פרופ' עמי צתרי, ותלמידי המחקר דיפטנדו מוקהרג'י, ובן ג'רי גונזלס עונים על השאלה

המח שלנו משתנה כל הזמן, ו'מחווט' עצמו מחדש בתגובה לחוויות חדשות ומידע חדש מהסביבה. סמים ממכרים כמו קוקאין יכולים 'לחטוף' את המנגנונים הגנטיים האחראיים ליכולת השינוי הזו (המכונה 'פלסטיות'), וליצור התנהגויות כפייתיות של חיפוש וצריכה של הסם. 

פלסטיות בהשפעת קוקאין מאתגרת לזיהוי, כיוון שאזורי מוח ואפילו אוכלוסיות תאים ייחודיות בתוכם מגיבים בצורה שונה לסם. לדוגמה, תתי-אזורים ב"סטריאטום" – אזור במוח המגיב לגמול ותחושת עונג, ועוזר לתכנן ולהוציא תנועות גוף לפועל - מגיבים באופן שונה במהלך חשיפה ממושכת לקוקאין. אמנם ידוע כי קוקאין משנה מיד את האופן בו תאי עצב מפעילים או מכבים את הביטוי של גנים מסוימים, אך עדיין לא ברור כיצד משפיעים אותם שינויים מאוחר יותר על ההתנהגות.

במחקר הנוכחי יצאנו תחילה לגלות כיצד משפיעה חשיפה ממושכת לקוקאין על ביטוי גנים ברחבי המח. מבין איזורי המח השונים שחקרנו , הקשורים כולם למערכת הגמול, מצאנו כי הסטריאטום היה האזור שהושפע בצורה הדרמטית ביותר. במבט קרוב יותר ראינו כי החשיפה לקוקאין מפעילה גנים בתאים ספציפיים מסוג spiny projection neurons (תאי SPN), כתלות במיקומם של התאים בתתי איזורים בסטריאטום, וכתלות בנסיון הקודם של העכברים עם הסם (ראו תמונה ראשונה).

 לבסוף השתמשנו בעכברים מהונדסים גנטית כדי לבחון את הקשר שבין חשיפה לקוקאין, שינויים בביטוי גנים, ושינויים התנהגותיים. ניסויים אלה חשפו כי הדחף לחפש קוקאין תלוי בהפעלת גן בשם Egr2 בתוך תאי SPN מסוימים, השוכנים בתת איזור של הסטריאטום. גן ה-Egr2, שמצאנו כי מופעל באופן חזק במיוחד ע"י קוקאין, משמש כ'מתכון' ליצירת חלבון (פקטור שעתוק), המבקר את הפעלתם של גנים אחרים. 

התמכרות לקוקאין יכולה להיות בעלת השלכות הרסניות. הבנת הדרכים בהן משנה סם כזה את המח יכולה לסלול את הדרך לפיתוח טיפולים חדשים, תוך הוספה לידע הנצבר על המנגנונים העומדים בבסיס יכולת ההשתנות המרשימה של המח. 

בתמונה הראשונה - קוקאין מפעיל דפוסי ביטוי מגוונים של  גנים שונים (המיוצגים בצבעים צהוב, ירוק, כחול, ואדום) במוחם של עכברים. דפוסים אלה תלויים בנסיונו הקודם של העכבר: התנסות ראשונה מוצגת בחלק העליון,  חוויה חוזרת רצופה מוצגת בחלק האמצעי, והתנסות חוזרת לאחר תקופת 'גמילה' מהסם מוצגת בחלק התחתון.  

קראו את המאמר