מחקר חדש מצא שהאזורים במוח האדם שהשתנו והתפתחו מאוחר יותר באבולוציה, גם מזדקנים ראשונים.
לבני אדם יש מוח גדול ומורכב, שהתפתח לאורך מיליוני שנות אבולוציה ומאפשר להם להתנהג בצורות מתוחכמות ולהציג יכולות חשיבה מתקדמות. אך האם אנחנו משלמים מחיר על המוח המרשים הזה? מחקר חדש שפורסם בכתב העת המדעי Science Advances מראה שהמוח האנושי פגיע במיוחד לתהליכי הזדקנות, ושהאזורים שגדלו והתפתחו בשלב האחרון של האבולוציה שלנו, הם הפגיעים ביותר.
מאז שנפרדנו מהשימפנזה
המחקר החדש ביקש לענות על שאלה אבולוציונית מורכבת: אילו אזורים במוח האדם עברו שינויים רבים בשלבים המאוחרים יותר של האבולוציה, והאם אזור שהשתנה וגדל מאוחר יותר, פגיע יותר לתהליכי הזדקנות. על מנת לאתר את אזורי המוח שהתפתחו בצורה ייחודית במוח האנושי, צוות החוקרים מאוניברסיטת דיסלדורף בגרמניה השווה מאגרים של סריקות דימות תהודה מגנטי (MRI) של 480 מוחות של בני אדם ו-189 מוחות של שימפנזים, החיות הקרובות אלינו ביותר מבחינה אבולוציונית.
האב הקדמון המשותף האחרון לנו ולשימפנזים חי לפני שישה עד שמונה מיליון שנים ואנו חולקים איתם כ-99 אחוזים מרצף ה-DNA, החומר התורשתי. מאז שנפרדו שתי השושלות גדל מוחו של האדם פי שלושה, אך לא כל החלקים גדלו באותו יחס.
סריקות ה-MRI מספקות תמונה בהפרדה (רזולוציה) גבוהה של מבני המוח השונים, הן אינן חודרניות ואינן פוגעות בנבדקים. בשלב הראשון, ההשוואה בין התמונות עזרה לחוקרים לאתר את אזורי המוח שבהם קיימים ההבדלים הגדולים ביותר בינינו לבין השימפנזים. ההבדלים האלה אמורים לשקף את האבולוציה של המוח האנושי מאז שהשושלת שלנו ושל השימפנזים נפרדו זו מזו. השינויים הגדולים ביותר נצפו באונה הקדמית של קליפת המוח, ובמיוחד באזורים קדם-מצחיים, שהתרחבו מאוד אצל בני האדם. האזורים האלה מקושרים עם יכולות קוגניטיביות מתקדמות וביניהן קשב, קבלת החלטות ופתרון בעיות.
ידי הקסם
החוקרים השוו לתמונות בני האדם והשימפנזים גם סריקות מוח של שני מיני קופים, בבוני זית (Papio anubis) וקופי מקוק רזוס (Macaca mulatta), שמרוחקים יותר מבחינה אבולוציונית גם מאיתנו וגם מהשימפנזים. כך החוקרים זיהו אילו אזורי מוח התפתחו מאוחר יותר אצל קבוצת קופי האדם, שאנחנו והשימפנזים חלק ממנה, בהשוואה לקופים. הם מצאו שהאזורים שגדלו יותר מכל אצל השימפנזים לעומת קופים הם האונה הקודקודית והאונה המצחית, במיוחד מוקדים שאחראים על בקרה ותכנון תנועה באונות הללו. ההתפתחות הזאת כנראה אפשרה לאבות הקדמונים שלנו ושל השימפנזים שליטה טובה יותר בתנועות הידיים. ואכן, בני אדם ושימפנזים מסוגלים לבצע תנועות עדינות ומדויקות יותר ממיני הקופים שנבדקו. אצל שימפנזים, היכולת הזאת מתבטאת בין השאר בשימוש במגוון כלים להשגת מזון, למשל ציד דמוי-דיג של טרמיטים מתוך מקומות צרים בעזרת זרדים.
בשלב השני של הניסוי, החוקרים חישבו את ההבדלים בין מוחות השימפנזים ובני האדם לפי גיל הנבדקים. סריקות המוח מאפשרות הבחנה בין החומר האפור, שבו שוכנים תאי העצב, לבין החומר הלבן, שמורכב בעיקר משלוחות שיוצאות מתאי העצב ומחברות ביניהם. החוקרים ביקשו לבדוק באיזו מידה החומר האפור פוחת, כלומר באיזה קצב מתים התאים במוח של כל מין כתוצאה מהזדקנות. בשלב הזה נחקרו רק בני אדם עד גיל 58 ושימפנזים עד גיל חמישים. החוקרים העריכו ששנה של בן אדם שווה בערכה ל-1.15 שנים של שימפנזה. החוקרים לא כללו בני אדם מבוגרים יותר בשלב הזה של המחקר, כדי לשמור על התאמה עם נתוני השימפנזים שהיו להם.
המוח בסתיו החיים
על אף המגבלה הזו, החוקרים מצאו שעם הגיל פוחת החומר האפור גם אצל בני אדם וגם אצל שימפנזים. ההפחתה הזאת לא מתחלקת באופן שווה בין כל אזורי המוח. אצל בני האדם, האזורים ששמרו על כמות רבה יותר של חומר אפור הם האונה העורפית, שאחראית על עיבוד חושי, בעיקר של מידע שקולט חוש הראייה, ואזורים שאחראים על בקרת תנועה. לעומת זאת, האונה המצחית, ובמיוחד אזורים קדם-מצחיים, איבדו את הכמות הכי גדולה של החומר האפור.
המחקר מראה שבאזורים שעברו שינויים רבים יותר אצל בני האדם, פוחת החומר האפור יותר עם ההזדקנות. החוקרים מכנים זאת “עיקרון האחרון שנכנס הוא הראשון שיוצא”, כלומר אזורים שהתפתחו משמעותית בתקופה האחרונה באבולוציה הם הראשונים שנפגעים בתהליך ההזדקנות. המגמה הזו לא נצפתה בשימפנזים. אצלם האזורים שאחראים על בקרת תנועה היו אלו שעברו את השינויים הרבים ביותר לאחרונה, אך הם מוגנים יותר מפני מוות תאי. החוקרים מסיקים שהתופעה הזאת ייחודית לאדם ואינה עקרון אבולוציוני כללי.
הסבר אפשרי אחד הוא שבאזורי המוח הפגיעים ביותר יש בעיקר תאים עם שלוחות צפופות וסינפסות מרובות. התאים האלה צורכים יותר אנרגיה, ולכן הם פגיעים יותר ונהרסים יותר במצבי עקה. מוות נרחב של תאי עצב יכול לגרום לירידה ביכולות הקוגניטיביות ולמחלות של ניוון עצבים, מחלות ששכיחות יותר בגיל מבוגר.
המחקר מצביע על כך שהמוות התאי מתחיל שנים רבות לפני שמחלות מסוג זה מתפרצות. מחקרים דומים מצאו סמנים שאפשר לזהות בדם עשר עד עשרים שנה לפני הופעת תסמיני הניוון. מצד שני, נראה שלמוח יש מנגנוני פיצוי ששומרים על היכולות הקוגניטיביות מפני תהליכי הניוון, למשל הפעלה של הזיכרון ופעילויות מאתגרות מחשבה שיכולות להגן עלינו, לפחות במידת מה, מפני נזקי הזקנה.
מאת: אוריין זקס
באדיבות מכון דוידסון לחינוך מדעי, הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע
https://davidson.weizmann.ac.il/
