מחקר חדש של אוניברסיטת בן-גוריון בנגב מגלה כי המיאלין, מעטפת ההגנה העוטפת את סיבי העצב, משמש במוח בעיקר כמנגנון לחיסכון באנרגיה – ולא רק כאמצעי להאצת העברת האותות העצביים. לפי הממצאים, המיאלין מפחית בכ-50% את העלות האנרגטית של התקשורת בין תאי העצב.
המוח נחשב לאחד האיברים הצורכים את כמות האנרגיה הגבוהה ביותר בגוף. המחקר, שפורסם בכתב העת המדעי Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), מצא כי במעטפת המיאלין שבחומר האפור של קליפת המוח, התפקיד המרכזי הוא לצמצם את האנרגיה הנדרשת להעברת מסרים עצביים תוך שמירה על פעילות מוחית יציבה.
את המחקר ערך הדוקטורנט אורון קוטלר בהנחיית פרופ' איליה פליידרוויש מהמחלקה לפיזיולוגיה וביולוגיה של התא באוניברסיטת בן-גוריון. במחקר השתתפו גם חוקרים מהמרכז הרפואי האוניברסיטאי סורוקה, ממכון ויצמן למדע ומה-New York Medical College.
עוד באתר:
המיאלין הוא מעטפת שומנית מבודדת המקיפה את האקסונים – שלוחות ארוכות של תאי העצב שבאמצעותן עוברים אותות חשמליים. בעצבים ההיקפיים ידוע כי המיאלין מאיץ משמעותית את העברת האותות ומפחית את צריכת האנרגיה, אולם תפקידו בחומר האפור של המוח, שבו תאי עצב רבים יוצרים רשתות צפופות ומורכבות, היה עד כה ברור פחות.
באמצעות הדמיה מתקדמת, מדידות אלקטרופיזיולוגיות ומודלים ממוחשבים השוו החוקרים בין סיבי עצב דקים בקליפת המוח, עם ובלי מיאלין. הממצאים הראו כי השפעת המיאלין על מהירות האות הייתה קטנה: שני סוגי הסיבים העבירו אותות במהירות דומה של כ-0.32 מטר בשנייה.
ההבדל המרכזי נמצא בצריכת האנרגיה. בסיבים עטופי מיאלין חדר במהלך הפעילות החשמלית כ-50% פחות נתרן לתא. מאחר שתאי העצב משתמשים באנרגיה כימית מסוג ATP כדי להוציא את הנתרן ולהחזיר את האיזון הכימי, הפחתת כניסתו מקטינה למעשה במחצית את העלות האנרגטית של העברת האות.
החוקרים מצאו גם כי המיאלין בקליפת המוח בנוי באופן שונה מזה שבעצבים ההיקפיים. במקום מקטעים ארוכים ואטומים שנועדו למקסם את מהירות ההולכה, הוא מורכב ממקטעים קצרים יותר ומחיבורים גמישים. מבנה זה מאפשר לתאי העצב לחסוך באנרגיה מבלי לפגוע בתפקוד החשמלי התקין.
הממצאים עשויים לסייע בחקר טרשת נפוצה ומחלות נוספות הקשורות לפגיעה במיאלין, משום שהם מצביעים על כך שאובדן המעטפת פוגע לא רק בהעברת האותות אלא גם במאזן האנרגטי של המוח. בעתיד ייתכן שניתן יהיה לפתח טיפולים שיגנו על המיאלין והאקסונים, יפחיתו את העומס המטבולי על תאי העצב ויסייעו בשמירת האיזון הכימי לאחר פגיעה.
בנוסף, החוקרים מעריכים כי התגלית עשויה לתרום גם לפיתוח מערכות בינה מלאכותית ומחשוב בהשראת המוח, המבקשות לבצע פעולות מורכבות תוך שימוש יעיל וחסכוני יותר באנרגיה.
