פעילות מתפרצת, מסונכרנת ופתאומית של מאות אלפי תאי עצב שהוקלטה ממוחם של בני אדם נמצאה קשורה לתהליך שליפת ויצירת זכרונות, ושופכת אור חדש על המנגנון המתוחכם מאחורי הזיכרון האנושי.

אנשי אמנות ומדע מתקופת הרנסנס הוקסמו מאנטומית המוח האנושי והשקיעו מאמצים רבים כדי לנסות וללמוד את האיבר הזה, משום שהאמינו בכך שיכולותיו הייחודיות הן הבסיס לכישרונות יוצאי הדופן של האדם [1]. אחד האזורים המעניינים במוח שתפס את תשומת לבם היה אזור שדמה בצורתו לסוסון ים שוכב, ועל כן נקרא על ידם בלטינית "ההיפוקמפוס" [2]. ניתן רק לדמיין את הפתעתם אם היינו מספרים להם, שאותו היפוקמפוס יהיה עדיין אחד האזורים החשובים והנחקרים ביותר במדעי המוח במאה ה-21.

להיפוקמפוס כמה תפקידים חשובים, כמו התמצאות מרחבית [3] ויצירת זכרונות חדשים ושליפתם. הקשר בין ההיפוקמפוס לזיכרון צמח בעקבות דו"ח רפואי משנת 1953 אודות המטופל "ה.מ", שעבר ניתוח להסרת ההיפוקמפוס ואזורים הקרובים לו על מנת לטפל במחלת האפילפסיה בה לקה. הניתוח היה יחסית מוצלח: תועדה ירידה בשכיחות ההתקפים האפילפטיים, אך מנגד, תועדו תופעות לוואי משונות. לאחר הניתוח, לא הצליח המטופל "ה.מ" לזכור את הימים שקדמו לניתוח ולא הצליח לייצר זיכרונות של חוויות חדשות. בשל כך, חשב המטופל "ה.מ" כי הוא חיי באותה השנה, 1953, כל חייו. המקרה המוזר של "ה.מ" צבר תשומת לב כה גדולה, עד שהפך למקרה הרפואי הנחקר ביותר בהיסטוריה [4]. לאחר המקרה, בוצעו עשרות אלפי מחקרים שבקשו ללמוד את התהליכים והתופעות המתרחשות בהיפוקמפוס בהקשר תהליך יצירת הזיכרון ושליפתו.

אחת התופעות הדרמטיות בהיפוקמפוס, היא התפרצות חשמלית פתאומית ומהירה של מאות אלפי תאי עצב הפועלים יחד בתופעה הנקראת "גלים היפוקמפלים" (Hippocampal Ripples). ההערכה היא כי בכל גל כזה, מופעלים בסנכרון מושלם כ-15% מתאי העצב בהיפוקמפוס. תופעת הגלים ההיפוקמפלים נמצאה קשורה במחקרים קודמים לתהליכי שינה, התמצאות מרחבית ויצירת זכרונות [5]. למשל, הארכה מלאכותית של הגלים ההיפוקמפלים שיפרה את הזיכרון במוחם של מכרסמים, כאשר קיצורם גרם לפגיעה בזיכרון [6]. גלים אלו תועדו ונבדקו בעיקר במוחות של יונקים שאינם בני אדם, דבר היוצר מגבלה משמעותית בהבנת תופעת הגלים ההיפוקמפלים - החוקרים אינם יכולים לשאול את החיות הנבדקות מה הן חוות בזמן שהגלים מתועדים במוחן. לאחרונה, הצליחו חוקרים ממכון ויצמן להקליט את הגלים הללו ממוחות של בני אדם ואף לקשור את קיומם לתהליכים העומדים מאחורי יצירת זיכרונות ושליפתם [7], כפי שפורסם בכתב העת Science.

במחקר זה, החוקרים שיתפו פעולה עם בית חולים אמריקאי שגייס עבורם 15 חולי אפילפסיה שעברו השתלת אלקטרודות במוחם, כחלק מתהליך אבחון המחלה. החולים נעתרו להשתתף במחקר, והחוקרים יכלו להקליט בזמן אמת פעילות חשמלית של תאי עצב ממוחם.

הנבדקים התבקשו לזכור תמונות שהוצגו להם, המכילות פרצופים של אנשים מפורסמים או מבנים מפורסמים. לאחר "מטלת הסחה" קצרה, התבקשו הנבדקים לתאר את הפרטים מהתמונות כמיטב יכולתם בעיניים עצומות, תוך כדי ציון הרגע שבו הם נזכרו. במהלך שלב התחקור, הוקלטה השיחה עם הנבדקים במקביל להקלטת הפעילות החשמלית מההיפוקמפוס ומקליפת המוח.

החוקרים גילו שתדירות הופעת הגלים ההיפוקמפלים עלתה משמעותית בזמן הצפייה הראשונית בתמונות וגם שניות בודדות לפני שהנבדקים דיווחו שנזכרו בתמונה. כלומר, עליה גדולה בתדירות הגלים יכלה לשמש כתחזית לרגע ההזכרות. בנוסף, תמונות שצפייה בהן עוררה עלייה גדולה יותר בתדירות הגלים, נזכרו טוב יותר ע"י הנבדקים וגרמו בהתאמה לעליה דומה בתדירות הגלים בזמן שליפת הזיכרון. אלקטרודות נוספות שהקליטו מקליפת המוח באזור הקשור לעיבוד המידע הראייתי, קלטו עליה בפעילות עצבית במקביל לעלייה בתדירות הגלים ההיפוקמפלים. תופעה זאת יכולה לגרום לנו לתהות האם הנבדקים דיווחו שהם נזכרו, כאשר "ראו" את התמונה במוחם. מהתוצאות נראה שקיים קשר בין תופעת הגלים ההיפוקמפלים לשליפת זיכרון מוצלחת בבני אדם.

מחקרים עתידיים יידרשו כדי לשחזר את תוצאות המחקר ולהתגבר על מגבלותיו, כדוגמת כמות קטנה של נבדקים חולי אפילפסיה וחוסר היכולת של החוקרים לדעת אם הנבדקים חשבו על התמונות טרם הדיווח המילולי.

חידת הזיכרון האנושי עדיין לא פוצחה, ובכל זאת תוצאות אלו שופכות אור חדש על מעורבותם של הגלים ההיפוקמפלים בתהליכי יצירת ושליפת הזיכרונות במוח האנושי. מרתק לראות כיצד אזורים שונים במוח וקבוצות תאי עצב משתפים פעולה על מנת ליצור דיאלוג מתוזמן להפליא, והכל על מנת לאפשר לנו לזכור את החוויות המרכיבות את חיינו.

מקורות:

1. "דימות מוח" מתקופת הרנסאנס
2. מקור השם "היפוקמפוס"
3. על ההיפוקמפוס ומפות קוגניטיביות
4. על המטופל "ה.מ"
5. על גלים היפוקמפלים
6. על גלים היפוקמפלים ויצירת זכרונות
7. המחקר שפורסם ב-science