יריעה מקופלת
מוח של אדם בוגר שוקל כקילוגרם וחצי, בערך 2% מהגוף, ובכל זאת במנוחה הוא צורך כחמישית מהאנרגיה של הגוף: כעשרים ואט, ההספק של נורה עמומה. הוא רך, בערך כמו טופו, וצף בכרית של נוזל בתוך הגולגולת.
רוב מה שרואים מבחוץ הוא המוח הגדול, שמחולק באמצע לשני חצאים, ההמיספרה השמאלית וההמיספרה הימנית. פני השטח שלו הם קליפת המוח, יריעה של תאי עצב בעובי של שניים עד ארבעה מילימטרים בלבד. אילו פרשו אותה, הקליפה של שתי ההמיספרות הייתה מכסה כ־0.2 מטר רבוע, ריבוע שצלעו 45 סנטימטרים. הקיפול הוא הדרך להכניס יריעה גדולה כל כך לגולגולת: כשני שלישים ממנה מוסתרים בתוך החריצים. כל רכס הוא פיתול וכל חריץ הוא תלם. מתחת ליריעה האפורה נמצא החומר הלבן, החיווט: צרורות של סיבי עצב שמחברים חלק אחד של הקליפה לאחר ולשאר הגוף.
כמה תלמים עמוקים מחלקים כל המיספרה לארבע אונות: האונה המצחית מאחורי המצח, האונה הקודקודית מתחת לקודקוד, האונה הרקתית מעל האוזן והאונה העורפית מאחור. מתחת, בחלק האחורי, מקופל המוח הקטן, שמחליק ומתזמן תנועות. יש בו כ־69 מתוך 86 מיליארד תאי העצב של המוח, דחוסים בקפלים הדקים שלו. גזע המוח מחבר את הכול לחוט השדרה ומנהל את מה שלעולם לא חושבים עליו, כמו הנשימה ופעימות הלב.
נסו: כשהתקרבות לתאי העצב על אונות, גררו את המוח כדי לראות מלמעלה את הרווח בין שתי ההמיספרות, ומלמטה את הקפלים הדקים של המוח הקטן.
מפה של תפקידים
קליפת המוח אינה זהה בכל מקום. פיסות שונות עושות עבודות שונות, והמפה דומה מאוד מאדם לאדם.
הרמזים הראשונים הגיעו מפציעות. ב־1861 בדק הרופא הצרפתי פול ברוקה אדם שהבין את מה שאמרו לו, אבל יכול היה לומר רק הברה אחת, “טן”. אחרי מותו של האיש מצא ברוקה נזק באונה המצחית השמאלית, ממש מעל האונה הרקתית: המקום שנקרא היום אזור ברוקה. ב־1874 תיאר קרל ורניקה מטופלים עם נזק אחורי יותר, באונה הרקתית השמאלית, שדיברו בשטף אבל בלי הרבה היגיון, ולא הצליחו להבין מה אחרים אומרים. המקום הזה הוא אזור ורניקה.
בשנות השלושים והארבעים של המאה העשרים מיפה המנתח ויילדר פנפילד את קליפת המוח של מטופלים שהיו ערים בזמן ניתוח מוח לטיפול באפילפסיה (המוח עצמו אינו חש כאב). זרם חלש על רצועה אחת, ממש לפני החריץ המרכזי, גרם לאצבע או לשפה להתעוות: הקליפה המוטורית. על הרצועה שממש מאחוריה, הזרם גרם למטופלים להרגיש מגע על העור: קליפת המגע. כל רצועה מחזיקה מפה של הגוף, הפוכה, עם כפות הרגליים למעלה והפנים למטה, ועם נתחים ענקיים לידיים, לשפתיים וללשון, שעושות את העבודה העדינה ביותר.
הראייה מתחילה בקליפת הראייה בחלק האחורי ביותר של המוח, רחוק מהעיניים ככל האפשר. משם האותות זורמים קדימה בשתי דרכים: למטה אל האונה הרקתית, כדי לזהות מה הדברים, ולמעלה אל האונה הקודקודית, כדי לזהות איפה הם ואיך להגיע אליהם. צלילים מגיעים אל קליפת השמיעה, החבויה בתלם העמוק שמעל האונה הרקתית. איך העין והאוזן הופכות אור וקול לאותות מסופר בראייה ובשמיעה.
נסו: העבירו את התקרבות לתאי העצב אל אזורים פעילים ועברו בין האפשרויות של משימה. צפו בזוהר עובר מעורף המוח (ראייה) אל האונה הרקתית (שמיעה) ואל הרצועה שחוצה את החלק העליון (הזזת יד).
חיווט מוצלב
רוב החיווט בין קליפת המוח לגוף מוצלב. כל המיספרה מזיזה ומרגישה את הצד הנגדי של הגוף. הסיבים שמובילים פקודות מהקליפה המוטורית השמאלית עוברים לצד ימין נמוך בגזע המוח, ויורדים בחוט השדרה אל שרירי יד ימין. שבץ בהמיספרה השמאלית עלול לשתק את הצד הימני של הגוף.
הראייה מוצלבת בדרך משלה. כל המיספרה רואה את החצי הנגדי של שדה הראייה, דרך שתי העיניים: סיבי העצב מכל עין מתפצלים במקום שבו שני עצבי הראייה נפגשים, כך שכל מה שמימינכם מגיע לקליפת הראייה השמאלית. השמיעה מוצלבת רק בחלקה. כל אוזן שולחת אותות לשתי ההמיספרות, לנגדית קצת יותר חזק.
המוח הקטן הוא היוצא מן הכלל. הוא עובד עם הצד שלו בגוף, ולכן הזזת יד ימין מפעילה את הקליפה המוטורית השמאלית ואת החצי הימני של המוח הקטן.
נסו: בחרו הזזת יד והחליפו את צד בין ימין לשמאל. הזוהר קופץ מראש ההמיספרה השמאלית לראש ההמיספרה הימנית, והזוהר של המוח הקטן מחליף צד בכיוון ההפוך.
אף משימה לא משתמשת בנקודה אחת
סריקת מוח בבית חולים או במעבדה, שנקראת דימות תהודה מגנטית תפקודי (fMRI), לא רואה תאי עצב יורים. היא רואה דם. תאי עצב עובדים צריכים יותר חמצן, ובתוך כמה שניות זרימת הדם לפיסה עסוקה עולה יותר ממה שהם צורכים, כך שהדם שם נושא יותר חמצן. הסורק קולט את ההבדל הזה. הכתמים הצבעוניים בתמונות של סריקות, כמו הזוהר בסצנה, הם מפה של הפרש: המוח בזמן משימה, פחות אותו מוח במנוחה. השינויים קטנים, אחוזים בודדים, וצריכת האנרגיה הכוללת של המוח כמעט לא עולה כשחושבים קשה.
לכן הרעיון שאנחנו משתמשים רק ב־10% מהמוח הוא מיתוס. כל חלק פעיל כל הזמן; משימה רק הופכת חלקים מסוימים לעסוקים יותר משהיו. ואף משימה לא משתמשת בנקודה אחת. ראיית חפץ מדליקה את קליפת הראייה ואזורים שלפניה; דיבור צריך את אזור ברוקה, את חלק הפה ברצועה המוטורית, אזורים שמתכננים את התנועה, את קליפת השמיעה כדי לשמוע את הקול שלכם ואת המוח הקטן כדי לשמור על התזמון. האזורים עובדים כרשת, ומעבירים אותות זה לזה דרך החומר הלבן.
יש אזורים שעסוקים יותר במנוחה מאשר בזמן משימה. כששוכבים בשקט בלי שום דבר לעשות והמחשבות נודדות, לזיכרונות, לתוכניות או לאנשים אחרים, קבוצת אזורים לאורך האמצע והצדדים של שתי ההמיספרות נעשית פעילה יותר, ונרגעת שוב ברגע שפונים למשימה. היא נקראת רשת ברירת המחדל.
נסו: בחרו מנוחה. קבוצה אחרת של אזורים זוהרת, בשתי ההמיספרות, ואזורי הראייה והתנועה דועכים.
בתוך פיסה עסוקה
העבירו את התקרבות לתאי העצב אל תאי עצב והסצנה מתקרבת אל פיסה של קליפת המוח בהמיספרה השמאלית, באזור שהמשימה נשענת עליו יותר מכול. קליפת המוח בנויה משש שכבות, שממוספרות מפני השטח כלפי מטה. אותות מהחושים מגיעים לאמצע, לשכבה IV, לאורך סיבים מהתלמוס, תחנת ממסר עמוק במוח. תאי עצב פירמידליים גדולים בשכבה V שולחים את הסיבים הארוכים שלהם למטה, אל החומר הלבן, והלאה לאזורים אחרים, לגזע המוח או לחוט השדרה. תאי עצב מקשרים קטנים יותר מחברים תאים קרובים, בעיקר כדי להרגיע אותם.
כל תא עצב מדבר בדחפים: פולסים קצרים של הכול או לא כלום, שמתוארים במערכת העצבים. פיסה עסוקה היא פיסה שבה תאי עצב רבים יורים מהר יותר. כשאין לו מה לעשות, תא עצב טיפוסי בקליפה יורה בערך פעם בשנייה. כשהאזור שלו עובד, תאי העצב שהמשימה מפעילה יורים עשרות פעמים בשנייה, והשכנים שלהם כמעט לא משתנים.
התרשים תחת שנייה אחת בפיסת הקליפה מראה זאת כרסטר: שורה לכל תא עצב, קו לכל דחף, ותאי העצב של המשימה למעלה. הדפוס, אילו תאים יורים ומתי, נושא את המידע. רשתות נוירונים מלאכותיות שאלו גרסה פשוטה בהרבה של הרעיון הזה.
נסו: כשהתקרבות לתאי העצב על תאי עצב, בחרו ראייה ואז החליפו את צד לשמאל. הפיסה בקליפת הראייה השמאלית משתתקת: את מה שמשמאלכם רואה ההמיספרה הימנית.
הדיבור גר בשמאל
השפה אינה סימטרית. אצל כ־95% מהימניים, ואצל כ־70% מהשמאליים, דיבור והבנת דיבור תלויים בעיקר בהמיספרה השמאלית. ההמיספרה הימנית עדיין עוזרת, עם המנגינה והרגש של הדיבור, ושתי ההמיספרות חולקות כמעט את כל השאר.
זו הסיבה שהבחירה בצד לא משנה דבר בדיבור: אזורי ברוקה וורניקה נשארים בשמאל. הרצועות המוטוריות של שתי ההמיספרות עובדות, כי שני הצדדים של השפתיים והלשון זזים.
נסו: בחרו שמיעה והחליפו את צד. קליפת השמיעה בצד הנגדי לאוזן עובדת קשה יותר, אבל אזור ורניקה, שמפענח את המילים, נשאר בשמאל.
מה המודל משמיט
רמות הפעילות הומצאו כך שיתאימו לדפוס של ספרי הלימוד, ולא נמדדו אצל אדם אחד. סריקות אמיתיות שונות מאדם לאדם ומרגע לרגע, לכתמים שלהן שוליים מרופטים, והם מתפזרים על פני הרבה יותר פיסות קטנות. משימה אמיתית מפעילה גם מבנים עמוקים, כמו התלמוס והגרעינים הבסיסיים, שהסצנה לא מראה, והפעילות שלה משתנה בזמן: אות מהעיניים מגיע לקליפת הראייה בתוך כחמש מאיות השנייה, ולאזורים שלפניה מעט מאוחר יותר.
כל אזור מצויר במקום שבו הוא נמצא בדרך כלל, על מוח שהקפלים שלו נוצרו במחשב. למוחות אמיתיים יש אותם תלמים גדולים, אבל הקפלים הקטנים שונים מאדם לאדם ואפילו בין שתי ההמיספרות. חלק גדול מקליפת הראייה ומקליפת השמיעה חבוי בתוך תלמים או על הפן הפנימי של כל המיספרה, כך שהזוהר על פני השטח מראה רק חלק ממנה.
בפיסה מצוירים כמה עשרות תאי עצב, במקום שבו בפיסת קליפה אמיתית בגודל הזה יש מאות אלפים, ולכל אחד אלפי חיבורים ולא שלושה. הדחפים שלה אקראיים, בקצב שהמשימה קובעת לכל תא, ומואטים פי עשרים; במוח אמיתי התזמון בין התאים חשוב, וחלק מהדפוסים מגיעים בגלים. חושי המגע, הטעם והריח, ואיך המוח מצרף אותם, נשארים למאמר על החושים שיבוא בהמשך.