איך בוחנים את חוש הריח, ואיך זה קשור לאספרגוס ולדנ"א?

חוש הריח הוא הדרך הקצרה ביותר למוח. מולקולות של ריח מובלות דרך האף לתאי עצב שמסתיימים ישירות באזורי הרחה במוח, שיושב למעשה בדיוק מעל האף – מאחורי ארובות העיניים.

כולנו מכירים את התופעה שבה משב קטן של ריח מחזיר אותנו לבית של סבתא, לגן או לחיבוק של דודה נשכחת. ריח מעורר בנו זיכרונות נושנים בעוצמה שגורמת לנו כמעט לחוש את אותם אירועי עבר מחדש. אבל למה כמעט תמיד ריחות מזכירים לנו אירועי ילדות?

ובכן, מסתבר שריח הוא אחד החושים שקבעו את גורל התפתחות המוח שלנו כיונקים, במהלך האבולוציה. מיד אספר לכם איך תבחנו את יכולות ההרחה שלכם, האם זה קשור לגנים ולדנ"א, ואיך ריח יוצר זיכרון…

ריח הוא אחת הדרכים העתיקות והעשירות להעביר ידע מהסביבה למוח, והוא חוש המיוחד ליונקים. במאי האחרון (2011) גילו פלאונטולוגים (חוקרי מאובנים) שחוש הריח הוא זה שהוביל לשיפור אדיר בהתפתחות המוחית של יונקים, במהלך האבולוציה. למעשה, הם טוענים, הוא היה השלב הראשון מבין שלושה שהוביל ליצירת המורכבות האדירה של מוח היצורים היונקים. החוש השני שהוביל להשתכללות מוחית היה חוש המגע, ובעיקר עיבוד מסרי מגע מהגוף באמצעות השערות המצויות עליו, והשלישי היה היכולת לקורדינאצית שרירים עדינה.

הסדר הזה שהתגלה נותן לנו מושג על חשיבותו של חוש מסוים על פני חושים אחרים, במהלך ההתפתחות האבולוציונית של יונקים.

טים רוואה, מנהל המעבדה הפלאונטולוגית לבעלי חוליות באוניברסיטת טקסס באוסטין, במחקרו שפורסם ב Scienceהשתמש בסריקות מוח שהוא ביצע על מאובנים בני 190 מיליון שנים שנמצאו בסין. מאובנים אלו נחשבים על ידי החוקרים בתור "קדם- יונקים" כיוון שהם מציגים תכונות שמצביעות על כך שהם היו השלב האבולוציוני שקדם להתפתחותו של היונק המוכר כיום.

מסתבר שגם למאובנים אפשר לסרוק את המוח, ובדיוק מעורר השתאות. זה בעיקר טוב על מנת לגלות מבנה מוח של מאובנים ללא צורך לפרק אותם או לפגום בשלמותם לצורך המחקר. רוואה מציג את ארכיון הסריקות שלו בקישור להלן  :www.digimorph.org

סריקותיו של רוואה גילו אזורי הרחה מוגדלים במבנה הראש ובמוח של המאובנים הקדם-יונקים, מה שמצביע על שיפור ביכולות הרחה ועיבוד ריח ביצורים הקדם יונקים, שכמובן המשיך ליונקים שהתפתחו מהם.

כאשר השוו החוקרים את סריקות המוח של מאובנים אלו, למוח של מאובנים אחרים כגון זוחלים, הם מצאו שמוחם של הקדם יונקים היה גדול יותר בכמעט 50%. הגדילה המוחית הזו מצביעה על שכלול ביכולות התנהגותיות, ולכן מהממצאים הללו מסיקים החוקרים שהיכולת לפענח את מגוון הידע שמשדר ריח על העולם שסביב, יצר יונקים מפותחים יותר שהיו שונים לגמרי מקרוביהם האבולוציונים שקדמו להם.

לאחר המסע הזה אחורה באבולוציה, בואו נחזור לימינו ונראה מה עושה המוח כשהוא מריח, ואיך זה קשור לזיכרונות הילדות שלכם?

מסתבר שהמוח האנושי מריח את מה שהוא מצפה להריח, יותר מאשר מה שהאף באמת שואף לתוכו.

כאשר אתם מתקרבים להריח זר פרחים, סביר להניח שהמוח שלכם כבר מכין את המערכת הסנסורית (תחישתית) שלכם להרחת הריח המוכר של פרחים. מחקר חדש מאוקטובר האחרון (2011) מציע הוכחה מוחצת לכך שהמוח משתמש בקודים צפויים ומוכנים מראש לפירוש שהוא נותן לריח, ויוצר לעצמו "תבניות ריח" מוכנות, אליהן הוא נוטה לקטלג ריחות שאנו שואפים במעלה האף.

כך למעשה המוח יוצר "ציפייה מנטאלית" לריח ומכין אותה עוד לפני שהנחיריים שלנו התקרבו לחפץ אותו אנו מריחים.

תבניות הריח הללו חשובות בעולם הטבע. הם מעניקות לחיות ולבני אדם יתרון התנהגותי- הוא מאפשר להם להגיב מהר יותר ובאופן מדויק ומתאים יותר, למידע המגיע מהסביבה.

המחקר, שפורסם בכתב העת Neuron, בוצע על ידי כריסטינה זלאנו באוניברסיטת נורת'-ווסטרן.

זלאנו והקולגות השתמשו בטכניקת סריקת מוח (MRI), וטכנולוגיית ניתוח נוספות של פעילות מוחית, כדי לגלות את תבניות הריח הללו שהמוח יוצר לעצמו, באזור המוחי שאחראי על עיבוד מודע של ריח. האזור הזה נקרא הקורטקס האולפקטורי, בו למעשה מאחסן המוח את חוש הריח.

זלאנו והקולגות מצאו שכאשר נבדקים הריחו ריח שאמרו להם לצפות לו, הפעילות המוחית שלהם הייתה מתואמת יותר, לעומת כאשר אמרו להם לצפות לריח מסוים ונתנו להם בפועל להריח משהו אחר.  כלומר – המוח מתכונן להרחה על ידי הכנת הפעילות המוחית באופן אוטומטי לפי ציפייה.

בנוסף לתבניות ההרחה הללו, מסתבר שיש במוח הקשרים אוטומטים נוספים בחוש הריח – זיכרונות הילדות שמוצפים בעקבות ריחות מסוימים.

מדענים במכון ויצמן גילו ב 2009 את הקשר הזה בין ריח לבין זיכרון.

במחקר שפורסם ב Current Biology, פרופסור נועם סובל וידין דודאי, טוענים שהקשר בין ריח וזיכרונות לא טמון בילדות ובעצם העובדה שבתור ילדים קטנים הרחנו את אותו הריח, אלא במה שמתרחש במוח בפעם הראשונה שהרחנו ריח מסוים. מסתבר שכל מה שסבב אותנו בעת ההרחה הזאת יישאר חרוט באופן חי במוח ובתחושה.

לצורך בדיקת השערתם, השתמשו החוקרים במכשיר ששמו נשמע כלקוח מתוך סרט ילדים בידיוני- אולפקטומטר. מכשיר זה משדר ריחות נעימים או בלתי נעימים לסביבה לפי תיכנות, והוא שימש את החוקרים של ויצמן על מנת ללוות את הניסוי. בניסוי צפו נבדקים ב 60 תמונות, כשלכל תמונה התלווה ריח נעים או בלתי נעים ששודר מהאולפקטומטר.

לאחר מכן נכנסו הנבדקים לסריקת מוח (fMRI), שבדקה את הפעילות המוחית שלהם כאשר הוצגו להם שוב אותן התמונות שהם ראו קודם, והם נשאלו איזה ריח ליוה כל תמונה. לאחר מכן, חזרו על כל המהלך של תמונות, ריח וסריקות מוח, אך החוקרים שינו את הריחות שלוו את התמונות לריחות אחרים.

שבוע לאחר מכן התייצבו שוב הנבדקים לנסות להיזכר בריח שלווה כל תמונה, שוב תחת מכשיר שסרק את מוחם.

החוקרים מצאו שגם לאחר שבוע, נבדקים הצליחו להיזכר בשני הריחות השונים שלוו כל תמונה, אך היה הבדל מהותי בפעילות המוחית שלהם בזמן ההיזכרות: הריח הראשון שלווה את התמונה יצר במוח דפוס פעילות חשמלית מסוים, שלא נראה כאשר הם נזכרו בריח השני. זה קרה גם כאשר הריח היה נעים וכאשר כאשר היה לא נעים.

דפוס הפעילות המוחית המיוחד הזה נצפה באזור ההיפוקמפוס- אזור מוחי שמעורב בזיכרון, וכן באמיגדלה- אזור מוחי שמעורב בעיבוד ותפיסת רגשות. הדפוס הזה היה כל כך ברור ומיוחד, שהחוקרים יכלו לנבא על פיו בלבד איזה שילוב של תמונה וריח הנבדקים יזכרו לאחר שבוע.

כאשר החוקרים ביצעו את אותו הדבר עם צלילים במקום עם ריח, לא נמצא דפוס מוחי כזה שיכול לנבא עד כמה אדם יזכור קשר בין תמונה לבין צליל.

כלומר- הקשר הראשון בין ריח לבין סיטואציה מעוגן בזיכרון באופן ייחודי ומאפשר לחוקרים לנבא מה נבדק יזכור לאחר שבוע, רק על סמך צפייה בפעילות המוחית שלו בהיפוקמפוס ובאמיגדלה.

לכן, טוענים החוקרים, זיכרונות ילדות המעוגנים בריח אינם מיוחדים בגלל עצם העובדה שילדות היא תקופה מיוחדת, אלא פשוט בגלל שבתקופת הילדות אנו נחשפים לרוב חוויות ההרחה הראשונות שלנו – זוהי התקופה בה לראשונה ריחות חדשים מתקשרים לאירועים, מצבים או אנשים.

האם אנו אכן נבדלים ביכולות ההרחה שלנו? האם ישנם אנשים בעלי חוש ריח מפותח יותר? ואם כן, איך הם משיגים את היכולת המפותחת הזאת?

על מנת להבחין בין יכולות הרחה שונות של אנשים השתמשו החוקרים ב – אספרגוס…

מסתבר ששתן מקבל ריח שונה לאחר אכילת אספרגוס. עולה בו ריח גופריתי שרוב האנשים מסוגלים לזהותו. חוקרים נתנו לאנשים שונים לאכול אספרגוס וגילו שחלק מהאנשים לא הצליחו להבחין בשינוי ריח השתן לאחר אכילת אספרגוס.

מסתבר שמישהו במעבדות המחקר הטריד את מוחו בשאלה כיצד זה יתכן שחלק מהאנשים לא חשים בשינוי ריח השתן שלהם זמן קצר לאחר אכילת אספרגוס. עד עכשיו לא ממש היה ברור האם אלו שלא מריחים את הריח הזה בשתן, פשוט לא מייצרים את החומר הגופריתי בעקבות אכילת אספרגוס, או שהם כן מייצרים אותו, והוא כן מצוי להם בשתן, רק שהם לא מריחים אותו.

חוקרים ממרכז מונל, ובראשם ד"ר מרסיה לוין, מצאו במחקרם שהתפרסם ב Chemical Senses בספטמבר 2010, ששתי האפשרויות נכונות:

נמצא שבשתן של 8% מהנבדקים אכן לא נמצאו התוצרים הגופרתיים בעקבות אכילת אספרגוס, בעוד מתוך הנבדקים שאצלם כן נמצא החומר הגופריתי בשתן, 6% לא הצליחו לזהות את הריח הזה.

מבדיקת דנ"א של כל הנבדקים, עולה שאי היכולת לזהות ריח של אספרגוס קשור לגנים מסוימים האחראים על קולטני הריח במוח. ישנם אנשים שהגנים שלהם לא מאפשרים להיות רגישים לריח של חומרים מכילי גופרית, והם גם אלו שלא מריחים מרקפטאן, שהוא הריח שמוסיפים באופן מלאכותי לגז, על מנת שבני אדם יבחינו בו ויזהרו מהצתת אש או מחנק.

אז אם אתם רוצים לבחון את חוש הריח שלכם, אכלו אספרגוס, אך אל תנסו בבית את מבחן הרחת מרקפטאן בגז הבישול שלכם…

– – – –

Journal Reference:

1.      Christina Zelano, Aprajita Mohanty, Jay A. Gottfried. Olfactory Predictive Codes and Stimulus Templates in Piriform CortexNeuron, 2011; 72 (1): 178-187 DOI: 10.1016/j.neuron.2011.08.010

2.      M. L. Pelchat, C. Bykowski, F. F. Duke, D. R. Reed. Excretion and Perception of a Characteristic Odor in Urine after Asparagus Ingestion: a Psychophysical and Genetic StudyChemical Senses, 2010; DOI: 10.1093/chemse/bjq081

שינוי גודל פונט
ניגודיות