שדות אפטיים: כיצד מנגנון מוחי חדש משנה את ההבנה של התודעה

2024-11-08T20:42:38+03:00

מדעי המוח המודרניים מתרכזים בתאי עצב, התאים המיוחדים המהווים את הבסיס למוח שלנו. מדענים מאמינים שתפיסה, זיכרון, תהליכים קוגניטיביים ואפילו תודעה מוסברים על ידי עבודתם של מיליארדי נוירונים אלה המייצרים דחפים חשמליים קטנים. האותות הללו, המשדרים כאב ותחושות חושיות אחרות למוח, יכולים להסביר באופן תיאורטי את כל ההיבטים של תודעה אנושית מורכבת, אם כי הפרטים המדויקים של "הקוד העצבי" אינם ידועים עדיין.

הוא האמין כי דחפים עצביים העוברים דרך תאי המוח הם הצורה העיקרית של העברת מידע. עם זאת, כמה חוקרים מאמינים כי התופעה
שדות "אפטיים".
עשוי למלא תפקיד חשוב לא פחות. במקרה זה, אנו מדברים על שדות חשמליים המתעוררים במהלך פעולתם של נוירונים ומשפיעים על המוח ללא השתתפות של קשרים סינפטיים קלאסיים.

הקונספט"
קוד עצבי
", המתאר את עקרון הכל או כלום של תאי עצב, הופיע לראשונה בארצות הברית ב-1943 ומאז הפך לבסיס למחקר בתחום מדעי המוח. עם זאת, מנגנוני התודעה המדויקים עדיין נותרו בגדר תעלומה. לפי לחלק מהמדענים, יחד עם השיטה המסורתית של העברת אותות, עשויים להיות נתיבי תקשורת חלופיים במוח, כגון קשרים אפפטיים, השפעות אלו קשורות לשדות אלקטרומגנטיים הנוצרים כאשר נוירונים פעילים.

לדוגמה, חלק מתאי העצב ברשתית מעבירים מידע ללא סינפסות קלאסיות. הם משתמשים בסוג מיוחד של דיפוזיה חשמלית המאפשרת להעביר את האות באופן מיידי לעצב הראייה, ומספקת מהירות ותפוקה גבוהים. זהו מנגנון חיוני לראייה הפועל ללא דחף עצבי "קלאסי".

ניסויים משמעותיים בתחום האינטראקציות האפפטיות
בוצעו
בשנת 2019 במעבדה של דומינק דוראן באוניברסיטת קייס ווסטרן רזרב. מדענים גילו שפרוסת מוח של עכבר, גם לאחר ניתוק מוחלט של קשרים, שמרה על רמה יציבה של פוטנציאל חשמלי. יחד עם זאת, השפעת השדה האפטי נותרה במרחק של עד 400 מיקרון, ולאחר מכן ירדה משמעותית.

המהירות שבה עוברים אותות אפפטיים דרך החומר האפור יכולה להיות מהירה עד פי 5,000 מדחף רגיל, מה שהופך את המנגנון הזה ליעיל הרבה יותר עבור עיבוד מידע. אם המוח היה מנצל את היכולת הזו במלואה, כמות המידע המועברת דרך שדות אפפטיים יכולה להיות גדולה פי כמה מהיכולות של קשרים עצביים רגילים.

למרות שהקלט הסינפטי נותר חשוב עבור פונקציות כמו תנועה ותפיסת קול, צפיפות המידע העצומה של שדות אפפטים ושכיחותם במוח מעידה על כך שהאבולוציה השתמשה בהם לביצוע משימות מורכבות. דוגמה לכך היא מחקרו של וולטר פרימן מאוניברסיטת קליפורניה, שטען עוד ב-2006 שמהירות סינפטית מסורתית אינה מסבירה את המהירות של תהליכים קוגניטיביים.

פרסומים אחרונים, כולל מחקר מאת קוסטה אנסטסיאו מאוניברסיטת UCLA וכריסטוף קוך,
לְאַשֵׁר
שהשפעות אפפטיות עשויות להיות המנגנון העיקרי לתיאום המהיר הנדרש לתודעה, אפילו ללא מעורבות של קשרים סינפטיים מהירים. ממצאים אלו מצביעים על אפשרות של פרדיגמה מדעית חדשה שיכולה לשנות את ההבנה של אופן פעולת החשיבה והתודעה.

הראש החדש של המעבדה האירופית לפיזיקה אנרגיה גבוהה CERN מתכוון לתמוך בפרויקט של יצירת מאיץ חלקיקים רב עוצמה, עדיף באופן משמעותי על המתנגש הנוכחי שגילה את "חלקיק האל" המפורסם. IN
רֵאָיוֹן
במסיבת עיתונאים אמר מארק תומסון, פיזיקאי בריטי ש-CERN מינתה למנכ"ל העתידי שלה מינואר 2026, כי העיצוב של המאיץ החדש – Future Circular Collider (FCC) – הוא הפתרון האופטימלי למדע.

המאיץ הנוכחי של CERN, מאיץ ההדרונים הגדול (LHC), הוא טבעת באורך 27 קילומטרים הממוקמת בעומק של כ-100 מטרים על גבול צרפת ושוויץ. במתקפה זו הוכיחו מדענים את קיומו של בוזון היגס, הידוע גם בשם "חלקיק האל", שגילויו היה שלב מרכזי בהבנת האופן שבו חלקיקים צוברים מסה.

ה-LHC צפוי להשלים את פעילותו עד 2040, ו-CERN שוקלת לבנות מתנגש חדש, באורך 91 קילומטרים ובעלות של כ-17 מיליארד דולר. תומסון הדגיש את החשיבות של הבנת כל ההיבטים הפיננסיים של הפרויקט, שעדיין דורש קונצנזוס לפני קבלת החלטה סופית.

פרויקט ה-FCC נועד גם לחקור חומר אפל ואנרגיה אפלה, תופעות שנותרו בגדר תעלומה למדענים. כיום, סבורים שחומר גלוי, כולל כוכבים, גז, אבק וכוכבי לכת, מהווה רק 5% מהמסה של היקום. 95% הנותרים מגיעים מחומר אפל ואנרגיה אפלה, שטבעם טרם נחקר.

תומסון הביע אופטימיות שניסויים מתמשכים יכולים לקרב את האנושות לחשיפת טבעו של החומר האפל.

[newsletter_plugin_form]