מה קורה לנו במוח כשאנחנו לומדים משהו חדש?

ברוח תקופת המבחנים, החלטתי להתמקד הפעם בלמידה: מה גורם לנו לרצות ללמוד? איך למידה יכולה להשפיע לטובה על המוח? מהו תהליך ה-LTP, ואיך הוא תורם ללמידה? למה כשאנחנו לא ישנים כמו שצריך, זה משפיע על יכולות הלמידה שלנו? ואיך כל זה קשור לנהגי מוניות, למוזיקאים ולאנשים שיודעים יותר משפה אחת? בואו נתחיל – Class in session!



כל מה שאנחנו לומדים וחווים במהלך היום, בין אם מדובר בעובדה מפתיעה, אירוע רגשי, או פעולה מוטורית חדשה, מתחיל כגירוי שעובר עיבוד בזיכרון לטווח קצר. כשאנחנו ישנים, המוח מעבד את הזיכרונות מהיום העובר והופך את חלקם מזיכרונות לטווח קצר לזיכרון לטווח ארוך. נראה שהיכולת להיזכר כראוי בדברים שקרו לנו ביום מסוים או במידע שנלמד במהלכו קשורה באופן הדוק לכמות השינה שהייתה לנו באותו יום, אבל למה?

מחקר שבוצע בשנת 2013 הראה שתאים ספציפיים בהיפוקמפוס ירו כשהעכבר הנבדק ישן לאחר שלמד פעילות חדשה, אך הם לא ירו פוטנציאלי פעולה באופן רגיל¹. פוטנציאלי הפעולה נורו מאמצע האקסון, ונעו חזרה לכיוון גוף התא, כלומר התאים ירו הפוך את פוטנציאלי הפעולה. נראה שירי בצורה זו, שנעשה על-ידי הנוירונים שהיו מעורבים בלמידה, מאיץ את הלמידה שנחוותה – לאחר השינה החוקרים גירו באופן חשמלי אזור הסמוך לגוף התא של כל נוירון שהיה פעיל, והם ירו פוטנציאלי פעולה בעוצמה חזקה יותר מכפי שירו בעבר. כלומר במהלך השינה, נוירונים שמעורבים בתהליכי למידה מאמנים את עצמם, וכך יורים פוטנציאלי פעולה באופן יעיל יותר. עובדה זו מסבירה את הבעיה בלמידה על חשבון זמן השינה: הלמידה תהיה פחות אפקטיבית לאחר חסך שינה, כי הנוירונים בעצמם יהיו פחות אפקטיביים, פשוט וקל. אם כן, הנוירונים מחזקים את עצמם לנוכח תהליכי למידה, אבל זה לא הכל – נמצא שהנוירונים מחזקים גם את הקשרים הקיימים ביניהם. לנוכח מידע חדש, לא רק אנחנו לומדים - גם הנוירונים במוח לומדים איך להעביר ביניהם מידע באופן מהיר יותר ויעיל יותר. כשאנחנו לומדים משהו חדש, הנוירונים הרלוונטיים למשימה הופכים חשובים יותר. בזכות תהליך ה-LTP, הגברה סינפטית ארוכת-טווח (Long Term Potentiation), החיבורים הסינפטיים בין הנוירונים מתחזקים. הנוירונים פועלים ביעילות רבה יותר ביחד ולאורך זמן, הם צריכים להשקיע פחות אנרגיה כדי להעביר מידע האחד לשני². בקצרה, במהלך התהליך נוירון א' הופך מעורר בעקבות גירוי כלשהו, מעביר מסר לנוירון ב', ונוצרת תוצאה חיובית (מצאת את התשובה הנכונה לשאלה במבחן, או הצלחת לעשות עמידת ידיים, you name it). במידה והגירוי המעורר מוביל לתוצאה חיובית מספיק פעמים, יווצרו שינויים ארוכי-טווח בסינפסה בין הנוירונים. נוירון ב' יגביר את רגישותו למסרים העוברים מנוירון א' (על-ידי הגדלת כמות הרצפטורים בו) כך שהוא יוכל להסתפק בפחות מידע ממנו כדי להתחיל לפעול בעצמו. מדובר למעשה על למידה מבוססת חיזוקים, גירוי מוביל לתוצאה חיובית ולכן יש חיזוק של תבניות הירי הגורמות לכך.³


לא רק בנוירונים עסקינן

נראה ששינויים מבניים אינם שמורים לנוירונים בלבד: גם תאי גליה הופכים להיות פעילים במהלך למידה.¹