הטוב, הרע והמכוער באיזו מידה קיים דמיון בפעילות המוח בין אנשים שונים?

קבוצת מחקר: ד"ר אורי חסון, פרופ' רפי מלאך
המחלקה לנוירוביולוגיה, מכון וייצמן למדע, רחובות

רקע
אחת המטרות החשובות בתחום חקר המוח היא להבין כיצד מטפל מוחנו בגירויים התחושתיים המורכבים שאנו פוגשים בסביבתנו הטבעית. עם זאת, בניסויים רבים משתמשים בגירויים פשוטים ומלאכותיים, במטרה להפעיל אזורים ממוקדים במוח ולפשט את ניתוח התוצאות. מחקר זה ם של ד"ר אורי חסון ופרופ' רפי מלאך בדק את פעילות המוח של נבדקים בעת שצפו בסרט "הטוב, הרע והמכוער". הסרט מכיל מידע ראייתי ומידע ושמיעתי ברמת מורכבות גבוהה ומחקה את הקלטים שאנו פוגשים בסביבה הטבעית.

שאלות המחקר
כיצד נראית פעילות המוח כתגובה לקלטים טבעיים?
האם יש דמיון בין פעילות המוח של אנשים שונים בתנאים טבעיים?

שיטות המחקר
המחקר התבצע באמצעות הדמיית תהודה מגנטית של תפקוד המוח (fMRI - Functional magnetic resonance imaging). שיטה ת הדמיה זו מבוססת על צריכת האנרגיה של העובדה שכאשר תאי עצב במוח פעילים במוח, הם צורכים אנרגיה, והדבר המתבטא ברמת החמצן בדם. התכונות המגנטיות של ההמוגלובין, אשר נושא את החמצן, משתנות כאשר קשור אליו חמצן בהשוואה למצב ללא חמצן. מדידת האותות המגנטיים המתאימים מחוץ לגולגולת מאפשרת להתחקות אחר האזורים הפעילים במוח בתנאים שונים.

בניסוי טיפוסי, הנבדק שוכב בתוך אלקטרומגנט כבתרשים ומבצע משימה מסוימת, כגון צפייה בגירויים ראייתיים שונים והקשבה לגירויים שמיעתיים. כדי שהמחשב המציג את הגירויים והמסך לא יושפעו מהשדה המגנטי התמונה מועברת לתוך המגנט באמצעים אופטיים. מחשב נוסף רושם כל העת את הפעילות הנמדדת מהמוח נרשמת כל העת ולאחר מכן מתבצע ניתוח והתוצאות מנותחות.

המחקר הנוכחי שונה ממחקרים קלאסיים באופי הניסויים ובשיטות ניתוח הנתונים: פעילות המוח נבדקה כאשר הנבדקים צפו בקטע מסרט, ובכך נחשפו לגירוי מורכב ו"טבעי", בשונה מניסויים קלאסיים שבהם הגירויים פשוטים ומלאכותיים, כגון תמונות סטטיות מסוג מסוים.

בגישה הקלאסית משתמשים לניתוח הנתונים בסדרה קבועה מראש של גירויים פשוטים ומחפשים אילו אזורים הופעלו על-ידי כל גירוי. כאן נקטו החוקרים בגישה הפוכה. הם הציגו למוח גירוי מורכב שהכיל, למעשה, מגוון רחב של גירויים שונים. עבור כל אזור נמצאו הרגעים בסרט שבהם התקבלה במוח הפעילות המרבית, וכך ניתן היה לאפיין את סוג הגירויים שאליהם האזור רגיש.

הניסוי
בניסוי השתתפו חמישה כל הנבדקים. כולםבניסוי צפו באותו קטע בן מחצית השעה מהסרט "הטוב, הרע והמכוער" ובאותה עת נמדדה פעילות המוח שלהם על-ידי הדמיית תהודה מגנטית תפקודית.fMRI.

תוצאות הניסוי
אחת התוצאות המרכזיות של הניסוי הייתה כי כ- 30 אחוזים מאזורי המוח פועלים באופן דומה אצל נבדקים שונים בעת הצפייה בסרט. במלים אחרות, עבור אותם אזורים, ניתן היה להשתמש בתבנית הפעילות שנצפתה בפרק זמן נתון אצל נבדק אחד כדי לנבא את תבנית הפעילות אצל נבדק אחר.

במחקר מאוחר יותר, נמצא ד"ר אורי חסון כי עבור סרטים ש"תופסים" את הצופה באופן חזק יותר, כגון סרטים של היצ'קוק, נמצא הדמיון בפעילות רב עוד יותר בפעילות: כ- 70 אחוז מאזורי המוח פעלו באופן דומה אצל נבדקים שונים.

תוצאה מרכזית נוספת היא כי ניתן לאתר אזורים שונים המתמחים בתפקודים שונים. התרשים למטה מציג את הפעילות מאזור המוח המכונה FFA. אם מסתכלים עלמבחינת הרגעים בסרט בהם התקבלה פעילות גבוהה באזור זה מגלים מתגלה כי הוא פעיל בעת שצופים בפנים.

איור A

התרשים מראה את התמונות בסרט בפרקי הזמן בהם נצפתה הפעילות הגבוהה ביותר. התמונות ממוספרות לפי רמת הפעילות בסדר יורד (בתמונה הראשונה הייתה הפעילות הגבוהה ביותר).

איור B

באופן דומה, אופיינו אזורים הקשורים בהתמצאות מרחבית, בניתוח דיאלוגים ובניתוח תנועות ידיים ובתפקודים נוספים.

דיון ומסקנות
למרות שהנבדקים צפו בסרט מורכב ללא הנחיות מוגדרות, נתגלו מספר ממצאים מובהקים לגבי אופי הפעולה של המוח.

המחקר נמצא מתאם גבוה בפעילות המוח בין נבדקים שונים שצפו בסרט. המתאם הגבוה נמצא לא רק באזורים המבצעים עיבוד מידע תחושתי ראשוני אלא גם ובאזורים גבוהים יותר מבחינת עיבוד המידע המתבצע בהם, כגון אזורים הקשורים בזיהוי פרצופים.

הרחבה על ...
שיטות המחקר - אוסף הכלים שבהם משתמש המדען כדי לענות על שאלות המחקר עליהן הוא עובד, מכונה שיטות המחקר. שיטות המחקר כוללות את מערך הניסוי, את שיטות ניתוח הנתונים ואת הגישות התיאורטיות לבניית מודלים. מחקרים המתייחסים לאותה שאלת מחקר יכולים להיבדל זה מזה בשיטות המחקר. לעתים קיימת בעיה באמינות המדידות בשיטה מסוימת ודרושה שיטה חלופית או הצלבה של שיטות איסוף וניתוח נתונים. לעתים שיטה אחת מאפשרת מדידה של משתנים מעטים ושיטה אחרת מאפשרת מדידה של משתנים רבים יותר. שיטות מחקר יצירתיות היו אחראיות לא פעם לפריצות דרך מדעיות.