"כל מוח אנושי מוצא לעצמו דרך קצת אחרת לתפקד כמוח בריא"

פרופ' איב מרדר, מחוקרות המוח המובילות, סקפטית לגבי המיזמים ל"מיפוי המוח האנושי", פשוט משום שהמוח כל הזמן משתנה, ומוח של אדם אחד מתפקד אחרת ממוח של אדם אחר ■ את זה היא למדה דווקא ממחקר בסרטן - החיה, לא המחלה

בשנים האחרונות הושקו שלל פרויקטים גרנדיוזיים למיפוי המוח. הידוע שבהם הוא זה שיצא לדרך בימי ברק אובמה בבית הלבן ובעידודו. עד כה הוקצו לפרויקט הזה, שאמור לאפיין את הקשרים בין רשתות שונות במוח האנושי, כ-100 מיליון דולר. אבל זה לא הפרויקט היחיד. גם האיחוד האירופי הולך בכיוון דומה ומנסה לבנות מודל ממוחשב של המוח האנושי - פרויקט שצפוי לעלות 1.2 מיליארד דולר ולהימשך כ-10 שנים. פרויקט אחר עתיר משאבים ושאפתני, Blue Brain המנוהל משווייץ, שם לו למטרה לא רק לבנות מודל ממוחשב של המוח, אלא גם לפענח את התודעה האנושית. התקוות שתולים במיזמי המחקר האלה רבות, אבל דווקא חוקרת המוח המובילה פרופ' איב מרדר, סקפטית.

פרופ' מרדר, מאוניברסיטת ברנדייס בארה"ב, אמנם לא מתנגדת לפרויקטים הללו, ואף הייתה חלק מ-BRAIN Initiative של אובמה בתחילת דרכו, אבל במאמר שפרסמה לאחרונה טענה שהיא כמו "סבתא פיל", הנציגה הזקנה של השבט שכבר ראתה כמה דברים בחייה ומזהירה את העולם המדעי מחזרה על טעויות העבר. לדבריה, מיפוי המוח כאילו היה אוסף של מעגלים חשמליים ותו לו עשוי לפספס חלק נכבד מהמורכבות של המוח.

"גם אני והחוקרים בני דורי עברנו תקופה שבה ניסינו למפות את המוח בכלים הפשוטים שהיו לנו אז", כתבה מרדר בת ה-69, ודווקא בעקבות המאמצים הללו היא הגיעה להבנה שכנראה לא נוכל לגלות אי פעם את ה-מפה בה"א הידיעה של המוח. הסיבה לכך, לדבריה, היא שמידע יכול לזרום ברשתות החשמליות במוח באינספור כיוונים ונתיבים, והרשתות עצמן משתנות ללא הרף, בתהליך שנקרא "נוירומודולציה", כך שמפת המוח שלי היום לא תיראה בהכרח כמו מפת המוח שלי בעוד כמה חודשים. גם אם היא תיראה דומה, היא טוענת, היא לא באמת תהיה דומה, משום שהנוירונים עוברים כל העת תהליכים כימיים המשנים מאוד את אופן העברת המידע דרכם.

מרדר גילתה דבר נוסף: אצל שני אנשים המבצעים פעולה דומה, לדוגמה קוראים אותו טקסט, עשויות לפעול רשתות נוירונים אחרות לגמרים ובאופנים אחרים. כך ששינוי תמידי, הבדלים בין-אישיים ותוך-אישיים, מאפיינים את המוח שלנו לא פחות מאשר העובדה שהוא מורכב מרשתות המעבירות זרמים חשמליים.

מרדר מודעת לכך שכנראה לא מדענים צעירים לא ישעו לאזהרותיה. "הדרך של המדע לפרוץ קדימה תושפע כנראה רק במעט מהאזהרות שלנו לגבי העבר", היא סיכמה את מאמרה. "השיטות החדשות למידול רשתות הן כה מוצלחות ומפתות, שלקחי ההיסטוריה אולי לא רלוונטיים או לא פרודוקטיביים. ייתכן שאזהרת סטודנטים מפני חזרה על טעויות העבר היא חסרת תועלת תמיד ורק מדכאת את ההתלהבות ואת האופטימיות שלהם לגבי ההווה. אולי עדיף שיערכו את הניסוי ויגלו שלא יצא כפי שרצו מאשר לשכנע אותם לא לעשותו כלל וכך הם לא יגלו דבר".

פרופ' מרדר הגיעה לאחרונה לישראל כדי לקבל דוקטור לשם כבוד מאוניברסיטת תל-אביב, על תרומתה יוצאת הדופן למדעי המוח ולהבנת רשתות תאי העצב, ועל חזונה החלוצי בייזום תוכניות לימודים לתואר ראשון במדעי המוח, לפני קרוב ל-30 שנה.

הכול בזכות מרצה עם מבטא אנגלי

השילוב הזה בין מחקר ביולוגי מתודי, מדוקדק ויצירתי לבין מעורבות חברתית בתחומי המדע, מתבטא לא רק בהתייחסותה של פרופ' מרדר ליוזמת אובמה ודומותיה. אחד הנושאים שהיא פעילה בהם כיום, לדוגמה, הוא חשיפת המידע המדעי לציבור הרחב. היא עצמה, על-פי עדותה, הגיעה לעסוק במדע לגמרי במקרה.

מרדר, ילידת 1948, היא "בחורה יהודייה כשרה מניו-יורק", כדבריה. היא נולדה לאב שניהל חברת מחקרי שוק ולאם צלמת עיתונות. בילדותה אמנם התעניינה במדע, אולם כשהייתה נערה, היא הצטרפה לפעילות התנועה לזכויות האזרח והחליטה ללמוד משפטים במטרה לעסוק בליטיגציה. אלא שהיא השתעממה בקורסים שעסקו בהיסטוריה של המשפט ובתנועות האזרח העולמיות, וחיפשה דבר מה אחר.

בעבר היא סיפרה בראיון למגזין The scientist כי נמשכה לקורס הראשון שלה בנוירולוגיה משום ששותפה שלה סיפרה לה ש"המרצה בעל מבטא אנגלי, לובש חליפת שלושה חלקים, ויש לו צלקת מדו-קרב". "מה יכול להיות יותר רומנטי מזה", אמרה מרדר ונרשמה לקורס. שם שמעה בחטף על תיאורה שהייתה חדשה אז ולפיה סכיזופרניה נגרמת מכשל בעיכוב של סיגנלים חשמליים במוח. מרדר שאלה את עצמה, "מה זאת אומרת, עיכוב של סיגנלים במוח?" והחלה לקרוא כל מה שיש לקרוא בנושא. אחרי כמה שבועות, החליטה להפוך לחוקרת מוח.

בעבר ציינה, רק בחצי-צחוק, כי בתחילת הדרך רצתה להתחתן עם חוקר דגול כדי שתוכל לעבוד במעבדה שלו, כי כל החוקרות המוצלחות שהכירה הגיעו כך לצמרת. בסופו של דבר, התקדמה יפה גם ללא בעל חוקר. את פריצת הדרך שלה עשתה במעבדה של חוקרת אישה, ואת בן זוגה פגשה רק אחרי שכבר הייתה פרופסור.

היום, היא אומרת, אוניברסיטת ברנדייס מעסיקה מספר דומה של גברים ונשים במחלקה לחקר המוח. לכן "אין לי סבלנות" לאוניברסיטאות אחרות שמציגות מיעוט נשי בסגל כאילו היה כורח המציאות. כשהיא רואה פאנלים גבריים או טקסים למתן פרסים שהם גבריים לחלוטין, היא מתרגזת. "אני מבינה שמדובר בחוסר תשומת לב ולא בכוונה רעה, אולם החוקרות הצעירות בהחלט שמות לב, ואנחנו צריכים להראות להם שהצלחה של נשים היא נורמה, ולא עניין חריג".

מטוס שכל חלקיו מוחלפים בטיסה

מתחילת הקריירה שלה, פרופ' מרדר חוקרת כיצד מתנהגת מערכת עצבית באמצעות סרטנים ולובסטרים (ראו מסגרת). רוב המחקר המוקדם שלה נעשה ב-STG, רשת של 30 נוירונים השולטת בהתכווצות המחזורית של שרירי הקיבה של לובסטר בזמן העיכול. הרשת הזאת דומה, מבחינה עקרונית, לרשתות השולטות בנשימה של בני אדם לדוגמה, אבל היא פשוטה בהרבה. קל יותר לחקור אותה משום שהיא יכולה להמשיך לפעול גם מחוץ לסרטן עצמו, כאשר מוציאים אותה לצלוחית במעבדה.

פרופ' מרדר חקרה מהם החומרים שבאמצעותם העצבים השונים ברשת מתקשרים זה עם זה. מרדר גילתה מוליכים עצביים וקולטנים נוספים על אלה שהיו ידועים, אך שמה דגש גם על חומרים אחרים, הנוירומודולטורים, "המשנים העצביים". חלקם הם אותם חומרים כמו מוליכים עצביים, וההבדל הוא בהשפעה שלהם על תאי המוח. בעוד שמוליך עצבי יתפרק במהירות או ייקלט במהירות על-ידי התא השכן, משנה עצבי יתפזר במוח ויגרום לשינויים באופן תפקודם של תאי עצב רבים בפעם הבאה שיפגשו במוליך עצבי. בגילוי הזה פקחה פרופ' מרדר את עיני הנוירולוגים לכך שתיאור המוח כרשת חשמלית מסועפת המעבירה סיגנלים ממקום למקום הוא תיאור חסר.

"המטאפורה שאני אוהבת להשתמש בה היא של טיסה במטוס, שמהרגע שהוא יוצא לדרכו עד הרגע שהוא נוחת מחליפים בו את כל החלקים", היא אומרת, ותוהה אם היינו מוכנים לטוס במטוס כזה. זה נשמע מפחיד, אבל כך מתנהל המוח שלנו - אפילו בזמן שאתם קוראים שורות אלה. המחקר שלה יצר את הבסיס הביולוגי לתיאוריית המוח הגמיש (Brain Plasticity), שכתבנו עליה כאן לא פעם.

בשנות ה-80 של המאה הקודמת החלה פרופ' מרדר לעבוד עם הפיזיקאי פרופ' לארי אבוט מאוניברסיטת ברנדייס. הם יצרו מודלים של רשתות נוירונים והזרימו אליהם חשמל ברמות משתנות. המודלים קרסו כל הזמן, ופרופ' מרדר החלה להתעניין בהבדל בין מה שקורה במעבדה לבין מה שקורה ברשת העצבים החיה, שקורסת רק בתנאים קיצוניים.

"זה היה עבורי המסתורין הגדול, כיצד המערכת שומרת על גמישות אבל במקביל נמנעת מגמישות רבה מדי, כדי לא לעבור את הגבול ולהתפרק", היא אומרת. כדי לפצח את החידה, היא החלה לאתגר את המודלים העצביים שלה בכוונה ולנסות לגרום להם לקרוס. כך גילתה שהמערכות מגינות על עצמן מפני קריסה באמצעות יצירת יתירות מסוימת.

- הכפילות מונעת מהמערכת לקרוס?

"המוח לעולם לא יוצר כפילות. אף פעם אין בו שתי מערכות זהות. הדבר דומה פחות למחשב וגיבוי שלו, ויותר לשתי דרכים להגיע מתל-אביב לירושלים. אפשר להשתמש בדרך חלופית כשאחת הדרכים חסומה".

אחד הגילויים המעניינים של פרופ' מרדר היה שרשתות נוירונים שנראות אחרת לגמרי יכולות לייצר אותה התנהגות. "כל הסרטנים שלי, כל אחד מהם מצא את ה'פתרון' שלו ללהיות סרטן. כולם קצת שונים, אבל כולם עושים מה שסרטן צריך לעשות. כך זה גם אצל בני אדם. כל מוח אנושי מוצא לעצמו דרך קצת אחרת לתפקד כמוח בריא. גם כשרוב המוחות מצליחים להפיק התנהגויות דומות, כמו תנועה, שפה, זיכרון וכן הלאה, כל אחד פותר את האתגרים הללו בדרך קצת ייחודית".

נראה שהמוח נוטה להתפרע עד שהוא מקבל איתות שההתפרעות כבר אינה מביאה אותו למקום חיובי והוא מתקרב לקריסה. אז מתקיימים תהליכים שנועדו להחזירו לאיזון. "כשמתקבלת תוצאה לא טובה, זה איתות להתחלה של תהליך שנועד להשיב את השינויים במוח למקום הנכון, בין שדרך שינוי ברגולציה של גנים בתוך התא ובין שדרך שינויים בחלבונים על גבי מעטפת התא (ממברנה), או על-ידי שינוי בעוצמת הקשר בין שני תאים וכן הלאה", אומרת פרופ' מרדר, "אולם לפעמים המערכת חרגה יותר מדי בשינויים והמוח לא מצליח להשיב את האיזון. דוגמה אחת לכך היא הכאב הכרוני, שבו התאים לומדים להעביר כאב באופן מוגזם ואינם יודעים כיצד להשתנות חזרה למצב המיטבי. היום אנחנו מתחילים להבין את זה, ואולי כתוצאה מכך יהיה לתופעה החמורה הזאת מענה".

- מה משמעות ההבנה הזאת לרפואה?

"אני רואה את המשמעות למחקר הרפואי קודם כול, בעיקר בתחום המוח. אי-אפשר לחקור תהליך בנבדק אחד ואז להניח שהוא מתרחש באותו אופן בנבדק אחר, אפילו אם ההפרעה נראית דומה. אצל שני נבדקים המוח יכול להגיע לאותה תוצאה בדרך אחרת לגמרי. לכן אנחנו חוזרים לחקור כמה שיותר בתוך אותו נבדק, משתמשים בביג דאטה כדי לחזור לעולם של רפואה מותאמת אישית. זו כמובן מהפכה שלא אנחנו מובילים, אך אנחנו הראשונים שדיברנו על האופן שבו המוח יכול להיות שונה אצל אנשים שונים או אצל חיות שונות, גם אם מבחוץ הוא נראה דומה".

מודל המחקר של פרופ' מרדר בסכנה: חום הים מבריח את הסרטנים

פרופ' איב מרדר חוקרת לאורך הקריירה המדעית שלה מערכות עצבים של סרטנים ולובסטרים, מתוך הבנה של הדמיון והשוני ביניהן לבין מוחם של בני אדם. חוקרים אחרים הצליחו להכליל מהמחקרים שלה למוחות אנושיים, שהם כל כך הרבה יותר מורכבים, אולם פרופ' מרדר ממשיכה להתמקד בסרטנים. בתהליך הזה, לעתים הפך הסרטן ממודל בלבד למושא האמיתי של המחקר.

"רצינו לחקור כיצד עומדות מערכות העצבים של הסרטנים בפני שינויים בטמפרטורה", היא מספרת. "סרטנים אינם בעלי דם חם. עד גבול מסוים המערכת מתאימה את עצמה לטמפרטורה ובשלב כלשהו היא קורסת. אולם עם השנים אנחנו רואים עלייה בטמפרטורה שאחריה נוצרת הקריסה. נראה שהסרטנים במעבדה שלנו מפעילים מנגנונים קצרי-טווח כדי להתמודד עם החום, ואלה אפקטיביים עד גבול מסוים, אולם לאחר כמה שנים אותם סרטנים (אנחנו עובדים עם חיות בנות 8-10 שנים) עומדים כבר בטמפרטורות גבוהות יותר, ולא רק בגלל ברירה אבולוציונית. אותם סרטנים עברו תהליך של שינוי שהוא ארוך-טווח יותר וכנראה כלל הפעלה של גנים שקודם לכן היו מושתקים, כדי להתאים את עצמם לשינוי בתנאי הסביבה". אולם חום הים ממשיך לעלות, וגם השינוי הזה לא מספיק. "בשלב כלשהו הם פשוט שוחים ממסצ'וסטס למיין, ונעלמים מבית הגידול המקורי שלהם. בשלב הבא כבר לא יהיה להם לאן לשחות".

נדמה כי פרופ' מרדר נקשרה לסרטנים שאיתם היא עובדת. בעבר אמרה בראיון למגזין "נייצ'ר": "אני כבר לא אוהבת כל כך לאכול לובסטרים. אני מרגישה רע בשבילם".

"המחקר המדעי צריך להיות גלוי לכול, כי הוא ממומן על-ידי הציבור"

במקביל לקריירת המחקר שלה, פרופ' מרדר פועלת למען חופש המידע האקדמי ומכהנת כסגנית עורכת בכתב העת הפתוח elife. עד היום רוב כתבי העת המדעיים הופצו בשיטה של מנויים יקרים, ולמעשה נרכשים בעיקר על-ידי אוניברסיטאות עבור החוקרים והסטודנטים. לאנשים מן היישוב, שאינם קשורים באוניברסיטה כלשהי, הם חסומים לגמרי.

"המחקר המדעי צריך להיות גלוי לכול, משום שהוא ממומן על-ידי משלם המסים, אם באופן ישיר ואם דרך תרומות שניתנות על-ידי עמותות שהתרומה להן פטורה ממס", היא אומרת. "לכן למדענים יש מחויבות להפיץ את המידע באופן החופשי ביותר האפשרי ומהר ככל האפשר. אי-אפשר לדעת מראש מי ירצה לקרוא את המידע, היכן הוא נמצא ומתי. אני לא הבנתי את זה לעומק עד שאמא שלי סיפרה לי, לפני 15 שנה, שהיא מאוד מעוניינת לקרוא מאמרים מדעיים - הן מאמרים הקשורים במצבה הרפואי והן לשם השכלתה הכללית, והיא פשוט ממודרת מהם לחלוטין. היא אמרה לי 'את לא מבינה'. תמיד היא הייתה אומרת לי 'את לא מבינה'.

"כמובן, הקמת כתב עת ראוי עולה כסף, ולכן אנחנו גובים את הכסף מהחוקרים שמגישים לנו מאמרים, אבל זה לא אומר שאנחנו מתפשרים על האיכות. קודם כול, אנחנו בוחרים את המאמרים הטובים ביותר, ורק אחרי הבחירה אנחנו מבקשים תשלום עבור פרסום, ולא תשלום גבוה. אם מישהו ממש חסר את הכסף, הוא יבקש הקלות ולא ישלם. מי שיש לו תקציב מחקר - יכול לשלם".

Elife הוקם ב-2012 על-ידי מכון מקס פלנק, המכון הרפואי על שם הווארד היוז ועמותת Welcome Trust. הם מימנו את הוצאת כתב העת בתחילת דרכו וב-2016 חברו שוב יחד להשקיע 26 מיליון דולר נוספים במיזם. כיום, כ-15% מהמאמרים המוגשים לכתב העת מתפרסמים. מדובר בשיעור גבוה יחסית, המתאפשר בשל העובדה שמדובר בכתב עת דיגיטלי, ללא מגבלת מקום. הוא אינו מפרסם את ה-Impact factor שלו, כלומר עד כמה מאמריו מצוטטים, אולם פרופ' מרדר ציינה בעבר כי הפקטור חושב על-ידי גורמים חיצוניים והתגלה כלא רע בכלל.

לטענת פרופ' מרדר, כתבי העת הקלאסיים מוצפים במאמרים באופן שמטה לדעתה את הסינון שלהם. "שיטת הברירה הקיימת היום לימדה את החוקרים 'מכירת יתר', כלומר הם נוהגים להציג את הנתונים כחדשניים או כרחבי היקף מכפי שהינם באמת", היא אומרת.

היום היא לא מוכנה כלל לפרסם מאמרים בכתבי עת שלעולם אינם חושפים את מאמריהם לציבור ומעדיפה את אלה שפותחים את הארכיון אחרי שנה לכל הפחות. "לכל כתב עת יש האפשרות לחלוק יותר מידע שנצבר בו ועדיין להרוויח כסף", היא אומרת.

מרדר ידועה גם כמי שמטפחת סטונדטים לא שגרתיים, לאו דווקא אלה שיניבו לה את התועלת האקדמית המיידית, ולאו דווקא כאלה המגיעים מתחומה. "אני מלמדת את כל מי שיש לו עיניים סקרניות והוא שואל הרבה שאלות - ולא לפי מעמדו הרשמי. הדבר הכי חושב שאני מלמדת אותם הוא להיות הבעלים של הדאטה, כלומר להיות בטוחים שהם יודעים בדיוק מה יש שם. אני יודעת שהצלחתי כשהם מלמדים אותי משהו חדש, שלא ידעתי".