מניסויים בחולדות עולה ששלב שינה מסוים, שנת גלי דלתא, פוגע ברכישת כישורים חדשים, ואילו שנת תנודות איטיות תורמת ללמידה

חולדה ישנה אולי נראית שלווה, אך אל תטעו: בתוך ראשה הפרוותי מתחולל מאבק. שני סוגים של גלי מוח "מתחרים" ביניהם וקובעים אם היא תצליח לזכור מידע חדש – כך עולה ממחקר חדש שהתפרסם לאחרונה בכתב העת Cell. ייתכן שזו התשובה לשאלה מדוע מידע מסוים נחרת בזיכרוננו כשאנו ישנים, בזמן שאחר נעלם כלא היה.

ההבחנה שני גלי המוח היריבים הללו עוזרת ליישב רעיונות שנראים סותרים לכאורה: מחקרים שונים הראו  חיזוק של זיכרונות במהלך השינה ואחרים דווקא את החלשתם, כלומר שכחה של מידע בזמן השינה. חוקרת השינה ג'ינה פו (Poe) מאוניברסיטת קליפורניה, שלא היתה מעורבת במחקר, אמרה לאתר Science News: "המחקר החדש יסייע לאחד בין תחומי השינה והלמידה".

החוקרים, בהובלת מדען המוח קרונש גנגולי (Ganguly) מאוניברסיטת קליפורניה, לימדו חולדות לבצע משימה של שליטה בצינורית מים באמצעות ממשק מוח-מחשב, שמתרגם את פעילות המוח לתזוזה של הצינורית. לאחר שעה של שינה נבדקה יכולת הלמידה של החולדות, כלומר, משך הזמן שנדרש להן לבצע את המשימה בפעם השנייה בהשוואה לראשונה: ככל שפרק הזמן היה התקצר יותר, הלמידה טובה יותר. צוות המחקר הבין מהר מאוד שהצלחת החולדות היתה תלויה במידה מכרעת בכך שישנו אחרי התרגול.

אישה ישנה עם אלקטרודות על מצחה, גלי מוח מעליה | SPL
הצליחו יותר אם ישנו אחרי התרגול. אישה ישנה עם אלקטרודות על מצחה, גלי מוח מעליה | SPL

שני סוגי גלים

כדי להבין איך הלמידה התחזקה במהלך התנומה, עקבו גנגולי וצוותו אחרי פעילות המוח של חולדות ישנות שהתאמנו לפני כן בהזזת הצינורית. הם התמקדו בשני סוגים של גלי מוח בקליפת המוח התנועתית במהלך שינה שאינה שנת חלום.

סוג הגלים הראשון שנבדק קרוי "תנודות איטיות", בשל הקצב האיטי של השינויים בו, ובעבר כבר עלתה ההשערה שהוא תורם לחיזוק זיכרונות.  החוקרים בדקו את ההשערה בעזרת אופטוגנטיקה:  הם החדירו למוח של החולדות תעלה רגישה לאור ושיגרו אליה אלומת לייזר שהודיעה למוח להפסיק את התנודות זמן קצר לאחר שהחלו. הם מצאו שלחולדות שעברו את הטיפול נדרש זמן רב יותר להזיז את הצינורית אחרי שהתעוררו. כלומר, אם שלב השינה המתאפיין בגלים האלה נקטע, המידע התקבע פחות טוב בזיכרון.

הסוג השני הוא גלי דלתא, שמתאפיינים במשרעת (אמפליטודה) עמוקה וקצב איטי. הוא שכיח במהלך השינה פי שלושה עד ארבעה מהתנודות האיטיות, אבל תפקיד הגלים הללו נותר תעלומה. "חשבנו שגלי דלתא אחראים למשהו חשוב, כיוון שהם כה נפוצים", אומר גנגולי. להפסקת גלי הדלתא הייתה השפעה הפוכה מזו של הפסקת התנודות האיטיות – היא הובילה לשיפור בביצועי החולדות במשימה החוזרת, ומכאן הסיקו החוקרים שהגלים הללו מפריעים ללמידה.

עד כה, אומרת פו, ההבחנה בין התנודות האיטיות לגלי הדלתא הייתה עמומה. "המאמר הזה מבהיר לחלוטין שלא זו בלבד שהם שונים, הם גם ממלאים תפקידים מנוגדים לחלוטין", היא אומרת.

לדברי גנגולי, תנודות איטיות שמופיעות מדי פעם, לצד פרצי פעילות שקרויים "כישורי שינה", עשויים לעכב את ההשפעות של גלי הדלתא על החלשת הזיכרון. "התנודות האיטיות חשובות להגנה על מידע חדש שנלמד", הוא אומר. עדיין לא ידוע איך המוח מחליט אלו זיכרונות לשמור ואלו לחסום. ייתכן שהמפתח הוא קיומו או היעדרו של גמול – שיכול להיות פרס חיצוני כמו מים עבור חולדה, או גמול פנימי כמו תחושה טובה שאדם מקבל משיחה עם חברים, הוא מסביר.

לתוצאות המחקר יכולה להיות תרומה לטיפול בבעיות למידה וזיכרון. במחקר קודם שערך צוותו של גנגולי נמצאה אצל חולי שבץ עלייה בגלי דלתא, וייתכן שזו הסיבה לקושי שלהם ללמוד, למשל, ללכת מחדש לאחר הפגיעה. לעומת זאת, אצל זקנים חלה ירידה במשרעת התנודות האיטיות, וזה עשוי להסביר חלק מבעיות הזיכרון בגיל מבוגר.