״אין מוח שלא מחובר למוחות אחרים״

אילוסטרציה: אלכס גורביץ׳

חוקר המוח פרופ' ריד מונטגו עמד בפני פריצת דרך מדעית. זה היה ב-2000, אחרי שחקר במשך 12 שנה מה מתרחש במוחם של אנשים כשהם מבצעים פעולות שונות. עד אז מרבית חוקרי המוח השתמשו בשיטה שהייתה מקובלת לאורך כעשור, מאז תחילת שנות ה-90: לחבר אדם אחד למכשיר fMRI ולראות אילו אזורים במוחו פעילים כאשר הוא מגיב לגירויים פשוטים. למשל, לדווח מתי בדיוק הוא רואה נקודה שמציגים על מסך מחשב מולו, ובאיזה צד של המסך הוא רואה את הנקודה. כאשר האדם הגיב לגירוי, אפשר היה לראות שאותו אזור במוח שאחראי לתגובה נהיה פעיל, או בלשון ציורית, מתחיל ״להבהב״.

אבל מה שמונטגו רצה לעשות כעת היה מאתגר הרבה יותר: הוא רצה לבדוק מה קורה בראש של שני אנשים, בו זמנית, כאשר הם מתקשרים ביניהם. לשם כך היה צריך לזנוח את הפרדיגמה המקובלת של סריקת מוחו של כל אדם בנפרד, ולהניח יסוד לפרדיגמה חדשה: לחבר שני אנשים למכשירי fMRI, ולסרוק את הפעילות במוחם בו זמנית, בזמן שהם מתקשרים ביניהם.

אין מוח שלא מחובר למוחות אחרים. מוחות אחרים מעצבים אותך ואתה הופך להיות דומה לסביבה שלך

האתגר הבא היה לפתח תוכנה שתתאם בין שני מכשירי ה-fMRI. מונטגו הפשיל שרוולים וניגש למלאכה. למעשה, כאחד שבכלל הגיע לחקר המוח מתחומי המתמטיקה והפיזיקה, כתיבת תוכנה הייתה קרובה מאוד לליבו. כעבור מספר חודשים של עבודות פיתוח מורכבות, שני מכשירי ה-fMRI היו מחוברים ביניהם, בשלב ראשון בכבל פשוט.

שני הנבדקים הראשונים של מונטנגו נכנסו כל אחד למכשיר fMRI ושיחקו ביניהם משחק ניחוש פשוט למדי, תוך כדי שסורקים את המוחות שלהם בו זמנית. הרבה תקלות טכניות צצו בדרך, כפי שסיפר מונטגו לאפוק טיימס, אבל אחרי כמה חודשים הם התגברו על התקלות וקרה הדבר הכול כך מרגש: בפעם הראשונה חוקרים הצליחו לראות בעיניהם את הפעילות במעמקי מוחם של שני אנשים בו זמנית.

כששני אנשים פועלים במשותף ומרוכזים באותו הדבר, מתגלות הקבלות בפעילות שני המוחות | איור אילוסטרציה: Fotolia

זה היה רגע מרשים – פתאום הם הצליחו לראות בקלות מתי שני הנבדקים מרוכזים בדיוק באותו הדבר – ברגעים מסוימים הפעילות באזור מסוים בשני המוחות הייתה ממש זהה. זה היה מסוג ההקבלות שאם היו בודקים כל פעם מוח אחד בנפרד, היה קשה מאוד לזהות בים הנתונים. אבל כך, כשהכול מוצג בו זמנית, ההקבלות בפעילות של שני המוחות פשוט קופצות לעין.

אחרי כמעט 15 שנה של מחקר בתחום, פרופ' מונטגו מתאר בריאיון לאפוק טיימס את הקשרים המפתיעים שגילה: ״כשאנשים עובדים זה עם זה, המוחות שלהם הם כמעט כמו אובייקט אחד [משותף]. אובייקט יחיד, דינמי ומסתגל״.

החוקר הישראלי, פרופ' אורי חסון מאוניברסיטת פרינסטון שהצטרף בשנים מאוחרות יותר לתחום המחקר החדשני הזה, תיאר את התופעה במילים מפתיעות עוד יותר: ״אין מוח אחד, אנחנו כל הזמן מחוברים. אנחנו אורגניזם אחד יותר מאשר אוסף של אינדיבידואלים״.

אבל בתחילת הדרך התגובות מהקהילה המדעית היו ספקניות למדי. כאשר המחקר פרופ' מונטגו, שהיה הראשון בתחום, התפרסם באוגוסט 2002, ממש לא היה קל לעכל את התגובות שהגיעו מחוקרים שונים. ״עשו מאתנו צחוק״, מספר מונטגו. ״כתב העת Nature אפילו פרסם מאמר דעה קצר על זה וטען שזה בזבוז זמן וטיפשי לעשות דבר כזה, הם בעיקר טענו שאין לנו את התוכנה הנדרשת ושמחקר כזה הוא דבר שיקר מדי לעשות.

״אבל לי היה ברור שניסוי על שני מוחות זה בדיוק מה שאנחנו רוצים לעשות. זה בדיוק מה שחסר. אם אתה יכול לחקור שני מוחות בו זמנית למה לא לעשות את זה?״

מחקר שנערך על שחקני ג'נגה הראה שככל שגובר שיתוף הפעולה בין השחקנים, כך ההקבלות בין המוחות מתפשטות לאזורים נרחבים יותר | צילום: Sookie/Flickr

ב-2005 הוא פרסם את המחקר השני בתחום, שהתמקד בתקשורת בין שני אנשים המשחקים ביניהם במשחק השקעות פשוט: נניח שתום נותן לרון עשרה שקלים. לפי כללי המשחק ״הבנק״ מוסיף סכום כפול להצעה הראשונית, כלומר עשרים שקלים, כך שרון מקבל פי שלוש מהסכום הראשוני. כעת רון צריך להחליט כמה כסף הוא מציע לתום, לפי אותם כללי משחק, כאשר כל אחד מהם מנסה למקסם את הרווחים שלו. הפעם מכשירי ההדמיה כבר היו מרוחקים זה מזה, במעבדות שונות בעולם, ורשת האינטרנט אפשרה את התקשורת ביניהם. מאז המחקר בתחום התחיל להתגלגל ולצבור תאוצה.

״כשהתחלתי זה היה בלתי אפשרי, וזה המשיך להיות קשה עוד זמן רב״, אומר מונטגו, ״הרגשתי שכל מאמר שאני מפרסם הוא כמו טיפוס על גבעה. גם עכשיו זה לא פשוט, אבל זה כבר שונה. יש כמה קבוצות מחקר נוספות שמפרסמות מאמרים בתחום״.

הסיפור ששואב אליו את המאזינים

פרופ' אורי חסון, מאוניברסיטת פרינסטון, התחיל להתעניין בהקבלות האלו בין המוחות כבר ב-2004, כאשר עבד על הדוקטורט שלו במכון ויצמן, שבכלל עסק בתחום מחקר אחר – עיבוד הראייה במוח.

כשהציג לנבדקים שלו קטע מהסרט ״הטוב, הרע והמכוער״ הוא הופתע לגלות עד כמה הפעילות במוחות שלהם מקבילה – הגרפים שהפיק מכשיר ה-fMRI אצל הצופים השונים בסרט הציגו תבניות דומות מאוד, שכמעט ״התלבשו״ זו על זו בתיאום מרשים. הוא התחיל להבין שהסרט השפיע על המוחות השונים כמעט באותו האופן.

ככל שאנחנו משתפים יותר פעולה עם הסובבים אתנו, כך 'הצמידות' בין המוחות גוברת

מאוחר יותר הוא רצה לבדוק במעבדתו בפרינסטון האם גם בעיבוד הדיבור ההשפעות דומות כל כך אצל הנבדקים השונים. הפעם הוא הכניס למכשיר מספר סיפורים, והקליט את סיפורו. בהמשך נכנסו כמה מאזינים בזה אחר זה למכשיר ה-fMRI והקשיבו לסיפור. שוב, הגרפים של המאזינים השונים היו דומים מאוד זה לזה, בעיקר בחלקים המרתקים של הסיפור, ותאמו באופן מרשים גם לאזורים שפעלו במוחו של המספר.

מאז, ככל שהוא ממשיך לחקור הוא מגלה עד כמה הקשרים האלו בין המוחות משפיעים על חיינו. ״אין מוח שלא מחובר למוחות אחרים. מוחות אחרים מעצבים אותך ואתה הופך להיות דומה לסביבה שלך״, הוא אומר. ״בכלל, כל המחשבה הזאת של האינדיבידואליות, היא רעיון מערבי כזה״.

אתה בעצם אומר שיש משהו סמוי כזה שמחבר ביננו?


״כל הזמן״.

אז אולי אנחנו רק מושלים כשאנחנו חושבים שזה אחרת?


״כן. זה קצת כמו אשליה. אולי מתוך איזה רצון שלנו להרגיש שיש לנו יותר שליטה. אבל למעשה המוחות שלנו מעוצבים ומושפעים ממוחות אחרים, כי אנחנו מחוברים אליהם, כך שלמעשה אפשר לומר שכולנו מחוברים לרשת של מוחות״.

עדיף ביחד

בחמש השנים האחרונות המהפכה שיזם פרופ' מונטגו כבר ממש צוברת תאוצה, ומובילה לכמה תובנות מעניינות.

מספר מחקרים הראו למשל שלרמת שיתוף הפעולה בינינו יש השפעה רבה על הקשרים בין המוחות השונים – ככל שאנחנו משתפים יותר פעולה עם הסובבים אותנו, כך ההקבלה בין המוחות – מה שפרופ' חסון ועמיתיו מכנים ״הצמידות״ ביניהם – גוברת.

מכירים למשל את משחק ה״ג'נגה״? במשחק הזה השחקנים בונים מגדל מלבני עץ קטנות, ולאחר מכן נדרשים להסיר אותן, אחת אחת, מגוף המגדל, ולהניח אותן על ראשו מבלי שהוא יתמוטט. השחקן הראשון שגורם למגדל להתמוטט – מפסיד.

פרופ' אלן רייס מאוניברסיטת סטנפורד נעזר במשחק כדי לבחון איך מידת שיתוף הפעולה בין השחקנים משפיעה על עומקם של הקשרים העצביים שלנו עם האנשים שאתנו.

פרופ׳ ריד מונטגו מאוניברסיטת ורג'יניה טק

הנבדקים שלו, שחולקו לזוגות, שיחקו בשלושה תנאים שונים: שיתוף פעולה – בו שני השחקנים שיחקו בתורות כשהם מתייעצים זה עם זה ומתאמים ביניהם את המהלכים הבאים; הפרעות הדדיות – גם הפעם השחקנים שיחקו בתורות, שוחחו זה עם זה והציעו הצעות, אך הצעותיהם כבר לא בהכרח היו חייבות להיות מועילות; המצב השלישי היה משחק מקביל – כל אחד מהשחקנים שיחק עם מגדל משלו, כשהם יושבים זה ליד זה ואולי גם משוחחים אחד עם השני.

כמובן שבמשחק המקביל, כשכל אחד שיחק עם מגדל משלו, היו הקבלות מועטות בין שני המוחות. כשהם שיחקו ביחד, אך הפריעו זה לזה, מוחותיהם כבר היו הרבה יותר ״מוצמדים״. אבל רק במצב של שיתוף פעולה מלא, הראו מכשירי ההדמיה בבירור שאזורים רחבים הרבה יותר במוחותיהם של הנבדקים עבדו בהקבלה או בסנכרון.

אני שואלת את פרופ' חסון, האם אפשר לומר שבמצב של ״מוח אחד״, משותף, אנחנו יכולים לקבל החלטות טובות יותר.

פרופ' אורי חסון מאוניברסיטת פרינסטון

״קבלת החלטות יכולה להיות טובה יותר ביחד. היא גם עלולה להיות גרועה יותר אם מוסיפים רעשים מיותרים, אבל כן, בעיקרון כאורגניזם אחד הפוטנציאל שלנו גבוה יותר. למשל, אני לא יכול לפרסם מאמרים בלי הצוות במעבדה שלי. אנחנו הרבה יותר חכמים ביחד. אנחנו הרבה יותר חכמים כשאנחנו מחוברים. הרבה יותר חזקים ומסוגלים להרבה יותר״.

מחקר אחר, מ-2012 בחן את ההקבלות בין המוחות בהקשר של תהליכי למידה. חוקר המוח, פרופ' מריאנו סיגמן מאוניברסיטת בואנוס איירס, רצה לבחון האם עצמת הקשרים בין מוחו של מורה למוחו של תלמיד משפיעה על איכות ההוראה.

17 זוגות של מורה ותלמיד השתתפו במחקר, שבמהלכו הכווין המורה את התלמיד, באמצעות שאלות, להבין את המסר שרצה להעביר בשיעור. במקרה הספציפי הזה, השיעור היה בגיאומטריה: כיצד ניתן להכפיל את שטחו של ריבוע תחת אילוצים מסוימים.

השיעורים ערכו בממוצע כ-11 דקות, ומאוחר יותר ה״תלמיד״ התבקש לפתור שאלה דומה מאוד לזו שבה עסק השיעור, כדי לבדוק אם השיעור הופנם בהצלחה. רק שהפעם, על ריבוע בגודל שונה. מתברר שרק כ-60 אחוז ״מהתלמידים״ הצליחו להפנים את השיעור וליישם אותו על ריבוע אחר.

כשצוות החוקרים השווה את ההקבלות בפעילות המוחות בין המורה לתלמיד, לאור הצלחתו של השיעור, התברר שבקרב הזוגות בהם השיעור הועבר בהצלחה, התגלתה הקבלה מוגברת, בעיקר בחלקי הדיאלוג שעסקו בטיעונים גיאומטריים. יותר מזה, החוקרים אפילו הציעו להשתמש במידת ההקבלה בין המוחות בשלבים אלו של השיעור ככלי המאפשר לחזות האם התלמיד אכן הצליח להפנים את המסר.

פרופ' חסון עצמו מסתכל קדימה ומציע להיעזר בכלים כאלו כדי לפתח את שיטות ההוראה הקיימות. ״אפשר אולי למצוא דרכים לשפר את התקשורת בהתבסס על ההתאמות האלו בין מורה לתלמיד. בשלב הראשון למדוד עד כמה המורה מצליח לתקשר עם התלמידים, לראות איך נבנית הרשת המשותפת ביניהם ואיך היא מתפתחת עם הזמן, ואחר כך לראות איך נוכל לשפר את הרשתות האלו. מנגד, כדאי גם לראות מה קורה כשהתקשורת בין המורה לתלמיד נכשלת״.

אם כן, כנראה ששאלת מיליון הדולר שנותרה בלתי פתורה היא איך נוכל ליצור ״צימוד״ הדוק בין מוחות שונים, או אילו תנאים נדרשים כדי שזה יקרה. ״אני לא חושב שצריך תנאים מיוחדים לזה״, אומר מונטגו, ״אני מאמין שאנחנו פשוט בנויים לזה באופן טבעי. אני חושב שזה קורה כל הזמן עם בני אדם.

״זה כמו רשת אחת. הדינאמיקה של רשת נוירונים אחת משולבת לחלוטין עם הדינאמיקה של רשת הנוירונים השנייה. אני חושב שנכון לחשוב על זה כעל אובייקט אחד. ואני רואה שזה אכן קורה. יש לנו בעצם שני אובייקטים, עשירים מאוד ודינאמיים מאוד, והם נצמדים זה לזה עד כדי כך שאף על פי שיש פילוג בין שני מוחות, זה בכל זאת דבר אחד״.

כלי מחקר חדשים

מעבר למחקרים עצמם, כדי שהמהפכה תוכל להתבסס, חשוב שגם הטכנולוגיה תתקדם ביחד איתה. וזה קורה. עד לא מזמן היו שני סוגי מכשירי הדמיה מובילים ששימשו את החוקרים. הוותיק שבהם הוא ה-EEG, שבעזרת קסדה עם אלקטרודות מציג את עוצמת גלי המוח הנפלטים באזורי המוח השונים.

למעשה, כבר בשנות ה-60 נערכו מחקרים ראשונים כאלו בין שני מוחות שנסרקים בו זמנית, באמצעות EEG, כשדי. טי. דואן ותומס ברנדט מאוניברסיטת תומס ג'פרסון שבפנסילבניה השוו את תרשימי ה-EEG של תאומים זהים בתגובה למשימות פשוטות.

אך כנראה שצמד החוקרים הקדים את זמנו. מלבד מחקר נוסף בשנות ה-70, הרעיון החדשני של דואן וברנדט לסריקת שני מוחות בו זמנית זכה להתעלמות מוחלטת ולמעשה נשכח, עד שפרופ' מונטגו החייה אותו מחדש כמעט 40 שנה מאוחר יותר.

מצד אחד, ה-EEG נייד וקליל, מספיקה קסדה על הראש כדי לערוך את המדידות, כך שקל יחסית לבדוק בעזרתו מצבים טבעיים מחיי היום-יום. החיסרון של המכשיר הוא שהוא יכול לספר לנו בעיקר מה קורה בחלקי המוח החיצוניים, וגם זה ברמת דיוק נמוכה יחסית.

מכשיר חשוב נוסף בארגז הכלים הוא ה-fMRI שהזכרנו. מבחינת רמת הדיוק שלו, והעומקים במוח שמהם הוא מחלץ את המידע, ה-fMRI מצוין, אבל יש בו חיסרון מכריע – המכשיר גדול ורועש והסריקה מתבצעת כשהנבדק שוכב במעמקי המכשיר. קשה יחסית לדמות מצבים יום-יומיים בתנאים שכאלו.

החל מ-2011 נכנס לזירה שחקן נוסף – fNIRS (functional Near-InfraRed Spectroscopy). בדומה למכשיר ה-fMRI הוא נותן תמונה לגבי זרימת הדם באזורים השונים, וכך גם על רמת הפעילות בחלקי המוח.

הנבדק חובש על ראשו קסדה ועליה אלקטרודות שמקרינות לתוך המוח אור אינפרה-אדום, מה שמאפשר לנבדקים להתנייע בחופשיות יחסית. גם כאן, רמת הדיוק נמוכה בהשוואה ל-fMRI והנתונים מתקבלים רק מחלקים חיצוניים של המוח. אבל הודות לפשטות ההפעלה, שמאפשרת לדמות תנאים יום-יומיים, השימוש בו הולך וצובר תאוצה. שני המחקרים שהזכרנו, על התקשורת בין המורה לתלמיד ועל משחק הג'נגה, נערכו באמצעות ה-fNIRS.

פרופ' חסון אופטימי למדי לגבי האפשרויות החדשות שהמכשיר מציע. ״אמנם למדע בסיסי fMRI עדיף, כי האות טוב הרבה יותר, אבל למצבים טבעיים יכול להיות שה-fNIRS באמת פותח דברים מדהימים. אפשר אפילו לעבוד עם זה Wireless ברחוב. אנחנו עובדים על זה ממש בימים אלה״.

ומה לגבי מספר הנבדקים בו זמנית? פרופ' מונטגו מספר על חידוש שפיתח בשנה שעברה. ״סרקנו בו זמנית שלושה מוחות של אנשים. בדקנו את תגובותיהם לבועות שהתפתחו בשוק המסחר והם נסרקו במעבדות שנמצאות בשלוש ערים שונות״.

במקרה כזה רמת הסיבוכיות עולה במידה ניכרת, בגלל כמות הנתונים שצריך לעבד משלושת המכשירים. קבוצת חוקרים מסין הציעה בשנה שעברה את מה שאולי יהיה שלב נוסף בתחום המחקר החדשני הזה: כיצד ניתן לבדוק קבוצה רבת משתתפים באמצעות מכשירי fNIRS ואיך לעשות סדר בנתונים הרבים שנאספים ולאתר בהם את ההקבלות.