היבטים מסוימים של לוקליזציה בקליפת המוח מבוססים היטב, אך ייתכן שהתגובות הלא טיפוסיות לגירוי קליפת המוח הן שמחזיקות את המפתחות לטבע התודעה.
המסע לבניית מפות של תפקוד המוח הוא בן למעלה מ-200 שנה. האם אזורים שונים במוח אכן מכוונים יכולות והתנהגויות שונות? העדויות המוקדמות ביותר הגיעו ממקרים של נזק מוחי, אך התוצאות תמיד היו מעורפלות. מתוך 37 מקרים מדווחים של נזק לאונה הקדמית, למשל, 21 הראו נזק ליכולת הדיבור אך האחרים לא.
ראה פוסט קשור פירוק מחשבה
ניסוי הגירוי הראשון בקליפת המוח
ואז, ב-1870, הנוירולוג הגרמני אדוארד היציג והפיזיולוג גוסטב פריסטש ערכו סדרת ניסויים מוזרה. נאסר עליהם לבצע אותם באוניברסיטת ברלין, שם שניהם קבעו פגישה, והם ביצעו את הניסויים הללו בחדר השינה של פריטש. הם חשפו רצועה מקליפת המוח של כלב, והשתמשו בבדיקה כדי להפעיל גירוי חשמלי על אזורים שונים. הכלב, כמובן, לא יכול היה לדווח על מה שהוא חווה או אם התעוררו זיכרונות, אבל הם גילו שהם יכולים למפות אזורים במוח להתכווצויות שרירים המתעוררות בחלקים שונים של הגוף. זו הייתה אחת הראיות המוצקות ביותר לכך שגירוי אזור אחד במוח, אך לא אחר, יכול להניע התנהגות מוטורית מסוימת.
גירוי קליפת המוח בבני אדם
רק בשנת 1890 בוצע גירוי כזה בבני אדם. זה נעשה על ידי מנתח אמריקאי בסינסינטי בשם רוברטס ברתולו על אישה בת 30 שנפלה לשריפה ונכווה קשות בקרקפת שלה כשהייתה תינוקת. הפאה שחבשה כדי לכסות את הכוויה שחקה איכשהו חלק מהגולגולת שלה במשך השנים עד כדי כך שאפשר היה להבחין בזיהום פועם במוח מתחתיה. למרות זאת, לא היה אובדן תחושתי-מוטורי ברור, מה שהוביל אותו להאמין שיהיה בטוח להחדיר מחטים לגירוי לאחר הסרת המוגלה. הגירוי הראשוני שלו עם זרם נמוך מאוד לא יצר כאב כלשהו ותנועה מוטורית בזרוע הנגדית. עם זאת, כשהגביר את הזרם, זרועה התרוממה ונכנסה לעוויתות קלוניות. שפתיה הפכו כחולות, אישוניה התרחבו והיא החלה להקציף בפיה. חמש דקות לאחר מכן היא נכנסה לתרדמת. תוך כמה ימים היא מתה. ניסיונות עוקבים הניבו תוצאות דומות.
ההומונקולוס ומעבר לו
ובכל זאת, גירוי בבני אדם לא נזנח, ולהבנת השפעותיו אנו חייבים הרבה לנוירוכירורג הקנדי ויילדר פנפילד שביצע ניסויי גירוי ב-163 חולים שניתח ב-1928. התוצאה הידועה ביותר של עבודה זו היא ההומונקולוס בקליפת המוח – מפה של ייצוג הגוף בפיתול הקדם-מרכזי והפוסט (ראה תמונה למעלה) והוצגה ברובה במאמרו ייצוג מוטורי וחושי סומטי בקליפת המוח של האדם כפי שנחקר על ידי גירוי חשמלי. נכתב עם אדווין בולדרי ב-1936. עם זאת, פנפילד תיעד את עבודתו בתקופה שבה מאמרים מדעיים לא היו רק גרפים ותרשימים עם ערכי p שלעתים קרובות קברו או חישבו ממוצע של התופעה המעניינת ביותר במרדף אחר תוצאה נקייה. במקום זאת, אפילו כשהוא חיפש נושאים חוזרים ונשנים של לוקליזציה בקרב מטופליו באמצעות גירוי חלש מאוד, עבודתו מתעדת גם את המקרים של המוזר והבלתי ניתן להסבר. בתגובות הלא טיפוסיות הללו שפנפילד הצהיר שהן "בלתי מוסברות אך יש לקבלן" הבנתנו מאותגרת. הנה כמה מהם:
שונות אינדיבידואלית
התגובות הסומטוסנסוריות מופו בדרך כלל לפיתול המרכזי הקדם והאחורי לאורך החריץ המרכזי. עם זאת, פנפילד מציין שהמפה הממוצעת שהוא שרטט עבור כל נקודה בפיתול הקדם-מרכזי תהיה נכונה רק עבור אחד מכל שישה פרטים ולא עבור האחרים. לפיכך, המפה משוערת, אך לא מדויקת באופן אינדיבידואלי.
ראה פוסט קשור המיתוס של המוח הממוצע
תגובות שנעקרו
מקרים מסוימים יצרו תנועה בתגובה לגירוי של אזורים לא טיפוסיים הרחוקים מהפיתול המרכזי הקדם והאחר. מקרה אחד כזה ייצר באופן עקבי את אותה תגובה מוטורית מהאונה הרקתית. שנית, תגובות חושיות ומוטוריות היו בדרך כלל מנוגדות לאונה המגורה, אך שלושה מקרים דיווחו על תחושות דו-צדדיות בעיניים, בפנים ובלסת. אישה אחת אפילו הפיקה תגובה מקבילה מאומתת שוב ושוב בפנים.
חוסר יציבות של לוקליזציה
בעוד שגירוי חוזר ונשנה של אותה נקודה בקליפת המוח במהלך אותו מפגש כירורגי ייצר תגובה עקבית, זה לא היה כך בניתוחים או במפגשים. בחמישה חולים בהם בוצע ניתוח שני מספר חודשים לאחר מכן נמצא כי מקומות שיצרו תגובות פעילות למדי במהלך הניתוח הראשון היו אילמים לגירוי ולהיפך. בשני מקרים הם אפילו מצאו שהם יכולים לגרום לתנועה של תגובה מוטורית מהשפה האחורית לשפה הקדמית של הפיתול הקדם-מרכזי על ידי גירוי קצבי.
ראה פוסט קשור התוצאות המוזרות של נוירוכירורגיה
תגובות לא טיפוסיות
באופן כללי, גירוי של קליפת המוח בכל מקום לא ייצר תגובה רגשית או מערכת העיכול. עם זאת, בארבעה חולים ניתן היה לגרום לבחילה באופן אמין על ידי גירוי ובשלושה חולים ניתן היה לעורר בכי.
אין לוקליזציה לאיכות התחושה
תגובה סומטוסנסורית כללה גם תנועה וגם תחושות של הגוף. עם זאת, בעוד שעוררו תחושה כלשהי של חלקי גוף שונים הממופים למיקומים טיפוסיים, לא הייתה לוקליזציה של איכות הגירוי המדווחת. חלקם דיווחו על תחושת חוסר תחושה או עקצוץ, אחרים קור או חום, חלקם תחושת עיבות או נפיחות ולעיתים תחושת תנועה גם בהיעדרו. מעטים דיווחו על כאבים, אך לא חזקים מספיק כדי שהמטופל יתנגד.
מהמוח למוח
התמונה העולה היא שללוקליזציה בקליפת המוח יש כמה דפוסים משותפים, אך היא עדיין מאוד אינדיבידואלית, דינמית ומסוגלת לחריגים פראיים. יתר על כן, במסגרת הלוקליזציה, קל יותר להבין את התגובה המוטורית, אך התחושה מבלבלת יותר ומעלה שאלות לגבי טבע הנפש והמוח. אשאיר אתכם עם מחשבותיו של פנפילד עצמו על כך מכמה מכתביו האחרונים לפני מותו (מתוך "האלקטרודה", "המוח והמוח", 1972), הרלוונטיים עד היום.
כמדענים, עלינו לשמור על שיפוט לגבי טבעם האולטימטיבי של הדברים. בינתיים אנו יכולים להשתמש רק בשפה של דואליזם, וכך לדבר על המיינד והמוח. אין שום אמצעי אחר לדיון אנליטי. החידה העתיקה של האופן שבו מוח ונפש אכן מתקשרים עדיין לא פתורה. אבל, אנחנו מתחילים להבין את המוח, אם לא את המוח. המוח מקבל הודעות. נראה שהוא מכוון את פעולת המוח במיקוד הקשב ובפעילות רצונית.
יש מנגנון מיוחד לתודעה. ניתן להפעיל אותו מרחוק על ידי אלקטרודה בקליפת המוח הפרשנית. המנגנון נעצר לפעמים על ידי פריקה אפילפטית בחומר אפור הממוקם במרכז. במהלך הפעלה זו, התודעה הוא לא אבוד. במהלך מעצר זה, הכרה אבוד ומכיוון שמנגנונים אחרים ממשיכים ללא שליטה של מנגנון התודעה, האינדיבידואל הופך לאוטומטי.
פריטש והיציג נתקלו באמת. המוח אכן מתפקד, כפי שאמרו, ב"אמצעים מכניים מבודדים". וכעת אנו יכולים לתפוס את קווי המתאר של אמת נוספת: התודעה תואמת למנגנון תואם ספציפי במוח. התנהגות אנושית נקבעת על ידי אינטראקציה של המוח והמוח.