תמונת אילוסטרציה: Fotolia
" מדענים הם פריקים של שליטה והם אינם אוהבים משתנים לא ידועים. לכן הם לא אוהבים לעשות ניסויים במצבים של החיים האמיתיים – מצבים שנוטים להיות חסרי סדר ותלויים בממדים רבים", טוען חוקר המוח פרופ' אורי חסון מאוניברסיטת פרינסטון שבארה"ב באימייל לאפוק טיימס. "אבל זה בעייתי. ככל שאני עובד עם מצבים מרובי ממדים אני מבין שכל דבר משפיע על כל דבר ושהתקווה למצוא נוסחה נקייה ופשוטה לתפקודים קוגנטיביים היא ככל הנראה אידיאלית מדי וחסרת תוחלת. אנחנו שוב ושוב מגלים שהשימוש בגירויים אמיתיים משנה את התמונה. זה מביא לשינוי פרדיגמה".
ברגע שאתה עובר לעולם האמיתי המודלים האלה מתרסקים
פרופ' חסון מצביע על נושא חשוב – מגוון מחקרים מהתקופה האחרונה מצביעים על העובדה שמחקרים רבים הנערכים כבר שנים בסביבת המעבדה השקטה והסטרילית עלולים לספק לנו תמונה לא לגמרי מדויקת לגבי אופן פעולת המוח בתנאי "העולם האמיתי".
כך, למשל, קרה כשרצו עד לאחרונה לבחון את תפקודי המוח של טייסים. מחקרים כאלו נערכו, על פי רוב, בתנאי מעבדה. אבל ד"ר גאטו ת'יבולט (Thibault) מהאוניברסיטה הפדרלית של טולוז שבצרפת החליט לערוך מחקר בתנאי שטח, בתוך תא הטייס (Frontiers in Human Neuroscience 2018). ד"ר ת'יבולט רצה לבחון עד כמה המחקרים במעבדה, באמצעות סימולטור טיסה, מסוגלים לדמות את התהליכים המורכבים העוברים במוחם של טייסים בזמן אמת, בשעה שהם מובילים את כלי הטיס הכבדים שלהם ודואגים לייצב אותם.
את 24 הנבדקים שלו הוא חילק אקראית לשתי קבוצות – מחציתם הפעילו סימולטורים בתנאי מעבדה והאחרים עשו את הדבר האמיתי – הטיסו מטוס קל מדגם Robin DR400. הם נדרשו לטוס בקו ישר בשעה שמושמעים להם נתוני טיסה שעליהם הם נדרשו לחזור בקול רם.
וכאן נכנס החידוש הטכנולוגי שאפשר את המחקר. אם נחשוב על מחקרים כמו זה של ת'יבולט, בהם חוקרים מעוניינים ללמוד כיצד הזיכרון שלנו עובד במוח בזמן אמת ואיפה בעצם כל זה קורה, פעמים רבות מחקרים כאלו נערכים באמצעות מכשיר ההדמיה fMRI. בעזרת המגנטים העוצמתיים שלו המכשיר מספק תמונה מדויקת יחסית של האזורים הפעילים בכל רחבי המוח. כך במשך שנים מיפו חוקרים את התפקודים השונים ברחבי המוח ולמדו כיצד המוח מטפל במשימות שונות.
אבל ל-fMRI יש חיסרון – הוא גדול ורועש. לא רק שהוא לא נייד ומחייב לקיים את המחקר במעבדה, אלא שהנבדק אפילו נדרש לשכב כשפלג גופו העליון בתוך המכשיר – אילוץ המגביל את היכולת לבדוק את תפקוד המוח בתנאי "העולם האמיתי".
מכשיר ה-fNIRS (Functional Near-Infrared Spectroscopy) לעומת זאת, ששימש את ד"ר ת'יבולט מצביע על האזורים הפעילים במוח, אבל הוא משתמש בטכנולוגיה פשוטה יחסית המבוססת על קרני אור אדומות המוקרנות לגולגולת ומצליחות לחדור דרכה. דבר זה מאפשר לו להיות קל ונייד (לעומת מכשיר עם מגנט) אבל רמת הדיוק שלו, לפחות בינתיים, נמוכה בהשוואה לזו של ה-fMRI, והוא גם לא מסוגל להציג את מעמקי המוח, אלא רק את האזורים החיצוניים שלו.
ד"ר ת'יבולט הצמיד את ציוד ה-fNIRS למצחם של הנבדקים כדי ללמוד על רמת הפעילות בקליפת המוח הקדם מצחית – אזור האחראי בין היתר על מיקוד ועל זיכרון בטווח הקצר. התוצאות שגילה אינן מפתיעות כל כך, אך הן שופכות אור על מגוון רחב של מחקרים שנערכו עד עתה במעבדה. מתברר שכל עוד ההוראות לטייסים היו פשוטות יחסית (לדוגמה, מהירות 140, כיוון טיסה 140, גובה 1,400 רגל, מהירות גובה 1,400+) הטייסים, משתי הקבוצות, זכרו אותן בקלות – לא הייתה אפילו טעות אחת. לעומת זאת, כשהפקודות היו מורכבות יותר וכללו נתוני טיסה בעלי מספרים אקראיים (למשל, מהירות 172 גובה 1,800 רגל וכדומה), התגלה הבדל ברור בביצועים.
מתוך עשר הנחיות מורכבות, טייסי הסימולטור (במעבדה) התבלבלו בממוצע ב-53 אחוז מהמקרים בעוד שהטייסים בתא המטוס התבלבלו בכ-82 אחוז מהם. לא רק שהטייסים שנבחנו תחת לחץ במהלך הטיסה התקשו לזכור את הפקודות, אלא שגם נצפתה במוחם רמת פעילות שונה – קליפת המוח הקדם מצחית עבדה קשה הרבה יותר כדי להתמודד עם כל המידע והאילוצים בשטח. נראה שהטייסים במטוס התקשו להתמודד עם הדרישות הנגזרות מהטסת מטוס בשילוב עם משימת הזיכרון שבה נבחנו, והתהליכים במוחם היו מורכבים הרבה יותר.
בוחנים מחדש את המודלים
כשאני מבקשת מפרופ' חסון דוגמה להפשטה של תהליך מורכב מחיי היום-יום הוא מעלה את הדוגמה של חקר הזיכרון. שם לדבריו חוקרים נוטים להפריד את התהליכים של שמירת המידע ושליפתו מתהליכי עיבוד מידע מורכבים יותר.
כך למשל, חוקרים יכולים להציג בפני הנבדק רשימה אקראית של 1,000 מילים ולבדוק כמה מהן הוא מצליח לזכור. "כנראה שהוא יזכור מעט מילים מתחילת הרשימה ועוד כמה מהסוף שלה". אבל אם נבחן כמה מילים הנבדקים יזכרו מהאזנה לסיפור בן 1,000 מילים מחיי היום-יום, כנראה שהם יזכרו אפילו יותר מ-800. "מצער לראות שלא כל כך פשוט להכליל מהמעבדה לעולם האמיתי. התוצאות משתנות לחלוטין".
ומה שבעייתי אפילו יותר הוא שההשלכות לגבי בחירת סוג הניסוי לא נעצרות בתוצאות כאלו או אחרות. הן עלולות בהמשך גם להשפיע על המודלים המפותחים כדי לתאר את תפקוד המוח. "ברגע שאתה עובר לעולם האמיתי המודלים האלה מתרסקים. כבר לא ניתן לעבוד איתם יותר. כך למשל, פיתחנו מודל חדש לזיכרון".
כפי שמסביר פרופ' חסון (Trends in Cognitive Sciences 2015) מודלים של זיכרון על פי רוב מתמקדים בהיבטים צרים כמו כיצד המידע מקודד במאגר המידע וכיצד הוא נשלף ממנו. בהתאם לכך, ההשקפה המקובלת מתארת מבנה שדומה במידה מסוימת לתפעול הזיכרון במחשב, שם ה-CPU שמעבד את המידע, מופרד מיחידות אחסון הזיכרון.
"על פי המודלים המקובלים, מערכות אחסון הזיכרון במוח, כמו למשל זיכרון העבודה לטווח הקצר והזיכרון לטווח הארוך, מופרדות תפקודית, ולפעמים גם פיזית, ממערכות עיבוד המידע בזמן אמת". אבל כפי שראה פרופ' חסון, בחיים האמיתיים אין מקום להפרדה שכזו – מידע קודם משפיע ללא הרף על המידע המעובד בזמן אמת.
נחשוב למשל על המידע שאנחנו שומעים במהלך שיחה. כל הברה מקבלת את המשמעות שלה רק בהקשר של כל המילה בה היא משתלבת, וגם כל מילה מקבלת משמעות רק בהקשר של המשפט בכללותו. כך, מידע שנאסף ללא הרף, תורם ולוקח חלק בתפישה שלנו, והזיכרון בטווח הקצר הוא חלק אינטגרלי בתהליך הזה.
על פי המודל שמציע פרופ' חסון, לא ניתן להפריד בין יחידות הזיכרון לבין יחידות עיבוד המידע שעושות בו שימוש. הפרדה כזו היא מלאכותית ונגזרת משיטת המחקר שבודדה את תהליכי הזיכרון מהיבטים אחרים של התהליך. "בשנים האחרונות מתעורר זרם של מדענים שטוען שהגיע הזמן לחקור כיצד המוח מעבד את העולם האמיתי ולא את גירויי המעבדה. זה זרם שהולך וגדל והוא באמת מתחיל לשנות את התמונה", הוא אומר.