מחקרים מצביעים על כך שלפני כחצי מיליארד שנים חדר לגופם של בעלי החיים הקדמוניים וירוס עתיק ומתוחכם, שלא רק שלא הזיק למארח שלו, אלא אף קידם אותו אבולוציונית. שרידיו קיימים במוחנו עד היום, וחוקרים טוענים כי ייתכן שהוא זה שהעניק לנו את מתנת הזיכרון לטווח הארוך, ואולי אף את התודעה עצמה.
וירוסים הם יצורים מוזרים וייחודיים ביותר. בניגוד לחיידקים, למשל, שמחפשים בגופנו מקום נוח להתקיים ולהתרבות בו, הווירוסים בהגדרתם לרוב לא נחשבים ליצורים חיים מכיוון שאינם מסוגלים להתרבות באופן עצמאי. ניתן לתפוס אותם כטפילים גנטיים שתלויים לגמרי בתא מארח. מרגע ההדבקה, הווירוס נצמד לתאים חיים ומחדיר להם את החומר הגנטי שלו. כך מנצל הווירוס בערמומיות את יכולת השכפול הטבעית של התאים החיים ולמעשה גורם להם לבצע את תהליך ההתרבות עבורו. למזלנו, הגוף שלנו מצויד במערכת הגנה מתוחכמת לא פחות, וברגע שהתא מזהה פלישה ויראלית הוא מפעיל את מערכת החיסון שנלחמת במזיק.
אך מלחמת הקיום הביולוגית לעולם לא נחה. עם הזמן, התפתחו גם מה שמכונים רטרו-וירוסים: נגיפים מתוחכמים ביותר אשר יודעים להתחבא מפני מערכת החיסון. וירוסים אלו, שעימם נמנה לדוגמה נגיף ה- HIV, אורזים את החומר הגנטי שלהם במעין תרמיל משוריין הנקרא קפסיד, שמאפשר לו לנוע מתא לתא בלי להיות מזוהה ומותקף על-ידי מערכת החיסון.
התכונה הנכלולית הזו אומנם הופכת את הרטרו-וירוסים למסוכנים במיוחד, אבל בשנים האחרונות חוקרים טוענים שייתכן כי היא זו שאפשרה למנגנון הזיכרון והתודעה שלנו להתפתח לפלא האבולוציוני שהוא היום.
הווירוס שמדביק תאים בזיכרונות
ג'ייסון שפרד, פרופסור לנוירוביולוגיה מאוניברסיטת יוטה, חוקר את תהליכי אחסון המידע במוח. במעבדתו הוא מתמקד בגן ייחודי הנקרא Activity-regulated cytoskeleton-associated protein או בקיצור ARC – 'ארק'.
הגן התגלה באמצע שנות ה-90 של המאה ה-20 על-ידי חוקרים שראו אותו נדלק במוח בכל התרחשות של למידה או של היתקלות בתופעה חדשה. מאז, למרות שדרך פעולתו ותפקידו לא הובנו לגמרי, הוכח הארק כחיוני לתהליכים קוגניטיביים כגון למידה ויצירת קשרים בין נוירונים. לדוגמה, נמצא שליקויים בו נוטים להופיע בקרב אנשים בעלי הפרעות נוירולוגיות כמו אוטיזם וסכיזופרניה.
כעשור מאוחר יותר, בעזרת מבדקי זיכרון לעכברים בעלי מחסור בגן זה, הצליחו שפרד וצוותו להראות שהארק הוא מרכיב הכרחי ליצירת זיכרונות לטווח ארוך. "אם תוציא את הארק מעכברים", הוא מסביר למגזין Massive Science, "הם לא יצליחו לזכור שום דבר". נראה שהם מסוגלים ללמוד דברים חדשים, אך הזיכרונות אינם נשמרים ותוך זמן קצר הידע נעלם. בהתבסס על מחקריו, שפרד מאמין כי לארק תפקיד חשוב בהעברת זיכרונות חדשים לאחסון לטווח ארוך.
"מצאו כי מקור הגן בפלישת וירוס עתיק שהתרחשה לפני כ-400 מיליון שנים. החומר הגנטי שלו חדר לזה של בעלי חיים קדמונים ובמשך הדורות השתלב בגנום תוך היקשרות למנגנוני יצירת וניהול זיכרון. כך נקשר גורל של הווירוס בגורלנו והשאר – היסטוריה".
בנוסף, נראה כי גן הארק מסוגל להעביר באופן כלשהו את החלבונים הנושאים את הוראות הפעולה שלו מתאי הגוף אל הסינפסות – הצמתים המקשרים בין הנוירונים במוח ומאפשרים גמישות מוחית. על-מנת לבחון מנגנון זה לעומק, שפרד התבונן בארק מתחת לאורו של מיקרוסקופ אלקטרונים חזק במיוחד וגילה משהו מפתיע מאוד: חלבון הארק דומה בצורתו ובדרך פעולתו באופן מדהים לווירוס ה-HIV. בדיוק כמו רטרו-וירוסים, הארק יוצר קפסיד שמכיל את החומר הגנטי שלו ועובר בין התאים כאילו הוא מדביק אותם – דבר אשר לא נצפה לפני כן בקרב חלבונים אנושיים.
בעזרת חקירה אבולוציונית הצליחו שפרד וצוותו להתחקות אחר אילן היוחסין של הגן, ומצאו כי מקורו בפלישת וירוס עתיק שהתרחשה לפני כ-400 מיליון שנים. החומר הגנטי שלו חדר לזה של בעלי חיים קדמונים, התחיל להשתכפל ובמשך הדורות השתלב בגנום תוך היקשרות למנגנוני יצירת וניהול זיכרון. כך נקשר גורל של הווירוס בגורלנו והשאר – היסטוריה.
פרופסור ג'ייסון שפרד: איך וירוס עתיק הפיץ את יכולת הזיכרון שלנו.
האם מה שעושה אותנו אנושיים, כלל לא אנושי?
כיצד אם כן הפך הארק מווירוס פולשני עתיק לגן חיוני ש"מדביק" את התאים עד היום בזיכרונות? שפרד מסביר שאחת הסיבות לתהליך ההשתרשות של הווירוס בגנום יכולה להיות נעוצה בכך שעם הזמן הוא התברר כיעיל. "כשבעלי החיים יצאו לראשונה מן המים ליבשה הם היו צריכים להסתגל במהירות לסביבות חדשות", הוא אומר, "ומוח בעל גמישות פלסטית התגלה כיתרון אדיר. ייתכן שזו הסיבה שגן הארק היה כה שימושי". המבנה הקפסידי עזר לו להתגונן מפני מערכת החיסון של התא וכך הוא השתמר.
במאמר שהוציאו לביקורת עמיתים, לקחו חוקר הגנום פרופסור קיזו טומונגה וחוקר הווירוסים ד"ר ניקולס פריש את התיאוריה הזו צעד אחד נוסף. על-פי עבודתם שסוקרה באתר Live Science, לא זאת בלבד שהווירוס הקדמוני עדיין פעיל מאוד בתאי המוח שלנו, אלא שנראה שהוא כל-כך חיוני לתפקודם עד שתהליכי החשיבה כפי שאנחנו מכירים אותם לעולם לא היו צומחים בלעדיהם.
במאמרם, טומונגה ופריש טוענים שמנגנון הקפסידים של הארק להעברת מידע בין נוירונים יכול להיות "ההסבר הטוב ביותר עד כה לגבי המנגנון שבו תאי עצב מעבירים מידע באופן שמאפשר להם לזהות את עצמם במוח לאורך זמן". כך הפך למעשה אחראי למנגנון ההכרה עצמו. הם מסבירים כי העובדה שמוטציות בגן מקושרות למצבים של אוטיזם וסכיזופרניה מצביעה על כך שהארק משחק תפקיד חיוני באופן שבו אנחנו תופסים ומגיבים לעולם שמסביבנו. "התהליכים האלו מאפשרים תפקודים קוגניטיביים שונים החל ממנגנון ההתניה הקלאסית, ועד מודעות אנושית וקונספט ה'עצמי'", כתבו החוקרים במאמר.
פרופסור שפרד מחזק טענה זו. "ארק הוא בעצם מתווך שמתרגם את הסביבה לחיווטים במוח", הוא מספר בהמשך הריאיון ל-Massive science. בכך ניתן לראות בו אחראי לתפיסת המציאות שלנו ולהכרה שלנו בה לאורך זמן.
ממצאים אלו עשויים להוות פריצת דרך בעלת השלכות מרחיקות לכת. שפרד טוען שאם נסתכל על מנגנון פעולתו של הארק כטכנולוגיה, ניתן יהיה לרתום את תכונותיו למחקר ולטיפול בהפרעות זיכרון ובהידרדרות קוגניטיבית שמופיעה בזקנה, דוגמת אלצהיימר. "ייתכן שיהיה ניתן להשתמש בטכנולוגיית קפסידים על-מנת להסיר רעלנים גנטיים או כדי להחדיר טיפולים גנטיים מבלי שיידחו על-ידי מערכת החיסון. אולי יהיה אפשר אפילו לגייס את הארק כדי להגביר את הגמישות המוחית ולשפר את הזיכרון".
התגלית הזו מעוררת שאלות רבות. אם אכן השערות החוקרים יאומתו בהמשך הדרך, מה משמעות הדבר שההכרה והתודעה שלנו – זו שאנו מגדירים פעמים רבות כמה שהופכת אותנו לאנושיים – מקורה בגורם לא אנושי? מניין הגיע וירוס התודעה הזה? ואם אכן אותה הדבקה פרה-היסטורית הביאה אותנו להיכן שאנו נמצאים היום, האם זה אומר שעשויים להיות נגיפים נוספים שמחכים להדביק אותנו ביכולות-על שלא הכרנו עד כה? לאיזו קפיצה אבולוציונית יכול להוביל המפגש הוויראלי האקראי הבא של האנושות? מי יודע כמה הזדמנויות כאלו אולי כבר הגיעו לפתחינו וחלפו על פנינו מבלי שלעולם נגלה את משמעותן.
תמונת כותרת: National Cancer Institute on Unsplash
כתבות נוספות שעשויות לעניין אותך:
גבולות החיים הולכים ומיטשטשים – מדענים גילו גנים שמופעלים אחרי המוות
"מולקולת הרוח" – האם חומר שמיוצר גם בגופנו הוא השער לתודעה?
מהו הצופן שהפך את האבוריג'נים לבעלי "זיכרון על" ואיך ניתן להשתמש בו גם היום?
עוד מרדיו מהות החיים:
סולמות בזמן: האבולוציה של המוזיקה והתודעה – תכנית מיוחדת על זיכרונות
