ניסוי במכון ויצמן: האח הגדול, גרסת העכברים
ניסוי מדעי ראשון מסוגו מאיים לשנות את כל מה שאנחנו יודעים על היררכיות חברתיות, מחלות גנטיות, ומבנה המוח. ותודה לעכברים.
הניסוי האחרון, המסקרן מכולם ולו בגלל האנלוגיות למתחם ההוא בנווה אילן, נערך לאחרונה במעבדה ותוצאותיו פורסמו כעת בכתב העת המדעי Nature Communications.
"הדמיון הגנטי בין האדם לעכבר הוא מעל ל-98 אחוז", מסבירה ד"ר קמחי. "יש לנו את אותם הגנים באותו הסדר. מבנה מוח דומה, הורמונים דומים. זה נשמע פופולרי ולא רציני להגיד, אבל בתור חוקרת התנהגות, כשראיתי את המצבים שהיו בבית האח הגדול בעונות הקודמות, מדהים כמה בני אדם מתנהגים באינסטינקטים זהים לחלוטין לבעלי החיים.
"יש לנו, ואולי זה יעליב חלק מהאנשים, אינסטינקטים בסיסיים משותפים. התנהגות חברתית, אמהית, מינית או אגרסיבית - אלה יצרים שמופעלים במערכות פרימיטיביות במוח. אנחנו עובדים לפי אינסטינקטים ומשובים חיוביים ושליליים. אם יהיה לך טוב, אתה תרצה לעשות את זה יותר. אם יהיה לך רע, אתה תרצה לעשות את זה פחות".
דוגמאות להתנהגות חופפת? "שמירה על טריטוריה, למשל. זה הבית שלי ואני שומר עליו. ברגע שבעל החיים נמצא בכלוב, בשטח קבוע, בזמן מסוים, הוא הופך להיות שלו, הבית שלו. והוא מגונן עליו. נכנס בעל חיים זר - והוא יגן על הבית. הוא יתקוף. זה נראה לך שונה מבני אדם? מה הן מלחמות? מדינה תפלוש למדינה שכנה, מה יקרה? בהתנהגויות בסיסיות, ראשוניות, המערכות דומות.
"יש במוח אזורים פרימיטיביים שמתווכים רגשות - לחץ, חרדה - ולאזורים האלה יש תפקיד מהותי בוויסות התנהגויות אינסטינקטיביות כמו שמירה על טריטוריה, תקיפה בעת פלישה, התנהגות אמהית, התנהגות מינית. עם זאת, ברור שעכברים אינם זהים לבני אדם. יש לנו יכולות אחרות של למידה ואנחנו מודעים לעצמנו, וזה כנראה חסר אצל בעלי חיים כמו עכברים".
אילו סיטואציות חברתיות ראית גם אצל "האח הגדול" וגם אצל העכברים?
"אני יכולה לתת לך מקרה ממשהו שהיה בעונה הראשונה, שהייתה יותר מעניינת לדעתי, כי שם באמת ראו את ההתנהגות האינסטינקטיבית של הדיירים. הם עשו פחות דברים במודע, וההתנהגות שלהם הייתה טבעית יותר. במחקרי מעבדה על עכברים, כאשר לוקחים זכרים ושמים אותם בכלוב, אחרי כמה ימים הכלוב הופך להיות הבית שלהם.
"אם מכניסים זכר פולש, הזכרים 'בעלי הבית' של הכלוב מיד מתגוננים או תוקפים את הפולש. לרוב, אם זה במצב של אגרסיביות, הם נעמדים על שתי רגליים כדי להיראות גדולים יותר במטרה להרחיק את הפולש. בעונת האח הגדול הראשונה, וזה הדהים אותי כשראיתי את זה, הכניסו באיזה שלב דיירים חדשים לבית, ומה שקרה שם הוא שהחבר'ה נעמדו על הספות באופן אינסטינקטיבי לחלוטין, והראו תוקפנות מילולית כלפי הדיירים הזרים".
אבל לא מעללי בובליל ואלירז שדה הביאו את ד"ר קמחי ואת מכון ויצמן למדע להתניע את הפרויקט השאפתני. המניע הראשוני מקורו בצורך של החוקרים ליצור סביבה טבעית לעכברים. לא כלוב זעיר, חנוק, שבו מתרוצצים שני מכרסמים כשמעליהם חוקרים מיוזעים, אלא מתחם ענק המדמה אזורי מחיה טבעיים, מנוטר אוטומטית ומאפשר לחוקרים לתפקד, ובכן, כאחים גדולים.
"כשמכניסים עכברים לכלוב קטן, האפשרות להראות את הקרבה, את המעבר ממצב של הימנעות למצב של רצון ליצור אינטראקציה, היא מוגבלת מאוד", מסבירה ד"ר קמחי. "המערכת שלנו גדולה פי 50 מכלוב סטנדרטי. עשיתי את הפוסט-דוקטורט שלי בהרווארד, ואפילו שם היו לי זירות קטנות יותר ממה שאתם רואים פה. הסטנדרטים בניסוי הזה עולים על הסטנדרטים של הרווארד.
"אתה יכול לעשות את האנלוגיה לכך שאנחנו שנינו עכשיו בחדר אחד, ואני סוגרת את הדלת, ואין לנו לאן לברוח. לעומת זאת, אם אשים אותך בבניין הזה ואתה לא תרצה לראות אותי, תהיה לך אפשרות. מה זה מאפשר לנו? זה מאפשר לנו לשאול שאלות רחבות יותר. המוח הוא האיבר החשוב ביותר בגוף האדם, ואנחנו מבינים עליו מעט יחסית. רמת הידע שלנו היא בסיסית ברמת הבנת המוח ובבקרת התנהגויות שהן קריטיות להישרדות המין עצמו.
"אם לא נוכל לתקשר חברתית ולא נראה התנהגויות כמו אגרסיביות או רבייה, המין יכחיד את עצמו. אנחנו יצורים חברתיים, ולכן מודל של עכבר, שהוא חיה חברתית, הוא מודל טוב. בדקנו שאלות שעוסקות בדינמיקה חברתית, בהרכב של קבוצה. אנחנו יכולים להבין דרך בעלי החיים מה הטריגרים שמפעילים אותנו, מה קורה כשהעסק משתבש ואיך אולי אפשר לתקן אותו".
כעשרה עכברים נרגשים (מספרם משתנה בהתאם להוצאתם וכניסתם של פרטים חדשים) נכנסו לא מזמן למתחמים התתקרקעיים והמבודדים (שתי דלתות במתחם אינן יכולות להיפתח במקביל) שבמכון ויצמן למדע. גודלם של המתחמים כשל ג'קוזי ממוצע, והם שקופים ומרופדים נסורת. הדיירים שלוהקו למחקר לא הכירו זה את זה. מעולם קודם לכן לא נפגשו או שהו באותו מתחם. הקשר היחיד ביניהם, מלבד זנב צנוע, היה מבנה גנטי זהה.
לעכברים הוצמדו שבבים אלקטרוניים קטנים. "כמו אלה שמתמשים בהם לזיהוי כלבים וחתולים", מדגישה ד"ר קמחי. "לכל עכבר יש מספר פרטי והמספר הזה אומר שזה יוסי וזה יחזקאל. המערכת אוספת נתוני מיקום מהשבבים שנמצאים על העכבר".
במהלך הניסוי השבבים משדרים אותות ל-49 אנטנות וקולטנים, ובמקביל עוקבות מלמעלה 16 מצלמות וידאו, יום ולילה. בלילה, בעזרת אינפרה-אדום, הצילום איכותי כאור יום. "אני יכולה לדעת בדיוק איפה כל פרט נמצא", מסבירה קמחי את הפטנט הישראלי. "הרעיון הוא שאנחנו יכולים לחבר את שתי המערכות האלו - השבבים והמצלמות - ביחד, ולעקוב אחרי כל עכבר שלושים פעמים בשנייה ברזולוציה של חצי סנטימטר.
"מכאן אנחנו יכולים לדעת בדיוק מה הוא עשה ועם מי, אם הוא הלך, ישן, אכל, הסתתר, אם הוא רדף אחרי פרט אחר או תקף אותו, אם הוא עצמו הותקף. זו כמות גדולה מאוד של נתונים התנהגותיים. לשבת ולצפות בעכברים ולכמת ידנית מה עשה כל פרט לוקח כמות אדירה של זמן.
"למשל, עשר דקות של התנהגות חברתית יכולות לקחת שלוש שעות של כימות. כאן המחשב לוקח את הקואורדינטות ויוצר מעקב אוטומטי. למעשה בנינו תוכנה מתמטית שלוקחת את שתני מערכות הנתונים, מחברת אותם, והכל ברמת דיוק גבוהה".
זה לא מה שעושה הממשל האמריקני לגולשים בארה"ב ובעולם, בעזרת השרתים של גוגל ופייסבוק?
"נכון, זה דומה. זה בדיוק מה שאנחנו עוקבים אחריו. אנחנו יכולים לבדוק התנהגות ספציפית של כל פרט - אכילה, תנועה, התנהגות חברתית. הכל נאסף לחדר המצלמות ולחדר הקלטה".
קונטרול, בשבילכם. חדר בקרה ושליטה אחורי, שרתים ומסכים שמאפשרים לחוקרים לצפות ולקבל את הנתונים בזמן אמת. אם חשקה נפשכם בערוץ 20 למכרסמים, תרגישו חופשי. "יש לנו אפשרות להקליט 24 שעות. הכל עובר לשרת ואנחנו יכולים לשלוט על המידע מכל מקום בארץ ובעולם", אומרת קמחי.
הרעיון, היא מספרת, הוא לאפשר מינימום הפרעה. לכן גם הנוכחות האנושית מזערית. החוקרים לא נכנסו למתחם יותר מפעמיים ביום. רק את סדר היום העכברי הפכו לגמרי. "עכברים הם פעילי לילה", היא מסבירה, "היות ואנחנו בני אדם, פעילי יום, הפכנו להם את השעון היממתי כך שיהיה לנו קל ונוכל לצפות בלילה שלהם כשזה היום שלנו, כשאנחנו פעילים".
הניסוי עצמו ארך כשבוע וחצי. אחד הנתונים שנבדקו, אולי המסקרן מכולם, היה יצירת היררכיה חברתית. מי ישלוט, ינהיג, יוביל. מי יתכופף בפני המנהיג אבל ישאף לרשת אותו, מי ייכנע לגמרי ויהיה כאחד האדם - או דורין - איך שתרצו. זמן קצר אחרי קבלת הפנים, התוצאות הגיעו.
"בתוך כמה שעות יכולנו לבנות עץ של היררכיה", מגלה ד"ר קמחי. "בתוך כמה שעות נוצר פרט דומיננטי בכלוב. פרט דומיננטי הוא פרט שרודף הכי הרבה. הוא זה שגם מזדווג עם הנקבות. יש לו מתחתיו סאב-דומיננט, סגן, והשאר הם נחותים. הדבר המעניין הוא שכשנוצרת היררכיה, היא נשארת קבועה. כלומר יש גורם שהופך את הפרט הזה לדומיננטי ומניע את שאר הפרטים להקשיב לו ולציית לו".
יש אפשרות להפיכה?
"בהחלט. מהפך קורה כשהפרט נחלש, למשל אם הוא נפצע. הפרט מתחתיו, לרוב, יתפוס את השליטה. המחנות נוצרים בין הדומיננטי לבין הסגן, שכל הזמן מערער על השליט. אתה רואה שכל הזמן הדומיננטי תוקף את סגנו".
המנהיג, התברר לחוקרים, גם מסגל לעצמו מניירות. "לדומיננטיים יש פעילות רבה יותר, מקומות שבהם הם מבלים יותר. הדומיננטיים, במרבית המקרים, ישנים בנפרד מהקבוצה. זה עוד מדד לחיזוי. מה במוח שונה אצלם? אין לי תשובה לזה. עכשיו אנחנו יכולים לחזות לפי ההתנהגות, בדיוק של יותר מ-90 אחוז, מי המנהיג, מי סגנו ומי הנחותים. המערכת הזאת נשמרת יציבה כל הזמן. הם מקבלים את המרות. מדי פעם הדומיננטי יראה את כוחו".
מה עם עכבר שלא תוקפים אותו?
"אם לא תוקפים אותו הוא נחות. אם אתה מושך אש, אתה דומיננטי".
הטוויסט הגיע כשלתמונה נכנסו, תחזיקו חזק, נקבות. את השבוע הראשון בילו העכברים בסימן גאווה: זכרים בלבד. ביום השמיני הן הגיעו. "כשהכנסנו נקבות למערכת הייתה קפיצה מאוד גדולה בפעילות. כולם התעוררו. אבל הדומיננטי הצליח להחזיר לעצמו את הדומיננטיות. הוא לרוב יזדווג עם הנקבות, למרות שסגנו, מדי פעם, יצליח להזדווג ללא ידיעתו של המנהיג".
ומה עם גירל פאואר? עכברי מעבדה בויתו כך שהנקבות אינן אגרסיביות, ולכן הן לא מגיעות לעמדות השפעה. כאשר הניסוי נערך בקרב עכברי בר לא מבויתים, הנקבות, מספרת קמחי, התנהגו בתוקפנות כזכרים, ופיתחו היררכיה חברתית.
"בעתיד נרצה לקחת את המנהיגה ואת המנהיג ולזווג ביניהם. שמעת על דם כחול, כן? השאלה היא אם הנסיכים, הצאצאים, יהיו דומיננטיים בעצמם, וזה יבהיר עד כמה לדומיננטיות יש בסיס גנטי. יכול להיות שאין דבר כזה ושתמיד חלק יהיו מנהיגים וחלק לא. השאלה עדיין פתוחה". והיו גם משימות. משימות, משמע גירויים: אוכל, נקבות - הדברים הרגילים. "יש פה אוכל ומים למכרסמים, ואנחנו מוסיפים להם צ'ופרים וכל מיני קטניות שהם אוהבים".
תקציב מותרות?
"כן, אפשר להגיד. אנחנו לא גורמים למחסור באוכל, אבל בניסויים שאחרים עשו, במחסור של אוכל עולה האגרסיביות בצורה מהותית. הפרטים תוקפים זה את זה. זה הישרדותי. אני יכולה גם להפעיל גירוי סביבתי. לשים נקבות זה גירוי סביבתי. יש להם גם כלובי שינה. אנחנו יכולים לסגור פרט מסוים בכלוב השינה ולראות מה קורה אם אנחנו מונעים ממנו אינטראקציה למשך זמן מסוים.
"אנחנו מכמתים תנועתיות ובודקים התנהגות חברתית, התנהגות סטראוטיפית והתנהגות חוזרנית - אצל עכברים זה יכול להתבטא בקפיצות מעלה ומטה, לדוגמה. יש פה אנטנות שמאפשרות לנו לדעת אם הם קופצים, ועד כמה זה שייך להתנהגות כפייתית".
לא חשבת לאמץ חלק מהשיטות של הפקת "האח הגדול"?
" אנחנו משתמשים בדיוק באותן מערכות".
מבחינת הצורה שבה הם מפעילים את הדיירים?
"הם לא מפעילים שום דבר. הם פשוט מאפשרים להתנהגויות האינסטינקטיביות של הדיירים לבוא לידי ביטוי. הם עושים את זה דרך הפעלה של מתחים ודרך גירויים, למשל בהכנסה של זרים לבית. אלה בדיוק אותם הדברים שאנחנו עושים. זה אותו הדבר".
ואגב אותו הדבר: בכל העונות של "האח הגדול" מוכנסים בשלב מתקדם כמה דיירים חדשים לבית. בכל העונות הודחו הדיירים החדשים ולא הגיעו לגמר. גם אצל העכברים, מתברר, לא התגלתה חיבה מיותרת למהגרים. "אף פעם לא הכנסנו פרטים חדשים לקבוצה והם נהיו דומיננטיים", מגלה קמחי. "ברגע שנכנסים חדשים הם הופכים מיידית לנחותים, עד הסוף. אבל מה שמעניין הוא שאם תיקח דומיננטי ותשים אותו בקבוצה חדשה הוא ימשיך להיות דומיננטי".
בדרך, אגב, גם כאן מאיימת לפרוץ פרשיית הכדורים של העכברים. "אנחנו בודקים עכשיו השפעת תרופות פסיכיאטריות על התנהגות חברתית במודלים האלו, תרופות שהן כבר זמינות. בהחלט כן", מגלה קמחי. "ההשפעות דומות מאוד להשפעות של תרופות אנטי-דיפרסנטיות, שמורידות מתחים".
בעיני הדיוטות כמונו בית העכבר הגדול נראה כשעשוע מיניאטורי, גרסה חייתית למודל המסחרי שבולע את הפריים טיים בביס אחד מדי שבוע. ובכן, לא: בעזרת אפיון דפוסי ההתנהגות "הנורמליים", מנסים החוקרים למפות גם את הגורמים והמאפיינים (וממילא גם האבחון והטיפול) למחלות ולקויות שונות, ובראש ובראשונה אוטיזם.
"זו מחלה עם שכיחות של אחד למאה", אומרת קמחי. "כמעט כל ילד שנולד נמצא על הרצף האוטיסטי. יש דרגות שונות, מנמוך עד קשה. אנחנו יודעים שיש לאוטיזם בסיס גנטי, כי יותר ממאה גנים זוהו, וכל אחד מהם מסביר חלק קטן מאוד. אנחנו לא מבינים באמת את האינטראקציה בין הגנים האלה, ועד כמה הסביבה משפיעה עליה".
והמטרה היא להבין את זה אצל עכברים?
"ברגע שנבין את הפרמטרים, נוכל לצפות את הסבירות שפרט יראה תכונות כאלה או אחרות. במקרה שלנו בדקנו מודל לא נוצר שם מנהיג. אם במקרה נוצר מנהיג, הוא מתחלף מהר מאוד. המערכת לא יציבה. זה עוד משהו שמרמז שיש להתנהגות בסיס גנטי. עכשיו היינו רוצים להבין מה הגנים שמשפיעים על זה, וזו שאלה מורכבת מאוד.
"אנחנו מכירים את האזורים במוח, יש לנו אפשרות לעשות מניפולציות גנטיות, להפעיל או לכבות גנים שיוכלו לבקר התנהגות חברתית, התנהגויות מולדות, תוקפניות; אבל אנחנו לא באמת מבינים עד כמה הגנים משפיעים, עד כמה הסביבה משפיעה ועד כמה משפיע השילוב ביניהם".
כדי להבין את הבעייתי, השונה, צריכים החוקרים להבין תחילה את הטיפוסי, מה שמקובל לכנות "נורמלי". כשיוכלו החוקרים לאפיין התנהגות נורמלית, או אז יוכלו להבין מה קרה במערכות שהשתבשו: מדוע אדם מפתח דפוס דיכאוני, אוטיסטי, כפייתי. אם יצליחו החוקרים להצביע על האפיון הגנטי ל"בעלי התפקידים" אצל העכברים, התוצאה עלולה להשליך גם עלינו, בני האדם.
הדרך, חשוב להדגיש, ארוכה; אבל פוטנציאלית, חשבו על זה, האפשרות מסעירה את הדמיון. על הנייר יוכלו החוקרים, בעזרת בדיקה גנטית פשוטה, להצביע על מנהיג פוטנציאלי או על מי שיהיה דחוי חברתית, בלי לצפות בו ולו לרגע אחד.
ד"ר קמחי, מצדה, ממהרת לצנן את ההתלהבות. "אני רוצה לשים את הדברים בפרופורציה. יש דמיון גדול בין עכברים לבני אדם, אבל מכאן לקליניקה יש עוד הרבה שלבים. יחד עם זאת, כשנבין מה גורם לפרט להיות דומיננטי נוכל לבדוק את הפרמטרים האלה אצל בני אדם. לדוגמה, למצוא גן מסוים שמתבטא אצלך ברמה גבוהה יותר, ונותן לך פוטנציאל גדול יותר להיות מנהיג. מובן שהרעיון הוא באמת להבין מה קורה כשזה משתבש".
ובכל זאת, יש הבדלים. העניין הגזעי חסר אצל העכברים. אין השפעה לצבע העור.
"נכון, אבל אני יכולה להגיד לך שאם יש אצלם חריג או חלש, ברוב המקרים הוא יידחה מהחברה. בנוסף, כשבדקנו את המודלים של האוטיסטים, לקחנו את העכברים האוטיסטים ואת העכברים הנורמליים, והם יצרו חבורות שונות, נפרדות, בלי שליטה שלנו. כלומר, יש רצון להיות עם הדומה, וזה משהו שרואים גם במודלים כאלה".
כל הסיפור הזה קצת ממעיט מערכנו, לא? מאכזב.
"לא, הוא רק מכניס אותנו לפרופורציות. מי שחושב שאנחנו חיים כיצורים עילאיים, מספיק שיבוא ויראה את האינסטינקטים הבסיסיים של יצורים פחותים מאיתנו. אנחנו פועלים לפי עקרונות ביולוגיים דומים, כשברור שלנו יש שליטה ומודעות, שלהם אין. מאכזב? לחלוטין לא. זה דווקא מעודד".
נא להמתין לטעינת התגובות
אקו"ם