משחק הזיכרון

אורגניזמים שונים משנים את התנהגותם לאורך חייהם, וכל תקופת חיים מאופיינת בהתנהגויות ייחודיות משלה. בנוסף לכך, אפילו פרטים זהים גנטית, החשופים לאותה סביבה, יתנהגו באופן שונה זה מזה. תופעה זו נקראת אינדיבידואליוּת התנהגותית.

מחקר שפרסמו חוקרי הטכניון בכתב העת eLife בדק אם לסביבות חיים מוקדמות יש תפקיד מכריע בעיצוב אינדיבידואליות בתוך אוכלוסיות. החוקרים בדקו גם מהם המנגנונים המוחיים (נוירומודולטוריים) שמעצבים השפעות ארוכות טווח על השונות ההתנהגותית לאורך שלבי חיים שונים.

ד”ר שי שטרן

המחקר נערך במעבדתו של ד”ר שי שטרן בפקולטה לביולוגיה בהובלת המסטרנטית רימי עלי נאסר והפוסט-דוקטורנט ד”ר יובל הראל. החוקרים השתמשו בחיית המודל C. elegans – תולעת קטנה המשמשת במחקרים רבים בשל יתרונותיה מנקודת מבט מחקרית: היא שקופה, מתפתחת במהירות וצאצאיה איזוגניים – לכולם יש אותו DNA.

החוקרים פיתחו מערכת צילום חדשה המספקת רזולוציה גבוהה בזמן ובמרחב, ובאמצעותה עקבו אחר התנהגותם של פרטים בודדים במהלך התפתחותם תחת תנאי סביבה מבוקרים.

רימי עלי נאסר

תולעי C. elegans מעבירות את ימיהן באפיזודות של “שיטוט”, שבהן הן נעות במהירות כדי לסקור שטח רחב, ובאפיזודות של “קינון” שבהן הן ממעטות לנוע מהר ורחוק. החוקרים בחנו את השפעתו של רעב בגיל המוקדם על שתי התנהגויות אלה. לשם כך הם השוו שתי אוכלוסיות – תולעים שרעבו בתחילת חייהן לעומת תולעים שלא רעבו – על סמך משך אפיזודות השיטוט ומהירותה של התולעת במהלכן.

ד”ר יובל הראל

הממצאים: הפרטים שרעבו בראשית חייהם אופיינו באפיזודות שיטות קצרות ואיטיות, יחסית לאחיהם השבעים, בראשית החיים ובבגרות, אך לא בתקופת הביניים. פירוש הדבר הוא שזיכרון הרעב פעל אצלם בראשית החיים ובבגרות אולם “הוקפא” בתקופת הביניים. המסקנה: רעב בראשית החיים מַשְׁרָה אפקט התנהגותי בשלב ההתפתחותי הראשון (L1) וכך גם בשלב הבוגר (Adulthood), אך לא בתקופת הביניים של ההתפתחות.

בסדרת ניסויים שערכו גילו החוקרים ממצא חשוב נוסף: גורם חשוב באותה “הקפאה” של זיכרון הרעב הוא הנוירומודולטור דופמין. ללא דופמין, הם גילו, אפקט ההרעבה ניכר בשלבי הביניים כמו בשלבים המוקדמים והבוגרים. בנוסףֿ גילו החוקרים כי לנוירומודלטור אחר, סרוטונין, תפקיד הפוך לדופמין; חיות שאינן מייצרות סרוטונין הפגינו רגישות מופחתת להרעבה המוקדמת בשלב ההתפתחותי הראשון ובשלב הבוגר.

המדידות בפרטים בודדים, ואנליזה של תבניות ה”אופי” שלהם באמצעות שיטות חישוביות, הדגימו את קיומם של סוגים שונים של אינדיבידואליות באוכלוסיות זהוֹת גנטית. החוקרים גילו כי מבנה האינדיבידואליות באוכלוסייה הוא גמיש ועשוי להשתנות בהשפעת חוויות החיים המוקדמות ומצבה הנוירומודולטורי של האוכלוסייה. 

לדברי ד”ר שטרן, “המחקר הזה סיפק לנו הזדמנות לחקור לראשונה איך הסביבה משפיעה על מבנה האינדיבידואליות לאורך כל שלבי ההתפתחות. גילוין של תבניות שונות של אינדיבידואליות באוכלוסייה של פרטים זהים גנטית, והשינוי הדינמי של התבניות האלה כתלות בסביבה ובמנגנונים נוירומודולטוריים, חושפים עקרונות בסיסיים של המנגנונים השולטים ביצירת שונוּת התנהגותית.”

לינק למחקר: https://elifesciences.org/articles/84312

לינק לאתר המעבדה: www.ssternlab.com