במוח האנושי, מתח מכני - כמות הלחץ המופעל על אזור מסוים - דורש איזון עדין. בדיוק הכוח הנכון שומר את הנוירונים יחד ומתפקדים כמערכת בתוך הגוף, ותפקוד עצבי תקין תלוי במתח הזה.
כעת אומרים חוקרים מאוניברסיטת תל אביב שללחץ מכני יש תפקיד חשוב אף יותר ממה שהאמין מדע הרפואה בעבר. למחקר שלהם יש פוטנציאל לספר לנו יותר מאי פעם על הצורה והתפקוד של מערכות עצביות, כולל המוח האנושי. והם השתמשו בארבה מצוי כדי להוכיח זאת.
פרופ' אמיר איילי מהמחלקה לזואולוגיה באוניברסיטת תל אביב, יחד עם פרופ' יעל חנין מבית הספר להנדסת חשמל ופרופ' אשל בן יעקב מהמחלקה לפיזיקה, הצליחו להתרבות בהצלחה תאים שנלקחו מהארבה המדברי כדי להעמיק. לתוך פעולתה של מערכת העצבים של היונקים. התגלית האחרונה שלהם, הוא אומר, היא שמתח מכני ממלא תפקיד מרכזי לא רק בהתפתחות המוח, אלא גם בתפקודו.
מחקר זה פורסם לאחרונה במספר כתבי עת, כולל ביו-פיזיקלי ו-Nanotechnology, מחקר זה מדגים כי מתח מכני הוא גורם מרכזי במספר תופעות מפתח בהתפתחות נוירונים. לאחר שהתפתח נוירון, מסביר פרופ' איילי, הוא נמשך ואז נצמד לנוירון אחר, שמושך אותו למקום המתאים במערכת העצבים. "המתח הזה חיוני ליצירת הקשרים הנכונים", הוא אומר.
מערכת נוירונים בצלחת
לדברי פרופ' איילי, תאי חרקים מספקים צוהר ייחודי לעולם הנוירונים, משום שקל יותר לעבוד איתם מאשר תאי אדם. פרופ' איילי וחבריו החוקרים היו גדולים מספיק לתרבות, קטפו נוירונים של חרקים ואפשרו להם להתחדש, ואז בנו מערכת עצבים חוץ גופית בצלחת. לאחר מכן, הצוות היה מסוגל לעקוב אחר כל תא בודד באופן אופטי, לראות כיצד הם מתחדשים ולתעד את הפעילות החשמלית שלהם.
והכי חשוב, הצוות הצליח לראות את הנוירונים יוצרים רשת. מאפיין מרכזי, אומר פרופ' איילי, הוא מתח מכני. כאשר מערכת העצבים מתפתחת, חלק מהתאים מתבטלים, בעוד שאחרים מתייצבים ונשמרים. תאים המתחברים בהצלחה אחד עם השני שומרים על קשר זה באמצעות לחץ מכני. המתח הזה מושך תאים למיקומם המיועדים בכל מערכת העצבים. כאשר נוירונים מתפתחים, הם נודדים למיקום המתאים בגוף, והלחץ המכני הוא שמושך אותם לשם.
מפגש מוחות
למרות שהבחירה של החוקרים בתאי חרקים לחקירתם אינה שגרתית, אומר פרופ' איילי כי היתרונות הם אדירים. התאים בסיסיים מספיק כדי להיות ישימים לכל מערכת, כולל מערכת העצבים האנושית, הוא מציין. אלמלא הגודל הגדול והצפיפות הנמוכה שתאי חרקים מספקים, הצוות לא היה יכול לעקוב אחר תאים בודדים ולעקוב אחר החיבורים שהם יוצרים. "אנחנו בוחנים תופעות פשוטות שמתאימות באופן כללי", הוא אומר. "ההתפתחות מתאי בודדים לקבוצות של אשכולות משותפת לכל סוג של נוירון."
המחקר ייחודי ביותר ממובן אחד. פרופ' איילי מדגיש שהפרויקט הזה מציג גישה בינתחומית באמת למדעי המוח. הפרויקט כולל חוקרים מתחומים מדעיים רבים, כולל זואולוגיה, הנדסת חשמל ופיזיקה.
