פריצת דרך של ציפורים

האסם בו הוא עובד נמצא בארץ הסוסים מילברוק, ניו יורק, אבל זה מהדהד עם טריליות, ציוצים ואובליגאטוס - המוזיקה הגועשת של יותר מאלף קנריות כלובות ושיפודים. "שומע מישהו שר את ליבו?" פרננדו נוטבוהם שואל. "יש לו יותר מתריסר שירים. הוא אומר לזכרים 'זו הטריטוריה שלי'. הוא אומר לנקבות 'היי, תסתכל עליי' ".

תוכן קשור

• שירי ציפור זו חולקים סימני דרך מתמטיים עם מוסיקה אנושית
• איך המוח שלנו עושה זיכרונות

פירוק ציפור ציפורים עשוי להיראות כדרך בלתי סבירה לנער את הביולוגיה. אולם המחקר של נוטבוהם ניפץ את האמונה שמוח מקבל את מכסת תאי העצב שלו זמן קצר לאחר הלידה ועומד בחוסר אונים כשאחד אחריו הם מתים - "עובדה" שתופפה בגולגולת של כל תלמיד בית הספר. נהפוך הוא, הביולוג יליד ארגנטינה המצומצם לעתים קרובות הדגים לפני שני עשורים כי מוחו של ציפור שיר זכר מגדל תאי עצב טריים בסתיו כדי להחליף את אלה שמתים בקיץ.

הממצאים היו מזעזעים, ומדענים השמיעו ספקנות כי למוח האנושי הבוגר יש אותו התחדשות. "קרא את השפתיים שלי: אין נוירונים חדשים, " ציטט פסקו ראקיץ ', מדעני המוח באוניברסיטת ייל, הספק אם אדם, כמו ציפור, יוכל לגדל נוירונים חדשים רק כדי ללמוד שיר.

עם זאת, בהשראת עבודתו של נוטבוהם, המשיכו החוקרים לגלות כי בעלי חיים בוגרים אחרים - כולל בני אדם - אכן מסוגלים לייצר תאי מוח חדשים. ובפברואר, מדענים דיווחו לראשונה כי עצבים חדשים לגמרי במוחות עכברים למבוגרים נראו דחפים - ממצא שעסוק בבעיות מתמשכות שאולי תאי עצב בוגרים חדשים שנוצרו לא יתפקדו. אף כי עדויות כאלה הן ראשוניות, מדענים מאמינים כי גוף המחקר הצומח הזה יניב תובנות כיצד אנשים לומדים וזוכרים. כמו כן, לימוד נוירוגנזה, או צמיחת עצבים, עשויים להביא אותם להבנה טובה יותר ואולי לטפל במחלות הרסניות כמו פרקינסון ואלצהיימר, הנגרמות על ידי עצבים מבוזבזים במוח.

מעטים היו חוזים שחיזור קנרי יביא לפריצת דרך כזו. מחקרי הציפורים של נוטבוהם "פקחו את עינינו כי המוח הבוגר אכן משתנה ומפתח תאים חדשים לאורך כל החיים", אומר הנוירוביולוג פרד גייג 'ממכון סאלק בלה ג'ולה, קליפורניה, אשר במעבדה שלו נמצאו עדויות לצמיחה מחודשת של תאי עצב במוח האדם.

המחקר של נוטבוהם השיג שם בביולוגיה ומעבר לה. מדען שמקדם השקפה לא קונבנציונאלית ומאוחר יותר מצדיק דרמה משכנעת, מציג גיבור שפונה למורד בנו ושיעור זהירות להישאר עם ראש פתוח. עם זאת, נוטבוהם מעדיף להיות מהפכן על מדינאי. "פעם הייתי אצל 5 או 10 אחוז מהמדענים שהאמינו בנוירוגנזה, " הוא אומר. "עכשיו 95 אחוז מקבלים את העמדה הזו. אני מעדיף שאהיה עדיף להיות במיעוט."

הוא היה חובב ציפורים מאז ילדותו, בבואנוס איירס. "להקשיב לציפורים היה סוג התחביב שלי", הוא אומר. "לבנים אחרים היו מכוניות, היו לי ציפורים. אהבתי לנסות לזהות אותם לפי השירים שלהם." הוא השיג דוקטורט באוניברסיטת קליפורניה בברקלי - כן, למד ציפורים - לפני שעבר לאוניברסיטת רוקפלר.

רגע מפתח הגיע בשנת 1981 כשהראה שהנפח של חלק המוח של הכנרית הזכר השולט ביצירת השירים משתנה עונתית. זה מגיע לשיא באביב, כאשר הצורך להזדווג דורש את מירב היכולת המוזיקלית של המחזר, ומצטמק בקיץ. ואז הוא מתחיל להתרחב שוב בסתיו - זמן ללמוד ולחזור מנגינות חדשות. תנודות אלה, הראה מאוחר יותר נוטבוהם ועמיתיו לעבודה, שיקפו את מותם ואת לידתם של אלפי נוירונים. "מדהים", כתבו לאחרונה גייג 'ועמית.

במהלך השנים, מעבדות רבות הראו עדויות לכך שהנוירוגנזה של מבוגרים מתרחשת במגוון של בעלי חיים, כולל חולדה, עץ העץ וסוג קוף, המרמוסת. בינתיים, מדענים צברו רמזים לגבי מקור הנוירונים החדשים. בעבודה עם ציפורים, עמיתו הצעיר של נוטבוהם, ארתורו אלווארז-בוילה, התחקה אחר העצבים החדשים לתאי גזע מסוימים בדופן החדרים, שהם חללים מלאי נוזלים במוח. תאי גזע (כל כך הרבה בחדשות) קיימים בכל הגוף. הם תאים לא מוגדרים שיכולים לפתח פונקציה מיוחדת, והופכים, למשל, לכבד או לתא דם. התגלית כי תאי עצב יכולים לנבוע מתאי גזע במוח יורה תקוות לחומר שעלול להיות מוגבל לתיקון רקמות מוח פגומות. אך החוקרים מזהירים כי נכון לעכשיו, מדובר בספקולציות בלבד כי ניתן להשתמש בדרך זו בתאי גזע המסוגלים להפוך לנוירונים.

בשנת 1998 דיווחו החוקרים כי צמיחה עצבית מתרחשת גם במוח האנושי הבוגר. המחקרים עשו שימוש ברקמות מוח של אנשים שמתו מסרטן. החולים טופלו בשבדיה והזריקו להם חומר כימי הנקרא BrdU. מכיוון ש- BrdU משולב ב- DNA של תאים המפרידים, הכימיקל יכול לשמש סמן לכל תאי עצב חדשים במוח. במחקר החוקרים השוודים העבירו את דגימות המוח לגאגה בלה ג'ולה. הוא ועמיתיו לעבודה מצאו את BrdU בהיפוקמפוס, חלק מהמוח שמניח זיכרונות, מה שמרמז כי נוירונים חדשים התפתחו ואולי מילאו תפקיד באגירת מידע.

כמעט כל העדויות לנוירוגנזה של מבוגרים אצל יונקים מוגבלות להיפוקמפוס, ואף אחד לא בטוח מה עושים אותם נוירונים חדשים, אם בכלל. עד שמדענים קובעים שעצבים חדשים ומתפקדים מופיעים גם בקליפת המוח, שם מעובדים מחשבות גבוהות יותר, Rakic ​​ואחרים נותרו ספקנים בכך שהנוירוגנזה של מבוגרים משנה את ההבדל לתפקוד המוח בפועל. "אנחנו מתחילים את החיים עם הרבה נוירונים לא משכילים, אבל בשלב מסוים כולם הופכים לבוגרי מכללות, " הוא אומר. "עם נוירוגנזה בקליפת המוח, היו לך נוירונים שמעולם לא הלכו לבית הספר היסודי. תאים חדשים ישחקו את כל הזיכרונות שלך. היית מוותר על כל מה שעמלת לרכוש."

אליזבת 'גולד, נוירוביולוגית מאוניברסיטת פרינסטון שמצאה נוירוגנזה במרמוסת ובפרימטים בוגרים אחרים, טוענת שתאי העצב החדשים חייבים להיות שימושיים. "אני לא מאמינה שהטבע יעבור לכל היצירה של יצירת אלפי תאים חדשים ביום ללא שום מטרה", היא אומרת. "הגוף אינו זוכה במשאבים שלו."

נוטבוהם אומר כי המוח המזדקן כנראה צריך לפתח תאי עצב כדי ללמוד דברים חדשים. "נגמר לו המוח מחלל הזיכרון, " הוא אומר. "כולם בני 50 וחצי יודעים זאת. אם נזכור הכל היינו בעומס יתר."

באותה התלהבות שהפגין כאשר התבלבל לראשונה בחוכמה שהתקבלה, החל נוטבוהם בעבודה חדשה עם צ'יקיידים שחורים כתומים באמצע שנות התשעים. אחד ממיני הציפורים האמריקאים שמטפלים בחורף הצפוני, החומוסים קיימים באותה עונה על זרעים ומזונות אחרים שהסתירו בעצים. נוטבוהם מצא שבאים בסתיו, הציפורים מגדלות תאים חדשים במרכז המוח העוסק בזיכרון המרחבי, ביכולת לנווט ולמצוא דברים. כוח המוח הנוסף מסייע לצ'יקיידים להצביע על האברכים הסמויים שלהם חודשים לאחר מכן, אומר נוטבוהם.

תובנה כזו זוכה להערצה. "פרננדו תמיד הקדים את כולם", אומר גולד. "עד כה קדימה שאנשים במשך זמן רב לא הצליחו לקבל את הממצאים שלו כמעניינים או חשובים. עכשיו הם מתקרבים."