"המאה ה-19 בישרה את בוא המהפכה התעשייתית ששינתה את העולם מהקצה אל הקצה, אחרי אלפי שנים שבהן המין האנושי חי בחברות חקלאיות ודשדש במקום. לאחרונה, קצב המהפכות הטכנולוגיות מואץ. העשורים האחרונים היו בסימן מהפכת המידע שבישר השבב הזעיר, שאת אותותיה כולנו מרגישים היטב.
"מי זוכר בכלל שלפני 20 שנה לא היו עדיין טלפונים ניידים, כשכעת לכל אחד מאתנו יש בכיס מכשיר המאפשר נגישות לכלל הידע האנושי, מכשיר שכוח המחשוב שלו עולה אלפי מונים על המחשבים שהנחיתו אדם על הירח? בעשור הקרוב נרגיש יותר ויותר את השפעותיה של המהפכה הבאה מהפכת המוח". דברים ברוח זו השמיעו עוד ועוד דוברים בכנס בריינטק 2013 שערכה עמותת "טכנולוגיות מוח ישראל" בתל אביב, ושמשך אליו מומחים משלל תחומים, העוסקים כולם בחומר האפור-האפור הזה בקדקוד שלנו.
פריצות הדרך שבפתח הן לא פחות ממסעירות, וכולם מנסים לפצח את סודות המוח האנושי כדי לקדם את המדע או כדי לעשות מכה. אבל בעבור אוכלוסיות הסובלות מהפרעות הקשורות למוח, הבנה טובה יותר שלו עשויה להיות חבל הצלה של ממש. זהו המצב, למשל, בקרב הסובלים מדיכאון מז'ורי, או דיכאון קליני, שדרכי הטיפול הנוכחיות בו פשוט לא יעילות מספיק. ד"ר הלן מייברג מאוניברסיטת אמורי בארה"ב מנסה למצוא לכך פתרון.
"10% מכלל האוכלוסייה הסובלת מדיכאון מז'ורי לא מגיבים לטיפול פסיכולוגי, לתרופות פסיכיאטריות או לטיפול בחשמל", היא מספרת. "חלק מהמטופלים האחרים מפתחים עמידות לטיפול במשך הזמן. חייבת להיות דרך נוספת".
במעבדה של מייברג, מתמקדים המאמצים בזיהוי האזורים המוחיים המופעלים בזמן דיכאון. כשאלו מזוהים, נעשה שימוש בטכניקה המכונה deep TMS גירוי תאי עצב באמצעות שדות אלקטרומגנטיים כדי להשפיע על הפעילות העצבית במעבה המוח. לצורך כך משתילים פיזית אלקטרודות במעמקי המוח כדי לגרות אותו - הלכה למעשה, מעין קוצב מוח. זהו הליך פולשני וחריג המיועד למקרים קשים של דיכאון, אך מבחינת המטופלים שכמהים להקלה, זו בשורה גדולה.
האלקטרודות מגרות אזור במוח המכונה ברודמן 25, שמופעל גם כשאנשים בריאים נעשים עצובים במיוחד, והתוצאה המתקבלת היא ירידה בחומרת הדיכאון. "אנחנו יכולים להגיע לרשתות מוחיות שמיפינו בדיוק של מילימטר ויש לנו 80% הצלחה בקרב הסובלים מדיכאון. אנחנו פועלים במקביל להתפתחות הטכנולוגיות ושואפים לאתר ולגרות אזורים נוספים במוח ברמת התא", אומרת ד"ר מייברג.
לשמחתה, המחקר בתחום אינו קופא על שמריו וחדשנות טכנולוגית מתרחשת חדשות לבקרים. כך למשל, מצליח ד"ר מיכה ספירא מהאוניברסיטה העברית לגרום לתאי עצב ספציפיים שמעניינים את החוקרים לבלוע את האלקטרודות שלו באופן יזום, וכך לאפשר מדידה טובה יותר של הפעילות העצבית.
"רצינו לצמצם את המרחק בין הנוירון (תא העצב) לבין האלקטרודה שמודדת אותו", מספר ד"ר ספירא. "השתמשנו בהיגיון הדייג: לגרום לנוירון לנגוס בפיתיון - באלקטרודה".
הצוות של ד"ר ספירא מנצל תהליך טבעי בתא ושמו אנדוציטוזה. הוא משמש את התא לעטוף ולבלוע מזון בסביבתו. הצוות יצר אלקטרודה זעירה מזהב, ועטף אותה בחומרים שתא העצב מזהה כתזונה. בשל צורתה, הם מכנים את האלקטרודה "פטריית הזהב". ואכן, תאי העצב במעבדה "אוהבים" את האלקטרודה ו"מחבקים" אותה. יותר קרוב מזה לתא, אי אפשר להגיע. יישומים של המחקר הזה יאפשרו למשל לגרות תא עצב בודד, לסייע בהתקנת שתלים ברשתית, ולקדם מחקרים על תאי העצב, כגון אלו של ד"ר מייברג.
לגרות בלי לפלוש
פרופ' ספירא לא לבד. לא מעט חברות ישראליות פועלות בהצלחה בשוק התוסס של הבריינטק. ישראל, חממת היי-טק ידועה, מנסה למנף את התשתית בתחום ואת הידע שנאגר במה שמכונה "הסיליקון ואדי" של המזרח התיכון. כך למשל, חברת Brainsway הישראלית פיתחה מכשיר TMS לטיפול בהפרעות שונות באמצעות גירוי חלקי מוח. אך בניגוד להליך הפולשני שתואר קודם, הטיפול של בריינסווי בדיכאון לא מצריך השתלת אלקטרודות.
פניה של בריינסווי לחו"ל, ובאחרונה היא אף קיבלה את אישור מנהל המזון והתרופות האמריקני (FDA). חברת אורנים מדיקל, שקיבלה אישור דומה, פיתחה מכשיר ניטור המאפשר להפחית דרמטית את הסיכון לנזק מוחי במהלך שהות ממושכת במחלקות לטיפול נמרץ. שתי החברות נמצאות בעמדת זינוק מצוינת בקרב על שוק ששוויו מוערך במיליארדים.
Neuronix היא חברה נוספת תוצרת כחול-לבן הממתינה לפריצת הדרך שלה ומנסה להתמודד עם אלצהיימר, המחלה שמטילה את אימתה על מבוגרים בכל העולם. הטיפול שמפתחת החברה שואף לשמר את יכולות החשיבה והקוגניציה של סובלים מאלצהיימר באמצעות שילוב של שתי טכניקות: TMS, המגרה אזורים ספציפיים במוח, ותרגול של משימות קוגניטיביות של זיכרון שפועלות על אותם האזורים. "אף אחד מהדברים האלה כשלעצמו אינו יעיל עבור סובלים מאלצהיימר, הדבר משול לניסיון להתאמן בחדר כושר כשאין לנו כלל מסת שריר", מסבירה אורלי בר, סמנכ"ל השיווק. "אבל השילוב של שניהם מסתמן כיעיל".
תחום לוהט נוסף המושך אליו חוקרים ויזמים ישראלים בתעשיית הבריינטק הוא ממשק מוח-מכונה. אחד הכלים המרכזיים בשימוש בממשק כזה כיום הוא קסדת EEG, המודדת את האותות החשמליים והגלים שמפיק המוח במצבים שונים. השאיפה היא שנוכל לזהות את תבנית הגל הנלווית למחשבה על המילה "להדליק", וכך לגרום לטלוויזיה שלנו להידלק.
ההשלכות של טכנולוגיה זו הן עצומות; צריך רק לדמיין עולם שבו אנשים משותקים כמו הפיזיקאי סטיבן הוקינג יוכלו לתקשר עם סביבתם בעזרת מערכת שמבינה מה הם מנסים לומר, ואנשים בריאים יוכלו להפעיל מכשירים בכוח המחשבה.
הבעיה היא שהאותות החשמליים שמפיק המוח הם חלשים למדי והמוח שלנו מוקף רקמות, גולגולת ושיער, המשבשים אותם. בנוסף, מסתבר שלמוח דרכים משלו לשקף מחשבות, וקשה מאוד להכליל ממילה אחת לאחרת, או לתאר במדויק תהליכי חשיבה מופשטים או מורכבים. לכן שימוש בממשק כזה כיום מצריך חיבור קסדת EEG מסורבלת, שימוש בג'ל המוליך טוב יותר את האות החשמלי, וגם אז המחשב עדיין לא תמיד מבין בדיוק מה אנחנו רוצים ממנו.
אבל דורון פרידמן, מרצה בכיר בבית הספר סמי עופר לתקשורת במרכז הבינתחומי בהרצליה, מאמין שאנחנו בעיצומה של עקומת שיפור. "מתרחשת תופעה מדהימה באופן שבו אנו מפעילים מכשירים, שהחלה עם-Wii והקינקט. אבל המטרה היא שהמוח ישפיע ישירות על האפליקציות. המוח הוא הגביע הקדוש. הבעיה היא שלהוציא מידע מהמוח בצורה נוחה זה אתגר מורכב למדי. זה בחזית המחקר ודורש המון ידע בינתחומי. ברפואה הצליחו אפילו לתקשר עם אנשים בקומה באמצעות הליכים פולשניים, כי מדובר באנשים שאין להם מה להפסיד. ברמת הצרכן עדיין לא התעלו מעבר לגימיקים, ומעבדות בכל העולם עובדות על זה. זה עוד לא קריאת מחשבות".
חברת NBT היא אחת מכמה חברות שמנסות לפתח קסדות יעילות יותר, שאינן מצריכות ג'ל מוליך או חיווט מורכב. חברות אחרות כגון NeuroSky פיתחו חיישנים אופנתיים יותר, אולי בהשראת גוגל גלאס, שמסוגלים למדוד גלי מוח המעורבים בקשב וריכוז. הקסדה יכולה לאותת לנו ולסביבתנו על מידת הריכוז הנוכחית שלנו ולפתוח פתח לסוג חדש של תקשורת חברתית, שמלמדת אותנו ואת הסביבה על הלך הרוח בו אנו נתונים. עם התפתחות המחשוב הלביש, קרב אולי היום שבו המשקפיים שלנו יתריעו כי אנחנו מתחילים לאבד ריכוז, להתרגז או להיכנס ללחץ, אפילו לפני שנרגיש זאת בעצמנו.
מה ריגש אתכם בפרסומת?
תחום מתפתח אחר שקיבל ביטוי בכנס הוא נוירומרקטינג, ענף שיווקי שמנסה להתחקות אחר הפעילות העצבית בניסיון למכור מוצרים ביעילות רבה יותר. מנהל המכירות של NBT, נדב שכטר, הציג בכנס משקפיים מיוחדים המנטרים תנועות עיניים, כך שניתן למשל לדעת בדיוק על איזה אזור בפרסומת אתם מסתכלים וכמה אתם מרוכזים בו. זוהי רק ההתחלה: שימוש באמצעי הדמיה מוחיים מורכבים יותר מאפשר ממש לראות אילו אזורי מוח מופעלים במהלך צפייה בפרסומת ולהסיק אם היא גרמה לצופה להתרגשות, לעצב, או סתם נתקלה באדישות. כך שמי שמרגיש שהפרסומות של היום הן בגדר שטיפת מוח, עוד עלול להיות מופתע ממה שצופן בחובו העתיד.
ויש גם יזמים שמקבלים השראה מהחדשנות והיצירתיות שבחקר המוח, ומנתבים אותה באופן מפתיע לצורות חדשות של אמנות: המכשור של Mind Your Poem מפיק שירים, אבסטרקטיים למדי יש לומר, שנכתבו בהתאם למידת הריכוז של המשתמש, כפי שנמדדה על ידי חיישנים. מתח או לחץ יפיקו שירים מסוג אחד, רוגע וריכוז יהפכו אתכם למשוררים מסוג אחר. ויש גם אמנות פלסטית: מדפסת תלת-ממד מדפיסה אובייקטים מופשטים המבוססים על מדידת גלי המוח, ומנציחים בצורה מוחשית לגמרי את "חוט המחשבה" שלך.
ברחבי העולם, מגה פרויקטים רתמו את המדענים המבריקים ביותר למאמץ לדמות את פעילות מוח האדם, בדומה למרוץ שהתחולל בסוף המאה ה-20 למפות את הגנום האנושי. הנשיא פרס כאן בישראל, והנשיא אובמה בארה"ב, הכריזו שניהם על יוזמות לחקר המוח שמלוות בתקציבים ובמענקים. רבים רואים בחקר המוח יחד עם חקר החלל - את החזית המרכזית שנותר למדע המודרני לכבוש.
המוח האנושי מורכב להדהים, ויש בו כמאה מיליארד תאי עצב המקיימים ביניהם קשרים (סינפסות) שמייצגים את סך החוויות, הזיכרונות והתחושות שלנו. ועם זאת, "יש כבר הצלחות בבניית שבב מחשב נוירומורפי (שבב המחקה את מבנה המוח), המכיל שני מיליון סינפסות דמויות נוירונים", מספר פרופ' עידן שגב מהאוניברסיטה העברית. זה בהחלט מרשים, אבל לשם השוואה, בעמודה קורטיקלית בודדת, אזור בעל מבנה מובחן בקליפת המוח שגודלו כסנטימטר מעוקב, ישנו "חיווט" באורך כולל של ארבעה קילומטרים וכמאה מיליון סינפסות. כך שהדרך עוד ארוכה.
אבל פרופ' שגב אופטימי: "לכל סוג תא יש פעילות חשמלית מסוימת וצריך לייצג אותה. כיום עושים זאת בכל העולם בעזרת מחשבי-על, ואט אט מתקדמים להדמיית המוח האנושי. נייצג מתמטית כל תא באמצעות מעבד ואז נחבר את המעבדים כמו סינפסות ונריץ את ההדמיה". שגב בטוח שהשמיים הם הגבול: "מחלות נוירולוגיות רבות הן בעצם הפרעות בזרימת האותות החשמליים במוח. אם נדע לתקן תקלות במחשב, נדע לעשות זאת גם במוח. בסוף זה יקרה, נחקה את פעילות המוח האנושי ונגלה את סודותיו. זהו רגע היסטורי בתולדות האדם, וניראה אחרת לגמרי כחברים במין האנושי בעוד כעשור". קשה לחכות.