מחקר חדש מגלה שגירוי חשמלי של אזורים ממוקדים במוח גורם להזיות ויזואליות ספציפיות.


בשנות השלושים של המאה הקודמת ערך ד"ר וילדר פנפילד, נוירוכירוג ומייסד המכון הנוירולוגי של מונטריאול, סדרת מחקרים פורצי דרך בחולי אפילפסיה שעברו ניתוחים להסרת מוקדי הפעילות החשמלית במוחם. לפני הניתוח הושתלו במוחותיהם של החולים אלקטרודות שאפשרו מיפוי באמצעות גירוי חשמלי של נוירונים באזורים ממוקדים במוח. ד"ר פנפילד גילה שגירויים באזורים מסוימים בקליפת המוח התחושתית גורמים לתנועה של איברי גוף מסוימים ("ההומונקולוס"), וכן שגירוי חשמלי של האונה הטמפורלית מעורר בחולים זיכרונות קדומים. במאמר המפורסם משנת 1963 דיווח פנפילד שרק כ- 8% מהחולים שקיבלו גירוי חשמלי באונה הטמפורלית דיווחו על העלאת זיכרונות, אך עבודתו החלוצית סיפקה עדות אמפירית לקשר בין זיכרון והאונה הטמפורלית (ראו מאמר קודם על החולה HM) והשפיעה על מדענים רבים שחוקרים מאז ועד היום את מנגנוני ההעלאה בדמיון והשליפה מהזיכרון. גם עבודת הדוקטורט שלי ומחקרי הדימות התפקודית שערכתי בתקופת הפוסט-דוקטורטֿ הושפעו מעבודתו של פנפילד ומההיפותיזה שהנוירונים שמעבדים מידע ויזואלי הם גם הנוירונים שזוכרים מידע זה (רא מאמר קצר על "מציאות ודמיון").

במחקר שפורסם לפני חודש ב-‪ ‬Journal of Neuroscienceהצליחו צוות חוקרים מניו יורק (ביניהם ד"ר עידו דוידסקו מישראל) לעורר הזיות טופוגרפיות ספציפיות על-ידי גירוי חשמלי באזורים ממוקדים בקליפת המוח הוויזואלית של חולה אפילפסיה בן 22. החולה, שנדבק בנגיף הנילוס המערבי בגיל 10 וחלה בדלקת קרום המוח, סבל מהתקפי אפילפסיה רבים המלווים באאורה ויזואלית ותחושת déjà vu. מאחר ולא הגיב לתרופות, נאלץ לעבור ניתוח להסרת מוקדי האפילפסיה מההמיספרה הימנית במוחו. לפני הניתוח הושתלו במוחו 10 אלקטרודות באונה הטמפורלית והפרונטלית שאיפשרו רישום ישיר של הפעילות החשמלית מתאי עצב במוחו, וכן גירוי חשמלי של אזורים אלה במוחו.

בסריקת fMRI מופו במוח החולה האזורים בקליפת המוח הוויזואלית שמגיבים לפרצופים ובתים (מיפוי שיגרתי שבעשרים השנים האחרונות נעשה בעשרות מעבדות ברחבי העולם). כצפוי, אזור ה-medial fusiform הגיב יותר לבתים בהשוואה לפרצופים, חלקי גוף, חפצים וצורות גאומטריות, ואילו אזור ה- lateral fusiform הגיב יותר לפרצופים בהשוואה לשאר הגירויים הוויזואליים (ראו מאמר על פרצופים ואנשים). שני אזורים אלה מכונים בספרות המדעית "אזור הבתים" ו"אזור הפרצופים" בהתאמה, ואילו קליפת המוח הפארא-היפוקמפלית, הסמוכה להיפוקמפוס, מכונה "אזור המקומות" כי מגיבה לתמונות של מקומות וכנראה מתווכת את היכולת לנווט בסביבה.

מהאלקטרודות שמוקמו באזור המדיאלי במוחו של החולה נרשמה פעילות חשמלית חזקה יותר בתגובה לבתים, ואילו מהאלקטרודות באזור הלטרלי נרשמה תגובה חזקה יותר לתמונות של פרצופים (ראו תמונה).  

 

A מיקום האלקטרודות שהושתלו באונה הטמפורלית במוח החולה
B מיפוי התגובה לתמונות של בתים בהשוואה לתמונות האחרות באמצעות fMRI
C התמונות בהן צפה החולה במהלך הניסוי
D עוצמת התגובה לתמונות השונות בכל אלקטרודה

גירוי חשמלי של האלקטרודות ב"אזור הבתים" גרם להזיות טופוגרפיות ספציפיות: החולה דיווח שראה מולו את תחנת הרכבת בשכונה בה הוא גר, מדרגות וארון כחול, וכן את משרד האופטומטריסט שלו. גירוי חשמלי של האלקטרודות ב"אזור הפרצופים" גרם להזיה ויזואלית עם תוכן אחר:  צוות הרופאים והמדענים שנכחו בחדר נדמו לחולה "כאיטלקים לובשי סינרים שעובדים בפיצרייה". גירוי של אלקטרודה אחרת גרם לתחושת déjà vu ללא תוכן ויזואלי, ואילו גירוי חשמלי של שאר האלקטרודות לא עורר הזיות ויזואליות.

מחקר זה, שאמנם מבוסס על חולה אחד (מן הראוי לציין שסריקה אנטומית של מוחו גילתה אטרופיה, כלומר ניוון והרס תאים, בהיפוקמפוס), סיפק עדות אמפירית חשובה לכך שתאי העצב שמעבדים גירויים ויזואליים ספציפיים הם גם "תאי הזיכרון" לגירויים אלה, והראה לראשונה קשר סיבתי בין גירוי חשמלי של אזור ספציפי בקליפת המוח הוויזואלית ותוכן ההזיה הוויזואלית.