האם נצליח אי-פעם להבין את התקשורת המתנהלת בין 80 מיליוני הנוירונים במוחנו? האם נוכל לשלוט בה? עם אתגר זה מתמודדים מדענים בכל העולם - ונראה כי ימשיכו להתמודד - שנים רבות. מחקר חדש שבוצע באחרונה במעבדתו של ד"ר עופר יזהר, במחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע, קידם במידה רבה את המסע הארוך והמורכב הזה לקראת יעדו. במאמר שפורסם באחרונה בכתב-העת המדעי Nature Neuroscience מדווחים ד"ר יזהר וחברי קבוצת המחקר שהוא עומד בראשה על שיטה, אשר נועדה לאפשר שליטה ממוקדת ומבוקרת על התקשורת בין אזורים שונים במוח. "השאלה, כיצד מידע מקודד במוח, היא חשובה במחקר מדעי בסיסי וברפואה", אומר ד"ר יזהר. "אם נצליח להבין את דרכי התקשורת בין תאי מוח ואת המנגנונים שמאפשרים תקשורת בין אזורי מוח שונים, נוכל אולי להבין טוב יותר את השינויים שמתרחשים במוח במצבי מחלה, כגון דיכאון, חרדה וסכיזופרניה. כיום איננו מבינים כיצד פועלת תקשורת זו הלכה למעשה, וזה הגורם העיקרי לכך שאין בידינו כיום דרכים לטיפול יעיל במחלות מוח רבות". כדי לשלוט על פעילותם של הקשרים, או צומתי התקשורת בין הנוירונים השונים, השתמשו המדענים בכלים אופטוגנטיים, ובאמצעותם הצליחו לווסת את עוצמת התקשורת בין אזורי מוח רחוקים זה מזה. האופטוגנטיקה היא תחום מחקר חדש, אשר מאפשר למדענים להבין את פעולתם של מעגלים עצביים במוח. היא משלבת הנדסה גנטית של תאי מוח עם לייזרים וסיבים אופטיים, שבאמצעותם אפשר לווסת את פעולת המעגל העצבי. הכלים האופטוגנטיים שמְפַתֵּחַ ד"ר יזהר מאפשרים למדענים להיכנס למוח ולהשפיע על הפעילות של קשרים בין נוירונים. "אנחנו מחדירים גן שמקודד חלבון אשר רגיש לאור, לתוך נוירון", הוא אומר. "כאשר אנחנו מאירים על האזור המסוים במוח שבו נמצא חלבון זה, החלבון מופעל - ומפעיל או משתיק את הנוירון. כך אנו יכולים לשלוט בפעילות הנוירונים". הגנים הרגישים לאור מוחדרים לתאים באמצעות נגיפים מהונדסים, והארת התאים מתבצעת באמצעות סיבים אופטיים. המדענים התמקדו ב"כבלי התקשורת" של הנוירונים, הקרויים אקסונים, אשר מקשרים בין אזורים מרוחקים במוח. הנוירונים במוח מקיימים קשרים עם נוירונים קרובים, וגם עם כאלה שנמצאים באזורי מוח רחוקים מאוד. כך, למשל, נוירונים באמיגדלה (החלק שאחראי לרגשות כמו פחד, שמחה או הפתעה) שולחים אקסונים ארוכים אל האונה הקְדַם-מצחית, אשר אחראית על תפקודי חשיבה גבוהים. אחת הדרכים להבין איזה מידע עובר באקסון המקשר בין חלקי מוח מרוחקים היא השתקה זמנית של קו תקשורת זה - ובחינת התוצאה. באמצעות שיטה זו אפשר להבין מה קורה כשערוץ תקשורת זה נפגע, למשל עקב מחלה. "במחקר זה", אומר ד"ר יזהר, "הבנו טוב יותר את התכונות הייחודיות של האקסון. גילינו שיש הבדלים משמעותיים בין תגובת הנוירון למניפולציות אופטוגנטיות לבין תגובתו של האקסון המחבר את אותו נוירון לאזורי מוח אחרים לאותן מניפולציות, והדבר מלמד רבות כיצד פועלים מנגנוני התקשורת בין אזורי מוח המרוחקים זה מזה״.