חקירת פגיעות עצביות בהפרעות פסיכוטיות באמצעות אלקטרואנצפלוגרפיה וספירואידים קורטיקליים

הצצה לשורשי המחלה הנפשית החמורה

שִׁיזוֹפרֶנִיָּה והפרעה דו־קוטבית עלולות להפריע באופן דרמטי למחשבות, לרגשות ולחיי היומיום של אנשים, אך הכשלים הביולוגיים שמניעים את המחלות האלה עדיין נחקרים. מחקר זה מאחד שני כלים עוצמתיים — הקלטות גלי מוח מאנשים חיים ו"מיני־מוחות" מעבדה זעירים שגודללו מתאי המשתתפים עצמם — כדי לחקור מה משתבש בקשרים בין תאי המוח וכיצד בעיות אלה עשויות להתחיל מוקדם מאוד בהתפתחות.

כיצד גלי מוח חושפים חיבורים פגיעים

החוקרים הקליטו תחילה פעילות חשמלית מהקרקפת בעזרת אלקטרואנצפלוגרפיה (EEG) בעשרה אנשים עם שִׁיזוֹפרֶנִיָּה או הפרעה דו‑קוטבית וחמישה מתנדבים בריאים. הם התמקדו בתגובה המכונה פלסטיות בדומה לחיזוק ארוך־טווח (LTP-like), המשקפת עד כמה המוח מחזק את תגובותיו לגירוי חזותי חוזר — מרכיב בסיסי בלמידה ובזיכרון. בקבוצת המטופלים הפלסטיות הזאת דהתה יותר עם הזמן לעומת הקבוצה הבריאה, מה שמרמז שמעגלי המוח שלהם פחות מסוגלים "לכוונן" את תגובותיהם. אות EEG אחר, אי‑התאמה שלילית (mismatch negativity) — המשקפת את זיהוי המוח באופן אוטומטי של שינויים קטנים בקול — לא הראה הבדל בין הקבוצות הקטנות במחקר זה, אף שספרות רחבה יותר לעיתים מוצאת הפחתה באות זה בהפרעות כאלו. יחד, הקלטות אלו מצביעות על כך שחלק מצורות ההתאמה הסינפטית מוחלשות אצל אנשים עם מחלות פסיכוטיות.

גידול מיני־מוחות מתאים עור

כדי לבחון לעומק, הצוות פנה לספירואידים קורטיקליים אנושיים, המוכרים לעתים כ"מיני־מוחות". הם תכנתו מחדש תאי עור מכל משתתף לתאי גזע ואז עודדו אותם להתפתח לגושים תלת־ממדיים של רקמת מוח המזכירים את הקורטקס העוברי. בספירואידים אלו היו בעיקר תאי עצב מעוררים המשתתפים בתקשורת באמצעות הנוירוטרנסמיטר גלוטמט. בעזרת אלקטרודות זכוכית זעירות מדדו המדענים עד כמה קל לתאים אלה להפעיל אותות חשמליים ולהעביר זרם לשכנים שלהם. נוירונים מאנשים עם הפרעה דו‑קוטבית דרשו קלט חזק יותר כדי להפעיל תדר־ירי, מה שמעיד על עוררות נמוכה יותר. בספירואידים מאנשים עם שִׁיזוֹפרֶנִיָּה עוצמת האותות הנכנסים הספונטניים הייתה קטנה יותר, דבר שמרמז על שינויים מוקדמים באופן שבו תאי עצב מתקשרים בתוך הרשת.

העברת גלוטמט מוחלשת וכוח־חפצים עייפים

הצוות ציפה אז את המיני־מוחות לחלבונים מרכזיים. חלבון אחד, שנקרא VGLUT1, ארוז גלוטמט לכדורים קטנים שמשתחררים בסינפסות. בשני הספירואידים המופקים ממטופלים עם שִׁיזוֹפרֶנִיָּה והפרעה דו־קוטבית נמצאו פחות תאים עשירים ב‑VGLUT1 לעומת הבקרים, מה שמצביע על חסר משותף במנגנון שעוטף גלוטמט להפרשה. מפני ששליחת אותות צורכת אנרגיה רבה, החוקרים בחנו גם את תחנות הכוח הקטנות של התא — המיטוכונדריות — על ידי מדידת צריכת חמצן וייצור חומציות בפרוסות מהספירואידים. מיני‑מוחות של מטופלים דו‑קוטביים, במיוחד אלו שאינם מגיבים היטב לליתיום, הראו צריכת חמצן בסיסית נמוכה יותר, סימן לפעילות מיטוכונדריאלית מופחתת, בעוד שמיני‑מוחות של אנשים עם שִׁיזוֹפרֶנִיָּה הראו במדגם קטן זה מדדי אנרגיה יחסית תקינים.

קישור בין אותות מוח לאנרגיה תאית

לבסוף, החוקרים שאלו האם הבדלים בגלי המוח קשורים להבדלים במיני‑המוחות שגודלו מאותם אנשים. בין המשתתפים, אלו שבהם ה‑EEG הראה פלסטיות דמויית LTP חזקה יותר נטו להיות בעלי מיני‑מוחות עם נשימה מיטוכונדריאלית בסיסית גבוהה יותר, כלומר ייצור אנרגיה פעיל יותר. היה גם רמז שרמות VGLUT1 גבוהות יותר קשורות לפלסטיות טובה יותר. אף שאותם מגמות לא עמדו בכל סף סטטיסטי חזק אחרי תיקון עבור השוואות מרובות, הן תומכות ברעיון כי חיזוק סינפטי בריא תלוי בפעילות מיטוכונדריאלית חזקה ובתפקוד תקין של מנגנון הטיפול בגלוטמט, וכי יחסים אלה עשויים להיות משנים כבר בשלבי התפתחות מוקדמים אצל אנשים שיגדלו ויפתחו פסיכוזה.

מה זה אומר להבנת פסיכוזה

ללא מומחיות מיוחדת, המסר של העבודה הזו הוא שמחלות נפש חמורות כמו שִׁיזוֹפרֶנִיָּה והפרעה דו‑קוטבית עשויות לחלוק כשלים מוקדמים ושכיחים באופן שבו תאי המוח משדרים ומספקים אנרגיה לפעילותם. המיני‑מוחות מציעים שלפני שמופיעים תסמינים, חלק מהנוירונים עלולים לשחרר פחות גלוטמט ולעבוד על אספקות אנרגיה פחות יעילות, בעוד שהקלטות EEG מראות יכולת חלישה של המוח הבוגר לכוונן את תגובותיו. למרות שהמחקר קטן והרקמה המעבדתית עדיין דומה יותר למוח בהתפתחות מאשר למוח בוגר, שילוב של הקלטות מוח חיות עם מיני‑מוחות מותאמים אישית מציע חלון מבט מבטיח לשורשי הפסיכוזה ועשוי בסופו של דבר להנחות טיפולים ממוקדים שמטרתם לשקם תפקוד סינפטי ואנרגיה תאית.

ציטוט: Reis de Assis, D., Pentz, A.B., Requena Osete, J. et al. Investigating neural impairments in psychotic disorders using electroencephalography and cortical spheroids. Transl Psychiatry 16, 114 (2026). https://doi.org/10.1038/s41398-026-03863-4

מילות מפתח: שִׁיזוֹפרֶנִיָּה, הפרעה דו־קוטבית, אורגנואידים מוחיים, פלסטיות סינפטית, מיטוכונדריה