכולים למצוא אותם לגמרי בחינם בקישור הבא: http://www.zlab.mcgill.ca/science2013/.

לדבריה של מובילת המחקר, ד"ר וולורי סאלימפור, כאשר אנשים מקשיבים לקטע מוזיקאלי שלא שמעו מעולם, האזור שחוזה בצורה המדויקת ביותר את הנכונות שלהם לקנות אותו הוא גרעין האקומבנס (NAcc). לדבריה מה שהופך את המוזיקה לכל כך עוצמתית מבחינה ריגשית היא תחושת הציפייה הנוצרת בעקבותיה, דבר המתבטא - כפי שכבר ראינו - בפעילות בגרעין האקומבנס.

הפעילות המוחית הקשורה לערך הגמול של מוזיקה. גרעין האקומבנס מסומן בקיצור - NAcc.
מקור: קישור למאמר המקורי בסוף הפוסט.

ממצא חשוב נוסף שעלה במחקר הוא שגרעין האקומבנס אינו פועל לבדו, אלא מתקשר עם אזורים אחרים במוח כמו הקורטקס השמיעתי (Auditory cortex) - אזור במוח המאחסן ומעבד מידע על המוזיקה והצלילים אליהם נחשפנו. התצפיות הראו שככל שקטע מוזיקלי היה יותר "מתגמל" (או "כיפי"), כך התקשורת בין האזורים הללו הייתה אינטנסיבית יותר. תקשורת דומה נצפתה בין גרעין האקומבנס לבין אזורים מעניינים אחרים במוח שמעורבים בין השאר בזיהוי תבניות מורכבות ועיבוד ריגשי.

האינטראקציות בין גרעין האקומבנס לבין הקורטקס השמיעתי מציעים שאנחנו יוצרים ציפיות בנוגע לצלילים הבאים בזמן שאנחנו מקשיבים למוזיקה וזאת בהתבסס על הניסיון שלנו: מה שלמדנו והמוזיקה אליה נחשפנו בעבר. הרגשות החזקים שאופפים אותנו נובעים מפעילות דופמינרגית (שוב, כזו המתבססת על דופמין) שתתרחש בהתאם להפרה או למימוש הציפיות האלה. בתמונה הגדולה, ממנה התחיל הפוסט שלנו, המחקר מספק ראיות נוירוביולוגיות להסבר ייעודי (Ultimate). בדיוק כפי שאנחנו עושים ציפיות לגבי המתרחש בעולם כדי לשרוד, כך אנחנו גם יוצרים ציפיות לגבי גירויים אבסטרקטים כמו מוזיקה - אפילו אם לא שמענו את המוזיקה הזו מעולם! ואל תזלזלו בכוח המנגנון הזה. זיהוי הדפוסים והציפיה לגירויים מסוג מסוים, כשהם מאורגנים יחד, מביאים אותנו לפסגות רגשיות של עונג, שמחה, דמעות ודיכאון. המוזיקה היא כלי שבאמצעותו אנחנו חווים ומבטאים את המחשבות והרגשות הכי מגוונים, מורכבים וחזקים השוכנים בנו.

כרגיל, כמו שאני אוהב לעשות, אני אשאיר אתכם עם קטע הוידאו החמוד הזה. הרעיון שלו הוא להסביר מאוד בפשטות ובזמן קצר (3~ דקות) על המדע שמאחורי אהבה. אבל כפי שראינו בפוסט שלנו וכפי שתראו בקטע הוידאו, האזורים הפועלים הם מקבילים.

קישור לידיעה #1: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/04/130411143056.htm

קישור לידיעה #2: http://www.mni.mcgill.ca/media/news/item/?item_id=219078

הפניה למאמר המקורי: https://www.sciencemag.org/content/340/6129/216

מתכון למרק קדמוני - מקור החיים על כדוה"א

איך התחילו החיים על כדוה"א? השאלה הזו ריתקה את כולם מאז שחר ההיסטוריה - אנשי דת, הוגי דעות, מדענים ועוד. היא כל כך מעניינת וכל כך אלמנטרית לחשיבה שלנו עד שהיא מהווה עד היום מוקד לוויכוחים עזים בין קבוצות שונות. מתי כל זה קרה? מבחינה מדעית, הראיות הנמצאות בידינו מצביעות על לוח הזמנים הבא:

מתוך כל זאת, כפי שהזכרתי בפוסט הקודם על שיתוף פעולה בשימפנזים, בני האדם התפצלו מהענף האבולוציוני של השימפנזים לפני כ- 6 מליון שנה בלבד. על אף הביקורת מצד גורמים בלתי-מדעיים, אנחנו כבר יודעים איך אבולוציה עובדת וכל ראיה אפשרית מצביעה על האופן בו המנגנונים השונים שלה הביאו אותנו מתאים בודדים למגוון העצום של האורגניזמים בכוכב הלכת שלנו. אבל איך כל זה התחיל? מה הביא להיווצרות התא הראשון, או אפילו יותר בסיסי מזה - למולקולה המשתכפלת הראשונה? אנחנו רגילים לחשוב על הדנ"א כמולקולה המשתכפלת הבסיסית שלנו, אבל היא מאוד מורכבת ולא סביר שהתחלנו היישר ממנה. ובכן, אין תשובה ברורה לחלוטין לשאלה הזו והקהילה המדעית עבדה ועדיין עובדת על הפרטים הקטנים, כשהיא מבצעת ניסויים מרתקים שמביאים לתוצאות פורצות דרך כמו ניסויי סטנלי מילר משנת 1953 שהצביעו על האפשרות של היווצרות ספונטנית של מרכיבים כימיים הנדרשים לחיים (וזה נושא לפוסט אחר). כך או כך, הקונצנזוס בקהילה המדעית היא שמרכיבים מסוימים הנדרשים להיווצרות החיים הגיעו ממטאוריטים שהפציצו את כדור-הארץ הצעיר שלנו. עם זאת, למרות ההסכמה הזו עדיין לא הצלחנו להסביר כיצד המרכיבים הדוממים הללו, ששכנו בתוך סלעים מהחלל, הפכו לאבני הבניין של החיים.

חיים חדשים מתחילים בנקודת המפגש שבין מרכיבים מן החלל לבין סביבת כדוה"א הצעיר.
זכויות על התמונה: Pixel & Création / Fotolia.

אז מהן החדשות? מחקר חדש שבוצע ע"י מדענים מאוניברסיטת לידס (University of Leeds) מדגים כיצד כימיקל מסויים שנמצא בכל התאים החיים על פני כדוה"א ושהכרחי ליצירה ושימוש באנרגיה יכול היה להווצר כאשר מטאוריטים המכילים זרחן (Phosphorous) התרסקו לתוך בריכות נוזלים רותחים וחומציים מסביב להרי געש, דבר שככל הנראה היה נפוץ בתקופה המוקדמת על כדוה"א. כל מי שלמד קצת ביולוגיה שמע על התהליך שמניע אורגניזמים בכוכב שלנו המכונה בשם "כמיואוסמוזה" (Chemiosmosis) בו יוצרים ומשתמשים במולקולה המפורסמת אדנוזין טריפוספט (Adenosine Triphosphate) - המוכרת יותר בשם ATP - כדי להניע את התגובות הכימיות הנדרשות למטבוליזם (חילוף חומרים).

האנזים ATP-synthase לוקח מולקולות ADP ופוספט (Phophaste) ומשתמש במנגנון סיבובי כדי לייצר ATP.
מקור: ועדת המחקר הרפואי של אוניברסיטת קיימברידג'.

רק מה? שבשביל לייצר ATP יש צורך באנזימים כדוגמת "ATP Synthase" המופיע בתרשים למעלה. האנזימים הללו יחסית מורכבים ולא סביר שהיו קיימים בתקופה כל כך מוקדמת. לכן מדענים פנו לחפש אחר כימיקלים פשוטים יותר עם תכונות הדומות ל- ATP, רק שאינם דורשים אנזימים לשם היווצרותם והשימוש בהם. זרחן הוא אחד ממרכיבי המפתח ב- ATP ואבני בניין אחרים ההכרחיים לחיים שלנו כדוגמת הדנ"א (DNA). הבעיה היא שזרחן בדר"כ נמצא בתרכובת קשת תמס (כלומר, שאינה מתמוססת בקלות) יחד עם יסודות אחרים, דבר שמוריד את יכולת התגובה שלו ולכן גם את היכולת להשתמש בו. כדוה"א הצעיר שלנו, לעומת זאת, היה תחת הפצצה מתמדת של מטאוריטים ואבק מן החלל החיצון שכללו המון סוגים שונים של מינרלים אקזוטיים וביניהם - גם צורה פעילה הרבה יותר של זרחן. המינרל הזה מורכב משילוב של ברזל (Iron), ניקל (Nickel) וזרחן (Phosphorous) ומכונה בשם "שרייברסייט" (Schreibersite).

שרייברסייט (Schreibersite). מקור: ערך בוויקיפדיה.

המחקר כלל סימולציה (הדמיה) של מפגש בין מטאוריט שכזה לבין אזור חם ופעיל וולקנית. החוקרים לקחו דגימה מ- "סיקהוט-אלין" (Sikhote-Alin meteorite) - מטאוריט מתכתי שנפל בסיביר בשנת 1947 - ושמו אותה בתוך תמיסה חומצית שנלקחה מאזור פעיל באיסלנד בשם "Hveradalur". הם השאירו את הדגימה להגיב עם התמיסה מסביב למעיין החם במשך 4 ימים ואז אפשרו לתגובה להמשיך עוד 30 יום בטמפרטורת החדר. ומה עלה מהבדיקה? בניתוח של התמיסה שהתקבלה בתגובה הזו מצאו תרכובת בשם "פירופוספיט" (Pyrophosphite). זה אולי לא אומר לכם הרבה, אבל היא קרובת משפחה של מולקולה בשם "פירופוספאט" (Pyrophosphate) שהיא חלק חשוב ב- ATP האחראי לתהליך העברת האנרגיה. המדענים מציעים שהתרכובת הזו היא מועמדת טובה לגורם שיכל לשמש תחליף מוקדם יותר ל- ATP - בדיוק מה שבאנו לחפש! החוקרים כינו את המצב הזה בשם "חיים כימיים" (Chemical Life).

מולקולת פירופוספט (Pyrophosphate). בכתום - אטומי זרחן (P); באדום - אטומי חמצן (O).
מקור: ערך בוויקיפדיה.

לדבריו של ד"ר טרי קי (Dr. Terry Kee) מצוות המחקר: "חיים כימיים יכלו להיות החוליה המקשרת שבין סלע בלתי-אורגאני לבין התא החי הראשון. ניתן לחשוב על חיים כימיים כמו על מכונה, רובוט לדוגמא, שיכול לנוע ולהגיב עם הסביבה אבל הוא אינו באמת 'חי'. בעזרתן של הסוללות הפרימיטיביות האלו, כימיקלים יכולים להתארגן בדרכים המאפשרות התנהגות מורכבת יותר ושבסופו של דבר יובילו להתפתחותן של המבנים הביולוגיים החיים שאנחנו רואים כיום". ומה בהמשך? צוות המחקר ינסה לשחזר את התוצאות עם מרכיבים ממטאוריטים נוספים ומסביבות פעילות אחרות ברחבי כדוה"א. במקביל הם גם יצרו קשר צוות המחקר של נאס"א האחראי על משימת המאדים של הרכב "סקרנות" (Curiousity) - עליו כתבתי באחד הפוסטים הקודמים שלי - כדי לראות אם תרכובות דומות לאלו שנמצאו במחקר נמצאות גם על פני המאדים.

לסיום, אני משאיר אתכם עם קטע וידאו של כ- 6 דקות הכולל גרפיקה מצויינת ודיבוב בקולו המוכר והטוב של סר דיוויד אטנבורו (David Attenborough) שיעזור לכם למלא קצת את מהלך החיים מרגע הווצרותו של התא הראשון, לאחר תקופת "החיים הכימיים", ועד לנוכחות החיים על כדור הארץ כפי שהם מוכרים לנו כיום. אגב, למי שלא מכיר בכלל את נושא יצירת האנרגיה בתא והשימוש ב- ATP ורוצה לדעת בפשטות את הבסיס לכך, צירפתי בסוף הפוסט קישור לקטע וידאו מצוין שמסביר את הדברים בקלילות.


קישור לידיעה #1: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/04/130404122234.htm
קישור לידיעה  #2: http://www.biologynews.net/archives/2013/04/04/power_behind_primordial_soup_discovered.html
הפניה למאמר המקורי: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703713000161
קישור לקטע הוידאו של סר דייויד אטנבורו: http://www.youtube.com/watch?v=qabl5eIba2g
קישור לקטע הסבר על ATP ואנרגיה בתא: http://www.youtube.com/watch?v=00jbG_cfGuQ

מי הזיז את הבננה שלי?

”כבני אדם, אנו חולקים 98% מהגנים שלנו עם שימפנזות. עם זאת, בני האדם הם המין השולט על פני כוכב הלכת הזה - הקימו ציוויליזציות ודתות, פיתחו דרכי תקשורת מורכבות ומגוונות, למדו מדע, בנו ערים ויצרו עבודות אמנות עוצרות נשימה - בעוד השימפנזות נותרו חיות שעוסקות בעיקר בצרכים של הישרדות. [...] חיית האדם היוצאת מן הכלל הצליחה לפתח, בזמן קצר כל כך, את היכולת לשלוט בעולם לצד האמצעים להשמיד אותו ללא דרך חזרה.“

"איחוד משפחתי". מקור: בלוג EvoAnth.

בחרתי לפתוח בתרגום חופשי של הקטע מעורר המחשבה הזה כי לטעמי הוא רלוונטי מאוד לפוסט. הוא נלקח מספר מצוין בשם "השימפנזה השלישית" (The Third Chimpanzee) מאת ג'ארד דיאמונד (Jared Diamond), אותו אני ממליץ לכם לקרוא. אחד הייסודות החשובים ביותר להישגים של המין האנושי הוא שיתוף פעולה. כעת מדענים מאוניברסיטת ווארוויק (University of Warwick) מצאו שהשורשים של עבודת הצוות נמצאים אצל קרובי המשפחה שלנו - השימפנזות. מסתבר שהם לא רק יודעים לתאם פעולות אחד עם השני אלא גם מבינים אילו תפקידים ספציפיים כל חבר בקבוצה צריך לבצע כדי להשיג את המטרה הסופית המשותפת. במשימה שניתנה לשימפנזות, שמטרתה היתה להוציא ענבים מתוך קופסת-חידה, היה עליהן לעבוד יחד באמצעות כלים כדי לפתור את הבעיה. המדענים מצאו שהשימפנזות פתרו את הבעיה יחד ואפילו החליפו כלים זה עם זו כדי להוציא את הפתרון לפועל.

שיתוף פעולה בין שימפנזות. מקור וזכויות על התמונה: cmoffat / Fotolia

מי ביצע את המחקר? המחקר בוצע בשיתוף פעולה בין ביה"ס לעסקים של אוניברסיטת ווארוויק (Warwick Business School) שבבריטניה ומכון מקס פלאנק לאנתרופולוגיה אבולוציונית (Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology) שבגרמניה. לדבריה של ד"ר אלישיה מליס (Dr. Alicia Melis) מצוות המחקר: "הרבה מינים של חיות משתפות פעולה כדי להשיג מטרות רווחיות כמו הגנה על טריטוריה או צייד אחר מזון. אבל עם זאת, רמת שיתוף הפעולה שמתקיימת מתוך כוונה אמיתית אינה לחלוטין ברורה. לעתים ההצלחה יכולה לנבוע משני פרטים שמבצעים פעולות במקביל, אבל באופן עצמאי ובלתי תלוי, שמובילות יחד במקרה לעבר אותה המטרה".

מה עשו במחקר? השתתפו בו 12 שימפנזות שמתגוררות במקלט השימפנזות (Chimpanzee Sanctuary) שבקניה המשמש בית לשימפנזות יתומות שניצלו מידי סוחרים וציידים בלתי חוקיים. השימפנזות חולקו לזוגות כאשר ביניהן הוצבה קופסת פלסטיק אטומה. השימפנזה שעמדה מאחורי הקופסא היתה צריכה להשתמש במגרפה קטנה כדי לדחוף ענבים על גבי פלטפורמה. בשלב הזה, השימפנזה שעמדה מלפנים היתה צריכה לדחוף מקל עץ עבה לתוך אזור בקופסא שגורם לפלטפורמה לנטות ולהפיל את הענבים אל הרצפה, משם כבר אפשר להרים ולאכול את הפרס המתוק. בכל ניסוי, שימפנזה אחת קיבלה את שני הכלים והיא זו שהחליטה האם ומה להעביר לשותפה שלה.

מבט קידמי על מתקן הניסוי. משמאל (a): שלב השימוש במגרפה. מימין (b): שלב השימוש במקל העץ.
מקור וזכויות על התמונה: המאמר המופיע בסוף הפוסט.

והתוצאות? 10 מתוך 12 פרטים (83%) הבינו שעליהם להעביר את אחד מהכלים לשותף שלהם, וב- 73% מתוך כל הניסיונות השימפנזה בחרה להעביר את הכלי הנכון. לדבריה של ד"ר מליס היה הבדל גדול בזמן שלקח להם להחליט להעביר כלי אחד לשותף שלהם. אבל אחרי שהם העבירו את הכלי פעם אחת, הם הבינו את הרעיון והמשיכו להעביר את הכלי ב- 97% מהמקרים העוקבים. ומה שיפה הוא שגם סיכויי ההצלחה להשגת הענבים עלו עם התובנה הראשונה לכדי 86%.

המחקר הזה מהווה ראיה לכך ששימפנזות יכולות לשים לב לפעולות השותפים שלהן במשימה שיתופית ומראה שמעבר להבנה הפשוטה שיש צורך בשותף הן גם מבינות שעל השותף לבצע משימה ספציפית מאוד כדי להצליח. לדבריה של ד"ר מליס: "למרות ששימפנזות הן בדר"כ מאוד תחרותיות במרדף אחר מזון ויעדיפו לעבוד לבדן כדי להשיג מונופול על המזון, המחקר מראה שהן מוכנות ומסוגלות לתמוך באופן אסטרטגי בניסיונו של השותף שלהן לבצע את תפקידו במידה והצלחתן תלויה במעשיו". כשחושבים על זה - זה קצת דומה לבני האדם במרדף אחר כמעט כל משאב אחר, לא?

כרגיל, לסיום אשאיר אתכם עם קטע וידאו שמעלה חיוך. הוא אמנם ממחקר אחר שאינו קשור לזה שעליו מבוסס הפוסט, אך הוא מדגים בצורה יפה את היכולת של שימפנזים לבקש עזרה ולהציע עזרה לבני אדם. קטע הוידאו הקצר הזה  (2:14) הוא חלק מתוכנית בערוץ נשיונאל גיאוגרפיק ששמה "Ape Genius".

המחקר בוצע באישור ועדת האתיקה המקומית שבקניה. מעולם לא נמנעה גישתן של השיפמנזות למזון או למים והן יכלו לבחור להפסיק את המבחן בכל שלב שהוא.

קישור לידיעה #1: http://www.sciencedaily.com/releases/2013/03/130318203327.htm

קישור לידיעה #2: http://www.biologynews.net/archives/2013/03/19/origins_of_human_teamwork_found_in_chimpanzees.html

הפניה למאמר המקורי: http://rsbl.royalsocietypublishing.org/content/9/2/20130009.abstract

קישור לקטע הוידאו: http://www.youtube.com/watch?v=xOrgOW9LnT4

הפרופיל האקדמי של ד"ר אלישיה מליס: http://www.wbs.ac.uk/about/person/alicia-melis/