7.2 התפתחות התודעה

דף הבית ／ פרק 7: מחשבות שונות

בפרק זה אנו מרחיבים את המושג של המַעגל המינימלי של תודעה מן הפרק הקודם — היכולת לחוש, לשמור לזמן קצר, לבחור ולהעדיף את העצמי — מן הכימיה של קרום התא אל הנוירונים הפשוטים ביותר ואל רשתות עצביות מוקדמות.

I. מן קרומים ש״חשים ובוחרים״ אל משטחי קרום מעוררים

• נקודת מוצא: תאים חד־תאיים כבר מקודדים הבדלים באור, בכימיה ובמכָניקה לתוך מתח הקרום ולתזמון פתיחה וסגירה של תעלות, ומקבלים החלטות על בסיס זיכרון קצר מאוד.
• עלייה מדרגה: כאשר תעלות יונים תלויות־מתח מסתדרות לצירוף מתאים, גירוי זעיר מקומי יוצר רצף פתיחה וסגירה לאורך הקרום ומוליד גל תִזמון המתפשט הלאה, המקביל לגל של מתח ושטף הרץ על פני הקרום.
• משמעות: זוהי מעוררות. היא ממירה תחושה מקומית מאוד למסרים היכולים לנוע למרחק. אורגניזמים חד־תאיים ורב־תאיים חסרי מערכת עצבים, כגון ספוגים, מסוגלים להעביר פקודות־קרום על פני יריעת האפיתל כולה.

הבהרה סכמטית לפי תורת סיבי האנרגיה: גל המעוררות הוא מסירת מקל של קמטי מתח לאורך הקרום. ככל שהמתח גמיש ומהיר חזרה, וככל ש״מתכון התעלות״ מתאים יותר, הגל רץ מהר ויציב יותר. בהמשך נשתמש בעקביות בביטוי תורת סיבי האנרגיה.

II. מן מקהלת יריעת הקרום כולה אל שלשלת מתא לתא

השאלה: כאשר הגוף נעשה רב־תאי, כיצד חוצה האות את גבולות התאים.

שתי דרכים טבעיות:

• הובלה ישירה: תאים סמוכים יוצרים צמתי־סדק המחברים ביניהם כמו חיבור שני אגמים קטנים. כך גלים אלקטרוכימיים עוברים ישירות ונוצרת יריעת אפיתל מוליכה.
• שלשלת כימית: התא שממעלה הזרם משחרר מולקולות בנקודות מדויקות, ותאי מטה הזרם מתרגמים זאת לשינוי חדש בתזמון פתיחה וסגירה של תעלות. זהו אב־טיפוס של סינפסה כימית. אין כאן התזה אקראית של חומרים, אלא מסירה ממוקדת לשכונות בעלות סף נמוך.

דוגמאות מן הטבע:

• ספוגים חסרי נוירונים אך מפיצים גלי סידן וחשמל בכל הגוף ומעוררים התכווצויות מתואמות.
• אַמֵבות ועובשי ריר מסנכרנים תנועת קבוצה וקבלת החלטות באמצעות גלים כימיים.

לפי תורת סיבי האנרגיה, נקודות החיבור הללו הן איים סמוכי־קריטיות, שבהם הסף נמוך יותר ולפיכך המסר עובר בקלות.

III. ה״עצב״ הראשון: קיטוב תא ונקודות חיבור מכוונות

כאשר טיפוס תאי מבדיל דרך קבע בין צד קולט לצד משדר — ענפי קלט הקרויים דנדריטים וכבל פלט הקרוי אקסון — העברת הפקודות זזה ממשטח לקו.

שינויי הצורה המרכזיים:

• קיטוב גאומטרי: התעלות, שלד התא והשלפוחיות מתחלקים בתפקידים ומקבעים כיוון פנימי של קבל, עבד ושדר.
• חגורות תעלות בסגנון אקסון: גל המעוררות נארז למסדרון ייעודי שבו הארגון של המתח לאורך הקו הדוק יותר, ובכך עולים לפתע האמינות והטווח.
• נקודות חיבור ייעודיות: בקצוות נוצרות סינפסות כימיות או חשמליות המשמשות כמקפצות סף נמוך לשימוש חוזר.

דוגמאות מן הטבע:

• קנידרים וקְטֵנוֹפוֹרים, כגון מדוזות ושושנות ים, וכן הידרות, מציגים נוירונים מפוזרים ורשתות עצביות דיפוזיות המאפשרות ציד, מנוסה והתכווצויות של כל הגוף.
• יש עדויות לכך שאצל שושלות מסוימות התפתחו נוירונים באופן בלתי־תלוי, דבר המרמז כי הנתיב של קיטוב בתוספת נקודת חיבור נגיש פיזיקלית.

לפי תורת סיבי האנרגיה, אקסון הוא דרך צרה בעלת מתח גבוה, ואילו סינפסה היא תחום נשלט סמוך־קריטי שבו שמירה נעשית לסף שניתן ללמידה.

IV. מדְּלָקים דיפוזיים אל מעגלים פשוטים

רשתות יוצרות צמתים, לולאות ונתיבים, וכך מאפשרות הגברה, עיכוב, תיזמון ובחירת מסלול.

המעגלים הראשונים:

• טבעות קוצב: בקצה המדוזה יושבים מרכזי מקצב הפולטים בפולסים קצובים, יריעות של תאי שריר מתכווצות בסנכרון ונוצרה תנועה.
• קשתות רפלקס: בהידרה אות עובר מן הקלט דרך חוליית ממסר קצרה אל המפעיל וגורם למענה כמעט בדילוג אחד.
• נבט של למידה: כאשר קלט ופלט מתלכדים שוב ושוב בזמן, סף הסינפסה יורד משום שצפיפות התעלות עולה והקולטנים נפתחים בקלות. בפעם הבאה האות עובר בקלות רבה יותר. זהו עיצובו המבני של הציר שמירה אל בחירה, הוא ראשית הפלסטיות.

לפי תורת סיבי האנרגיה, תהודת חזרות אורגת סיבים נוספים בנקודות החיבור ומורידה ספים, ואילו העדר שימוש ממושך מתיר את הסיבים ומעלה ספים. הזיכרון נעשה לנוף ספים נראה לעין.

V. מדוע מערכת העצבים מאריכה קווים, מוסיפה מעטפת ומדַרגת שכבות

ככל שהגוף גדל וההתנהגות מסתבכת:

• קווים ארוכים, כלומר אקסונים ארוכים, מושכים תחושות מרוחקות אל נקודות בחירה סמוכות ומפחיתים אובדן מקרי בדרך.
• מעטפת מיילין פועלת כמעיל המעלה את המתח היעיל סביב האקסון, מאיצה את השלשלת ומצמצמת דליפה.
• דירוג שכבות בין מרכזי להיקפי מרכז קשרים מרובים לצמתים כגון גנגליונים ומוח ראשוני, שבהם אוגמים קולות ומפצלים נתיבים ובכך חוסכים חיווט.

לפי תורת סיבי האנרגיה, כל אלה הם כוונון של תבליט המתח ושל הגיאומטריה של המוליכים — יישור דרכים, החלקת מדרונות והצבת ספים בתחנות בדיוק במקום הנכון, נמוכים כאשר צריך נמוך וגבוהים כאשר צריך גבוה.

VI. סצנות מן המציאות: מדרגות נראות לעין בטבע

• ספוגים: אין בהם נוירונים אך יש בהם גלי מעוררות לכל אורך הגוף והתכווצויות מתואמות. זהו אישוש לכך שהובלה על פני המשטח בצירוף שלשלת מספיקה להתנהגות בקנה־מידה של אורגניזם.
• פלאקוזואה הקרויות טריכופלקס: חסרות נוירונים קנוניים אך תאים מפרישי פפטידים מארגנים התנהגות קבוצתית, מעין אב קדמון של סינפסה כימית.
• קנידרים כגון הידרה ומדוזה: רשתות דיפוזיות עם מרכזי מקצב תומכות במעגלים פשוטים ובסימני פלסטיות כדוגמת הסתגלות.
• קטנופורים: רשתות עצביות בעלות מערכי מולקולות שליח מובהקים, בהתאמה להופעה בלתי־תלויה אפשרית של נתיב הקיטוב ונקודת החיבור.
• עובשי ריר וכלורלה וקבוצות נוספות חסרות מערכת עצבים: התנהגות מתואמת מאשרת שהמעגל המינימלי פועל ברמת התא וברמת הקבוצה, בעוד שרשת עצבית ייעודית מגדילה את היעילות בסדרי גודל.

VII. משפט השוואה אחד בין תורת סיבי האנרגיה ללשון המקובלת

בלשון המקובלת נוירונים מתקשרים באמצעות פוטנציאלי פעולה וסינפסות. לפי תורת סיבי האנרגיה חבילות של גלי מתח ושטף נעות על קו בעל מתח גבוה אל נקודת חיבור נמוכת־סף, ושם שמירה נהפכת לבחירה הניתנת ללמידה. שתי התיאורים עוסקים באותם תופעות; תורת סיבי האנרגיה רק מציירת את החומר ואת התוואי — איזו דרך חלקה יותר, איזו נקודת חיבור רכה יותר, וכיצד חזרה מורידה ספים מקומיים.

VIII. לסיכום: חמש מדרגות מן המעגל המינימלי אל רשתות עצביות

• קרומים מעוררים מגדילים תחושה זעירה למסרים היכולים להתפשט.
• שלשלות מתא לתא ממירות סולו למקהלה.
• קיטוב ונקודות חיבור יציבות דוחסים הובלה על פני המשטח לאוטוסטרדות קוויות.
• מן רשתות דיפוזיות אל מעגלים ראשוניים עולה נוף ספים פלסטי לציר שמירה אל בחירה.
• קווים ארוכים, מעטפות וצמתים מדורגים מעלים יחד מהירות, יציבות וקנה־מידה.

מכאן ואילך התודעה איננה רק המעגל המינימלי של לחוש ולבחור, אלא רשת המאחדת מקורות רבים, זוכרת את העבר ומנבאת את הפעימה הבאה. נקודת הפתיחה צנועה — קרום שניתן לכתיבה מחדש. כך גם התוצאה — מפת ספים החקוקה בידי הזמן.