לחוקר הראשון של תכנית צוקרמן במכון ויצמן יש תשובות חדשות לשאלות עתיקות יומין
הנוירוביולוג ד"ר איבו שפיגל, אשר הגיע למכון ויצמן למדע בחודש מאי, הוא החוקר הראשון במסגרת תכנית המנהיגות STEM של מורטימר צוקרמן, אשר נקלט במסלול קביעות במכון. תכנית המנהיגות STEM של איש העסקים והפילנתרופ מורטימר צוקרמן, אשר הושקה בינואר שעבר בתקציב של 100 מיליון דולר, שמה לה למטרה לטפח את קשרי המדע בין צפון אמריקה וישראל.
המענק, אשר יתחלק באופן שווה בין ארבעה מוסדות מחקר בישראל – ובהם מכון ויצמן - יממן את עבודתם של חוקרי בתר-דוקטורט מארה"ב, קנדה ומדינות מערביות נוספות, וכן את גיוסם מחו"ל של חוקרים ישראלים מובילים, כגון ד"ר שפיגל. זאת, כדי לאפשר למוסדות מחקר ישראלים להתחרות במוסדות אקדמיים בעולם על גיוס המועמדים הטובים ביותר בתחומם.
המוסדות הישראלים האחרים אשר ייהנו מהתכנית הם הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל, אוניברסיטת תל אביב והאוניברסיטה העברית בירושלים.
נושא מחקרו של ד"ר שפיגל מתייחס לשאלה עתיקת יומין בחקר המוח אשר לה השפעה עמוקה על הבנתנו את המוח האנושי: באיזו מידה משפיעות הסביבה והחוויות שלנו על תפקודי המוח, ועד כמה שולטים בהם הגנים שעמם אנו נולדים?
קליפת המוח (Cortex), אזור במוח האמון על עיבוד קלט חושי ואחסון זיכרון, כוללת מצבור מגוון של קבוצות נוירונים, אשר לכל אחת מהן תפקוד ייעודי. נוירונים מעוררים (אקסיטטוריים) קולטים אות חשמלי ומייצרים אות נוסף שעובר לנוירונים הקשורים אליהם. נוירונים מעכבים (אינהיביטוריים) פועלים בצורה הפוכה: הם משדרים לנוירונים הקשורים אליהם אות מעכב המנוגד לאות החשמלי המתקבל ממקביליהם המעוררים.
לפיכך, השאלה האם נוירון מסוים יעביר אות חשמלי לנוירון הבא אחריו נקבעת על פי כמות העירור והעיכוב שהוא מקבל. הבקרה ההדוקה על מאזן זה בין כמות העירור והעיכוב (מאזן עירור-עיכוב או מאזן ע"ע) חיונית לתפקודי מוח תקינים, במיוחד לאור העובדה שהחוויות החושיות שלנו משתנות באופן תדיר. המאזן מתקיים על-ידי בקרה על הסינפסות, שהן אזורי המפגש בין נוירונים. לאחרונה, התגלה כי מוטציות גנטיות המשפיעות על הסינפסות וגורמות לשינויים במאזן הע"ע קשורות להפרעות פסיכיאטריות, בהן אוטיזם וסכיזופרניה.
מאזן ע"ע זה המתקיים במוח, עומד במוקד מחקרו של ד"ר שפיגל, המתקדם לקראת הבנה טובה יותר של חשיבות התהליך לתפקודי מוח בבני אדם - בריאים וחולים - ובאופן ספציפי, של המידה שבה הגנים - או לחילופין הסביבה - משפיעים על המאזן הזה.
ד"ר שפיגל השלים בהצטיינות את לימודי התואר הראשון בביולוגיה באוניברסיטת תל אביב ולאחר מכן עבר למכון ויצמן, שם סיים תואר שני ב- 2001 ודוקטורט ב- 2007. במהלך עבודתו כחוקר בתר-דוקטורט בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד, החל ד"ר שפיגל לחקור את המרכיבים המולקולריים העומדים בבסיס מנגנון איזון עדין זה והשפעתו של מאזן הע"ע על תפקוד המוח ועל בריאותו.
במהלך תקופת הבתר-דוקטורט, הוא זיהה מאפיין (הקרוי "תוכנה תעתיקית") המוטבע בגנום אשר מווסת מינון העירור והעיכוב המושתים על נוירון בודד - וכך מאפשר את קיומה של פעילות מוחית תקינה. כל סוג של נוירון מגיב לגירוי חושי על-ידי הפעלת תוכנה תעתיקית ייחודית, אשר משנה את הסינפסות הקשורות לנוירון המסוים וכתוצאה מכך גם את פעילות המעגל.
ד"ר שפיגל הצליח לזהות גם מספר "גורמי גדילה מופרשים", המבוטאים בתת-קבוצה מסוימת של נוירונים בקליפת המוח בעקבות קלט חושי. לגורמי גדילה אלה תפקיד מרכזי ביכולת שלנו להתאים את המעגלים העצביים המופקדים על התנהגויות מסוימות לחוויות. תגלית זו חושפת מנגנון לא מוכר שבאמצעותו משתנה החיווט של המוח כתגובה לקלט חושי.
במעבדתו החדשה שבמכון ויצמן, מתכוון ד"ר שפיגל להמשיך לחקור את המנגנונים הפנימיים המניעים את מאזן הע"ע. באמצעות גישה זו, הוא מקווה לזהות את המנגנונים האחראים למגוון של מחלות פסיכיאטריות וללמוד כיצד מצבנו הרגשי הפנימי שולט על תפקודי המוח.
Dr. Ivo Spiegel is supported by the Lulu P. & David J. Levidow Fund for Alzheimers Diseases and Neuroscience Research and the Honorable William Marovitz. Dr. Spiegel is the incumbent of the Friends of Richard and Linda Price Career Development Chair.
