בעלי חיים משתמשים במערכות העצבים החושיות שלהם כדי לקבל מידע על סביבתם, ואז לבצע התנהגויות מסוימות בתגובה לסביבה שגילו. עם זאת, למערכת העצבים לוקח זמן לעבד מידע חושי זה, והסביבה עשויה להשתנות עוד לפני שהמידע הקודם עובר עיבוד מוחי מלא. עובדה זו חשובה במיוחד במגע בין טורפים לנטרפים. מחקר זה התמקד בשאלה כיצד מצליחים זבובים לבצע את התחמקויותיהם המהירות, בזמן שאינם מקבלים משובים שוטפים ממערכות החישה המוחיות שלהם.

כדי לענות על שאלה זו נקטו החוקרים גישה בין-תחומית. עבודת מחקר קודמת של אחד החוקרים במחקר זה, ד"ר שיווי וואנג, שעבד במעבדתו של פרופ' שגב במסגרת לימודי בתר-דוקטורט, בחנה מודל תיאורטי שניסה להבין את קידוד התנועה במערכת הראייה של הזבוב. "הצלחתי להרחיב את הרעיונות האלה לחיזוי. המחקר איפשר לי להשוות את המודל שלי לנתוני התנהגות אמיתיים כדי לבדוק את התיאוריה שלי", אמר וואנג. 

לאחר מכן, באמצעות דיאגרמות מפורטות של הקישוריות בין נוירונים במערכת הראייה של הזבוב, ביצעו החוקרים סימולציה של התגובה החזותית, כשהם נעזרים במערך הנתונים ההתנהגותי שנרשם בעבר. החוקרים זיהו לראשונה כי נתונים חושיים על עולמו הוויזואלי של הזבוב עוברים דרך מעין "צוואר בקבוק", באמצעותו מבצע מוח הזבוב העדפה של מידע מסוים על פני אחר, מכיוון שאין לו יכולת להתמודד עם כל כמות המידע שמגיעה אליו. עם זאת, מוחו של הזבוב אינו משליך מידע ויזואלי ללא הבחנה, משום שחלק ממנו עשוי להיות שימושי לחיזוי עתידי, ולכן מידע זה נאגר.

עוד זיהו החוקרים מבנים היוצרים קשר חשמלי ישיר בין סיבי האקסון של תאים שכנים (- axonal gap junctions) – המהווים ערוצים המתווכים בצורה אופטימלית את המידע הזורם בצוואר הבקבוק, והינם קריטיים הן לסינון המידע המיותר והן לשמירה על המידע הדרוש לחיזוי. החוקרים אף מצאו תת-אוכלוסייה ייחודית של נוירונים חושיים המעורבים בתחזיות, אשר קשורה ישירות לנוירונים המוטוריים של היגוי התעופה של הזבובים. קשר זה מרמז על כך שיש קלט ישיר בין הנוירונים האחראים לחיזוי של סביבת הזבוב לנוירונים השולטים בהתנהגות התעופתית של הזבוב. קשר זה עשוי להסביר כיצד תחזיות מאפשרות לזבוב לשנות במהירות רבה את התנהגותו.

"פתיחת 'הקופסה השחורה' של האופן בו מתעופף הזבוב וחוזה את סביבתו חשפה את מה שלדעתנו הינם עקרונות אוניברסליים במערכות העצבים של בעלי חיים רבים, לא רק זבובים", מציינת פרופ' פאלמר השותפה למחקר. "במחקר המשך נהיה מעוניינים למצוא דוגמה נוספת להתנהגות חזויה אצל בעלי חיים אחרים, ולבדוק אם מה שמצאנו בזבוב אכן חל במינים נוספים. בנוסף, תובנות מעבודה על זבובים עשויות לתת לנו רמזים לגבי האופן שבו המוח שלנו, בני האדם, פועל".

ד"ר וואנג סבור כי לתוצאות המחקר עשויות להיות השלכות לגבי הבנת מחלות ניווניות כמו מחלת אלצהיימר, במהלכה מאבד המוח את יכולת החיזוי. לטענתו, אם התובנות שהתקבלו ממחקר הזבובים מתקיימות גם בבני אדם, הדבר יכול לסייע בחשיפת יעדים ספציפיים חדשים להתערבות טיפולית. 

קיראו את המאמר