מגזין הטכניון | קיץ 2025

13 דינמיים ברשתות נוירונים בקליפת המוח במהלך רכישה של מיומנות מוטורית. הן גילו כי בזמן הלמידה הרשתות מתארגנות ממבנה של "מתחיל" למבנה של "מומחה", וכי מנגנון זה תלוי בשחרור מולקולת הדופמין באופן מקומי בקליפת המוח המוטורית. במצב תקין, מולקולות אלה משוגרות לאזור המוטורי נטום הגחוני ֶ גמ ֶ העיקרי מאזור אחר במוח, הקרוי הט ). השערת החוקרות הייתה כי שחרור זה VTA ( plasticity של דופמין מפעיל מנגנוני הגמשה ( ) הגורמים לשינויים בקישוריות mechanisms ) בין functional connectivity הפונקציונלית ( הנוירונים ובכך מאפשרים למידה מוטורית. שינוי זה הוא למעשה מנגנון אחסון של מיומנויות חדשות לטובת שימוש עתידי. כלומר, מדובר בתהליך של למידה מחיזוקים, שבה חיזוק (זיהוי הצלחה) מניע תהליך של שינוי מבני של ארגון הנוירונים. כדי לאמת את חיוניותו של מנגנון זה בחנו החוקרות את הדינמיקה של מבנה הרשת וכן את הלמידה עצמה כאשר חוסמים את השחרור של מולקולות הדופמין לאזור המוטורי הראשוני. התוצאות היו חד- משמעיות: כאשר הדופמין נחסם, הלמידה נעצרה לחלוטין - העכברים לא הצליחו לשפר את ביצועיהם במטלה של שליחת גף קדמי לתפיסת מזון. במקביל, רשת הנוירונים בקליפת המוח המוטורית נותרה "קפואה" ללא ארגון מחדש. ברגע ששחרור הדופמין חזר לפעול, הלמידה התחדשה והרשת העצבית התארגנה מחדש בהתאם למיומנות שנרכשה. ממצאים אלה מעידים כי שחרור מקומי של דופמין משמש אות חיוני המאפשר גמישות עצבית (פלסטיות) בקליפת המוח המוטורית, ובכך מבטיח את ההתאמות הנדרשות ליצירת פקודות מוטוריות מדויקות ויעילות. ממצא מעניין נוסף היה שהחסימה לא השפיעה כלל על מיומנויות מוטוריות קיימות - כלומר החוקרות הוכיחו ששחרור הדופמין קריטי ללמידת תנועה חדשה, אך אינו נדרש לביצוע של תנועה שכבר נלמדה. מחקר זה הוא צעד נוסף להבנת הגמישות המוחית מדגיש ‎ ומנגנוני הלמידה ברמה העצבית, והוא את היכולת של המוח לארגן מחדש את עצמו כדי לאפשר לנו לשכלל את כישורינו המוטוריים לאורך החיים. תובנות אלה עשויות לקדם הבנה מעמיקה יותר של מחלות נוירולוגיות כגון פרקינסון, הפוגעות ביכולת הלמידה המוטורית. המחקר נתמך על ידי הקרן הלאומית למדע, קרן פרינס וקרן רפפורט. באיור: רשת התאים באזור המוטורי הראשוני מתארגנת ומשתנה מרשת "מתחילה" (בתכלת, משמאל) לתצורה של רשת "מומחית" (כחול, מימין). שחרור דופמין מאזור הטגמנטום (סגול) הכרחי לארגון מחדש בתהליך של הלמידה המוטורית