דחק, מחלה ואי־ודאות

תוכן עניינים

הקדמת המתרגם

הרומן שלי עם פרופ' קארל פריסטון והגותו (העמוקה והמורכבת עד לאין שיעור, יש לציין, כפי שתיווכחו בהמשך) התחיל בשלהי הקיץ של שנת 2019, כאשר השתתפתי בסדנה אקדמית אשר עסקה בתיאוריית העיבוד המנבא, אותה התיאוריה אשר פריסטון מזוהה בתור האורים והתומים שלה כיום (אם כי לא ניתן להחשיב אותו למייסדה). אל קיומה של אותה סדנה התוודעתי בצירוף מקרים כמעט בלתי נתפס: בתחילת ההתמחות שלי בפסיכיאטריה נתבקשתי להעביר ז'ורנל קלאב (סקירה ספרותית אל מול קולגות), מסורת הנהוגה בדיסציפלינות מדעיות ואקדמיות בכלל ובעולם הרפואה בפרט. כנהוג, קיבלתי הכוונה בבחירת המאמר לסקירה על-ידי הממונה עליי (חומרים משני תודעה בפרספקטיבה פסיכיאטרית) וחיפוש די אקראי הפגיש אותי עם מאמר שלכד את עיניי. אותו מאמר עסק בניסיון למצוא תיאוריה מאחדת עבור מנגנון הפעולה של חומרים פסיכדליים במוח ובעשותו כן סקר שלוש תיאוריות בניסיון לשזור אותן לכדי אריג הומוגני וקוהרנטי: תיאוריית המוח האנטרופיתיאוריית המידע המשולב ותיאוריית העיבוד המנבא. התיאוריות האלו נכנסות מבחינתי כולן, ללא כל צל של ספק, להיכל התהילה האינטלקטואלי שלי – הן בשל האלגנטיות שלהן והן בשל כמות רגעי ה-'אה-אה' ועוצמת הריתוק שיש להן עליי, עוצמה אשר רק כישוף יכול, אולי, להיות שני לה. כל אחת מהן ראויה למאמר (או יותר נכון לסדרת מאמרים) בפני עצמה (ואכן אשתדל להקדיש למטרה זו בעתיד). המאמר הנוכחי מתרכז בתיאוריית העיבוד המנבא ובאחד מיישומיה הפרקטיים בתחום הבריאות, ובנוסף לכך אציין, למען הפתיחות הכנה מול קוראיי, שהתיאוריה התבלטה מבין האחרות והקסימה אותי עד כדי התאהבות אינטלקטואלית ממבט ראשון. התחלתי לקרוא אודותיה ככל שיכולתי וגיליתי במהרה שהכתבים בנושא קשים מאוד לעיכול, מורכבים (לעיתים נראה כי כמעט עד אינסוף) ומוצפנים על-ידי מונחים מתחומים מתקדמים מאוד בפיסיקה ומתמטיקה – מה שיצר אצלי רתיעה ראשונית אינסטנקטיבית ניכרת, אך גם קריאת תיגר. נעניתי, כמובן, בחפץ לב. למען האמת, הצבתי לעצמי יעד ולקחתי על עצמי את הפרויקט להבין ולהנגיש את מאמריו של פריסטון.

תוך שקראתי על תיאוריית העיבוד המנבא קראתי גם לא מעט, באופן בלתי נמנע, על קארל פריסטון. הלך והתגבש בי הרושם שמדובר באחד מגאוני הדור ואולי אחת מהדמויות שיירשמו בדפי ההיסטוריה לצדם של ענקי ההגות הגדולים ביותר. את ההרצאה שהכנתי עבור הז'ורנל קלאב החלטתי להנגיש גם לקהל הרחב והעברתי אותה במסגרות בסגנון 'מדע על הבר' בפאבים שונים בתל-אביב, מה שעזר לי להתכונן לז'ורנל עצמו, אם כי באופן פרדוקסלי (ודי צפוי) האירועים החברתיים מול הקהל הרחב בתל-אביב היו בהיקף גדול יותר והרגשתי בהם את הפוטנציאל לסחוף את המאזינים לקסם השובה של פריסטון והעיבוד המנבא. ביום הז'ורנל עצמו, כאשר סיימתי להעביר את ההרצאה ונתתי זמן לשאלות, ציינה אחת הפסיכיאטריות שישבה בקהל שבעוד מספר ימים מתקיימת סדנה בישראל בנושא של עיבוד מנבא ובה ינכחו מספר שמות גדולים מהתחום, כאשר גולת הכותרת היא קארל פריסטון בכבודו ובעצמו. תהיתי לעצמי מה הסיכוי שדבר כזה יקרה – הרי את בחירת מקום ההתמחות שיניתי ברגע האחרון, 'כמעט' ולא הגעתי לתל-השומר וכמעט ולא פגשתי את הממונה (והמנטור) שלי, זה שהמליץ לי על המישור הפסיכדלי בתור נושא לז'ורנל. את המאמר שבחרתי מצאתי תוך שיטוט די מהיר ואקראי, אחרי שהחלפתי את הבחירה כמה פעמים. התאהבתי מיד בתיאוריה שאמנם זוכה לתשומת לב לא מבוטלת בשנים האחרונות בעולם מדעי המוח, אך עד לפני מספר שנים לא הייתה כל-כך מוכרת ובעולם המדעי הכללי אפשר אולי לטעון שהיא אפילו במובן מה די אזוטרית, אבל היא עוסקת באחד הנושאים שהכי מעניינים אותי, מידול מתמטי של פעילות המוח, והיא מציגה סט מאוד מצומצם של עקרונות "המתיימר", ונראה כי בהצלחה לא רעה כלל, להסביר את כל האספקטים של החוויה האנושית – הגביע הקדוש של מדעי המוח. אך טבעי שאתאהב בתיאוריה שכזו. אבל מה הסיכוי שבדיוק באותם הימים יגיע פרופ' קארל פריסטון לישראל? ושאחת מהיושבות בקהל (שהיה די מצומצם) תכיר את התיאוריה ותהייה מעודכנת לגבי קיומה של הסדנה? כך או כך, עשיתי שמיניות באוויר על מנת לארגן לעצמי מחדש את לוח הזמנים ולהצליח להשתתף בסדנה, אשר ארכה יומיים והתקיימה ביום הראשון במרכז לחקר הרציונליות בירושלים (אשר בהגיעי אליו חלף על פניי בנונשלנטיות גמורה באחד המסדרונות חתן פרס נובל) וביום השני בבאר-שבע (במכון אילזה כץ למדע וטכנולוגיה בתחום הננומטרי). כאילו שכל זה לא מספיק, במהלך כל היום הראשון של הסדנא ישבתי ממש לצדו של פריסטון. לצערי רמת ההבנה שלי בתיאוריה הסבוכה, שרק התחלתי לעסוק בה באותם הימים, לקתה מאוד בחסר ושיחותיי עם פריסטון לא היו פוריות מאוד בעניין. החוכמה שקרנה ממנו, אולם, והנוכחות המרשימה שלו, מספקות לי השראה עד היום.

פרופ' קארל פריסטון ואני

> מפריסטונזית לעברית

סביר להניח שהשאלה הראשונה שנשאלת היא מדוע לתרגם את פריסטון לעברית, שהרי קהל היעד, אלו אשר יגלו עניין ורצון לקרוא חומר כזה, ברובם המכריע סביר שיודעים אנגלית ברמה טובה ומעבר. עם זאת, כפי שנכון גם עבור מקרים דומים רבים אחרים, הרציונל לתרגום אינו מצוי אך ורק בהנגשה לשונית של הטקסט. ישנה גם הנגשה פסיכולוגית, ואם גם לאלו אשר דוברים אנגלית בתור שפת אם אופן הכתיבה של פריסטון יכול להיתפס כמאיים ומרתיע – מה יגידו אזובי הקיר? 

בעיניי, תרגום כתביו של פריסטון לעברית משרת את עידוד השיח הציבורי סביב תיאוריית העיבוד המנבא, גם בקרב אלו אשר אינם משתייכים לחוגים אקדמיים ואינם באים מעולמות המדע או מתחום מדעי המוח בפרט. התיאוריה הזו, לעניות דעתי, חשובה מדי מכדי להישאר זרה, מנוכרת ו\או אלמונית לציבור שלם, במיוחד לזה הישראלי, והאפקט של קריאת הכתבים בשפת האם מגשרת באופן משמעותי את הפער שבין "האינטלקטואל מן השורה" לבין האניגמטיות העמוקה של פריסטון, עליה עוד אפרט בהמשך.

המאמר הספציפי אותו בחרתי לתרגם ראשון מהווה לדעתי, בחלקים ניכרים ממנו, מבוא מצוין לתיאוריית העיבוד המנבא. עם זאת, יש לומר כי יהיה הולם יותר להציג את הנושא באמצעות מבוא שאינו תרגום מאמר מאת פריסטון, אלא מאמר בפני עצמו שכל מטרתו היא להנגיש את הנושא מהרמה הבסיסית ביותר כאשר נקודת ההנחה ממנה יש לצאת היא שהקורא אינו בקיא כלל בתחומים בהם נוגעת התיאוריה – וזאת אכן עוד אעשה בעתיד. המאמר המוצג לפניכם כאן, אחד מיני רבים מכתביו של פריסטון, התגלגל לפתחי, למרבה האירוניה, על-ידי אותו המנטור אשר הכווין אותי בבחירת המאמר לז'ורנל קלאב ממנו הכל התחיל. זה היה בתקופת שיא ההתפרצות של מגפת וירוס הקורונה, והכותרת Uncertainty and stress לכדה מיד את עיניי (כפי שהיה קורה ככל הנראה גם בכל תקופה אחרת). התחלתי לקרוא ברפרוף את המאמר ומהר מאוד הרגשתי לא פחות מאשר דחף של ממש לתרגמו לעברית, ועל כן הוא מוצג כאן לפניכם עוד אפילו לפני שכתבתי מאמר מבוא ראוי בנושא.

ישנם מספר דגשים שחשוב לציין. השתדלתי לתרגם בצורה נאמנה ככל שיכולתי את המאמר. החלקים הביולוגיים-פיזיולוגיים שלו תורגמו כמעט כולם מילה במילה. לגבי החלקים המופשטים יותר (אשר נמצאים ברובם בתחילת המאמר, אך לא רק) הרגשתי יותר בנוח להוסיף גם פרשנות שלי ולעיתים לתרגם באופן חופשי יותר. מי שלא מגיע מתחום הביולוגיה או מתחומים המשיקים לה סביר שימצא חלקים ממאמר זה מאתגרים לקריאה. עם זאת, חשוב להגיד – אל ייאוש. משתלם בכל זאת לרפרף על חלקים אלו גם במידה ונראה לכם כי הפער בין הידע המקדים שלכם לבין הכתוב רב מדי. בין לבין סביר שתמצאו פסקאות או משפטים בודדים אשר ישחקו תפקיד מרכזי בהבנת התיאוריה, ומעבר לכך יתנו לכם פרספקטיבה מעניינת ביותר אודות דחק והאופן בו הוא גורם למחלות, ואודות אופן הפעולה הבסיסי ביותר של המוח האנושי בכלל.

בחלק מהמושגים המופיעים במאמר בשפה האנגלית לא נתקלתי מעולם בעברית ולכן כולי תקווה כי לא נפלו טעויות מאג'וריות בניסיוני למצוא להם מקבילה עברית ובכל מקרה אני סבור שגם אם נעשה שימוש במונח מסוים באופן לא לגמרי מדויק, המסר הכללי של המשפט הועבר באופן משביע רצון. השתדלתי לשמור על אחידות ועקביות אך ייתכן כי מונחים מסויימים תורגמו לעברית לעתים בצורה אחת ולעתים בצורה אחרת, וגם במקרה הזה, כאמור, איני סבור כי יפול בלבול. במקרים בהם היה לי ספק לגבי רמת הבהירות של תרגום מושג כלשהו לעברית, כללתי בסוגריים את המושג בשפה האנגלית.

לפני תחילת המאמר עצמו יובא מבוא אשר חלק ניכר ממנו הנו מאת המתרגם.

אציין כי תרגום המאמר ופרשנותו הינם באישורו ובעידודו של פרופ' קארל פריסטון.

מבוא

קרל פריסטון, אחד מחוקרי המוח המוערכים ביותר בעולם ולפי דעתן של דמויות בולטות בקרב החוגים האינטלקטואלים הגבוהים ביותר נחשב לאחד המדענים אשר תהילתם ופועלם יזכו אותם בכרטיס כניסה לפנתיאון גאוני הדור, ידוע ביכולת התנסחות יוצאת דופן. כל כך יוצאת דופן, עד הטענה הפרדוקסלית כי מעטים, אם בכלל, יכולים באמת להבין את תורתו. פריסטון, העוסק בנושאים המורכבים מכל – מוח, תודעה, מהות החיים ותפיסת המציאות – עושה זאת באמצעות שילוב של דיסציפלינות קשות לעיכול כגון תורת האינפורמציה, מכניקה סטטיסטית והסקה בייסיאנית. שפתו החידתית, שזכתה לכינוי 'פריסטונזית', אף הובילה להולדתו של חשבון טוויטר פארודי המשקף בצורה הומוריסטית את תסכולם של רבים המנסים לפענח את משנת הרבי. פיטר פריד, פסיכיאטר מאוניברסיטת קולומביה, אף היטיב לתאר את התופעה כאשר סיפר על מפגש שנערך בשנת 2010 בין חמישה-עשר חוקרי מוח במטרה לדון באחד ממאמריו של פריסטון: "היה הרבה ידע מתמטי בחדר: שלושה סטטיסטיקאים, שני פיזיקאים, כימאי פיזקלי, פיזיקאי גרעיון וקבוצה גדולה של אנשי דימות-עצבי – אך מסתבר שלא היה לנו את מה שנדרש. נפגשתי עם פיזיקאי מפרינסטון, נוירופיזיולוג מסטנפורד ונוירוביולוג מקולד ספרינגס הארבור על מנת לדון במאמר. שוב – לשווא. יותר מדי משוואות, יותר מדי הנחות, יותר מדי חלקים נעים, תיאוריה גלובלית מדי, ללא הזדמנות לשאלות – אנשים פשוט ויתרו". כאילו שזה לא מספיק, פריסטון מתהדר במדד הירש כמעט כפול מזה של אלברט אינשטיין והוא ככל הנראה אחד ממדעני המוח המצוטטים ביותר בעולם. Clarivate, חברת אנליטיקה אשר הצליחה לחזות יותר מ-46 חתני פרס נובל בשני העשורים האחרונים, דירגה את פריסטון כאחד משלושת המועמדים הבולטים ביותר לפרס בקטגוריית הפיזיולוגיה או הרפואה.

תמת אי-הוודאות מהווה ציר מרכזי להגותו של פריסטון. לפי תיאורית המוח הבייסיאני, בת טיפוחיו הנודעת, הכמיהה לוודאות היא הכוח החזק והבסיסי ביותר המניע יצורים חיים לפעולה. המאמר אותו אסקור כאן, 'אי-ודאות וסטרס: מדוע הם גורמים למחלות וכיצד המוח שולט בהם', רלוונטי מאין כמוהו בימים טרופים אלו, בהם מגפה ויראלית שיתקה בפתאומיות את שגרת חיינו בעוד עננה של אי-ודאות ממסכת את אופק האפשרויות ומעכירה את הראות כערפל על פני ים סוער.

איני מתיימר להבין את פריסטון, בטח שלא לרמה הסופית, ולכן יש להתייחס לפרשנות המובאת כאן עם קורטוב של מלח. בקשתי מהקורא היא לראות בתרגום זה לא יותר מאשר כלי-עזר למתקפה הקולקטיבית המתבקשת על כתביו של הגאון מיורק, זה שמרשים את הקהילה המדעית כאחד מהמוחות החריפים ביותר בכל הקשור להבנת המוח. מטרתי כאן היא לסקרן את הקורא ולגרות אותו להעמיק אינטלקטואלית במשנתו החידתית של פריסטון ולצלול אל תוך נבכיו של המוח האנושי באותה התעוזה חסרת הגבולות הניכרת מפועלו.

> דחק 101

לפני שנות העשרים של המאה הקודמת, למונח 'דחק' (stress) לא הייתה אף אחת מהקונוטציות שיש לו היום. המילה stress נגזרת מאנגלית הביניים – destresse, אשר בתורה נגזרת מלטינית – stringere, מילה אשר משמעותה 'להדק'. עד שנות ה-30 של המאה הקודמת משמעות המונח 'דחק' הייתה פיזיקלית בלבד, פשוטו כמשמעו – להדק. 'דחק', כפי שאנו מכירים אותו היום, הוא מונח אשר נטבע בשנת 1936, כאשר חוגים ביולוגיים ופסיכולוגיים שונים החלו להשתמש בו על מנת לציין מאמץ או מתח נפשי, או, לחילופין, גורם סביבתי מזיק אשר עלול לחולל מחלה.

כיום ישנן הגדרות רבות למונח, אך עד כה מכולם נעדר בסיס תיאורטי. במאמר אותו אסקור בפוסט זה מוצגת הגדרה תיאורטית המובאת מתוך התחום של תורת האינפורמציה והיא מבוססת על עיקרון האנרגיה החופשית. המאמר של פריסטון ועמיתיו דן למעשה במהותו של הדחק, אשר לתורתם שוכנת בקונספט של אי-הוודאות. למעשה, טוענים פריסטון ועמיתיו, אי-ודאות היא היא עצמה המהות של הדחק.

תחילה מוצגות במאמר שלוש שאלות: 

  1. מהי אי-ודאות? 
  2. מה אי-ודאות עושה לנו? 
  3. מהם המשאבים הזמינים עבורנו על מנת לשלוט באי-ודאות? 

> על הוודאות

הוודאות נמצאת בסדר, בדפוסים שניתן לחזותם, בארגון המושתת על חוקים סדורים ועל סיבתיות (או לכל הפחות קורלציה). אי-הוודאות, מטבע הדברים, היא האנטי-תזה של הוודאות. היא נמצאת באנטרופיה, בכאוס, היכן ששלטון החוק הוחלף באנרכיה של האקראיות ומלאכת החיזוי הפכה לקשה מאוד עד בלתי אפשרית. מערכות ביולוגיות הן בעלות יכולת ארגון עצמי מטבען, וככאלו הן מתנגדות לנטייה לאי-סדר ועוסקות בסידור פנימי מתמיד. השאיפה הפיזיקלית, התרמודינמית אם לדייק, של האטומים המרכיבים את גופנו, היא להיפרד אחד מהשני ולהתפזר במרחב בצורה הומוגנית. להתפורר, להירקב, לחדול. היקום למעשה "יסיים" לכאורה בתור ענן גז הומוגני אחד גדול, והחיים הם למעשה המאבק העיקש והאקטיבי בנטיית ההתפזרות הזו של החומר. תופעת החיים היא חתירה מרדנית כנגד הנטייה האנטרופית. בעוד שהכוחות הפיזיקליים של היקום מושכים אותנו הנה והנה ומנסים לפרק את השלם לסך חלקיו כטיפת דיו המתמוססת בכוס מים, עיקרון החיים מאגד את חלקיקי הדיו חזרה לטיפה מאוגדת ומאורגנת, אשר מפורקת שוב על-ידי המים, וחוזר חלילה – כאילו הייתה אורגניזם נושם. 

בחיי היום-יום שלנו, אנו מרגישים אי-ודאות כאשר דברים מתבררים להיות אחרת מכפי שצפינו, וכאשר איננו יכולים להימנע מהפתעה. בעגה העממית המונח 'הפתעה' מייצר אסוציאציה לקופסה מרובעת הארוזה בסרט אדום וחגיגי, אך בטרמינולוגיה של העיבוד המנבא, אותה התיאוריה האורזת את משנתו של פריסטון לכדי גביש קריסטלי אלגנטי ומבריק, 'הפתעה' היא מונח טכני של ממש, והיא בבסיסה של התיאוריה כולה ושל החיים כלל. תחושת ההפתעה מהווה בעצם סובסטרט ללמידה, לעדכון מודל העולם הפנימי ולשינוי מערכת האמונות שלנו בהתאם לקלט הבלתי פוסק שמגיע אלינו מהסביבה החיצונית והפנימית.

בעוד שכל המערכות הקוגניטיביות חותרות להפחתת מידת אי-הוודאות שלהן, הן ניצבות בפני אילוץ קריטי: הפחתת אי-הוודאות מצריכה אנרגיה מוחית. הרעיון לפיו אופן הפעולה של המוח החולייתני מתבסס על תיעדוף אנרגטי וכינון מצב של זמינות אנרגטית גבוהה מכונה 'המוח האנוכי' ולפי רעיון זה, בזמנים של אי-ודאות דורש המוח אנרגיה נוספת מהגוף. אם, למרות הכל, המוח אינו יכול להפחית את אי-הוודאות, עלול להתפתח משבר אנרגטי אשר גורם לעומס אלוסטטי על האורגניזם ומביא לתפקוד מוחי ומערכתי לקוי (זיכרון פגום, טרשת עורקים, סוכרת ובעקבות כך אירועים לבביים ומוחיים).

אם כן, שאלת הוודאות נעוצה ביכולת החיזוי של המוח. המוח, לפי פריסטון ורבים אחרים, הוא מכונת חיזוי. ההתמחות העיקרית שלו היא בניבוי העתיד, ושאר הפקולטות שלו, בינהן התפיסתית, הקוגניטיבית והרגשית, נבנו סביב יכולת זו. כיצד מבצע מוחנו תחזיות לגבי העולם כאשר יש לו גישה רק לחלק קטן ממנו? בעזרת שיטות סטטיסטיות מתוחכמות. על-ידי עבודה עם הסתברויות יכול המוח לבצע תחזיות של תוצאות עתידיות אפילו תחת תנאים של אי-ודאות. האופן שבו הפרוצדורות האלו מוצאות אל הפועל מהווה את אחת מהשאלות המרתקות ביותר במדעי המוח.

בשנות 1740 הגה הכומר תומאס בייס רעיון גאוני אשר הוביל אותו לחוק המתמטי הפשוט הנושא את שמו – אך באופן תמוה זנח את הרעיון. שבעים שנה לאחר מכן, פייר-סימון לפלס גילה את החוק מחדש באופן עצמאי ונתן לו את צורתו המתמטית המודרנית. חוק בייס אומר: 'על-ידי עדכון האמונות ההתחלתיות שלנו עם ראיות חדשות אנו משיגים אמונות חדשות ומשופרות'. התאורמה של בייס מעניינת במיוחד מכיוון שהיא מאפשרת להסיק מתוצאה את סיבתה. היסק סיבתי שכזה פועל בצורה טובה יותר ככל שישנן יותר ראיות זמינות. חקר המוח העכשווי עושה שימוש בעיקרון הזה בקונספט המכונה המוח הבייסיאני, לפיו המוח משתמש בקלט החושי על מנת להבין מה גרם לאותו הקלט. זוהי כמובן רק תמצית של יישום המינוח הבייסיאני על המוח, אשר ביסודה שוכנת השקפה מוצקה יותר המבוססת על הרעיון לפיו המוח עוסק בעיבוד מידע ותורת המידע מטילה את צילה במונחים של תיאורית ההסתברות ממנה נגזר חוק בייס. בשנת 1948, המתמטיקאי, מהנדס החשמל והקריפטוגרף המבריק קלוד שאנון ייסד את תורת האינפורמציה במה שהיום נחשב לאחד מהמאמרים המשפיעים ביותר בתולדות המתמטיקה. היה זה שנון שקבע שאינפורמציה הנה הפחתה של אי-ודאות.

המוח הבייסיאני הוא קונסטרקט תיאורטי אשר אחר שורשיו ניתן להתחקות בעבר הרחוק, החל מתלמידיו של אפלטון ודרך הפילוסופיה של קאנט. הוא יורש הרבה מכתביהם של הוגים כגון הלמהולץ במאה ה-19 וריצ'ארד גרגורי במאה ה-20. ג'פרי הינטון ועמיתיו ניסחו את הרעיונות האלו בשנות השמונים והם הובאו על-ידי פריסטון למדעי החיים בצורה של עיקרון המכונה 'עיקרון האנרגיה החופשית'. לפי העיקרון הזה, כל המערכות הקוגניטיביות או הביולוגיות מונעות למזער כמות אינפורמטיבית-תיאורטית הידועה כ-'אנרגיה חופשית'. קשה להבין לעומק מהי אנרגיה חופשית ואת המתמטיקה העומדת מאחוריה, ולצרכיו של פוסט זה נתייחס אליה כאל ההפרש בין הפרדיקציות של האורגניזם לגבי קלטיו החושיים והתחושות אותן הוא חווה בפועל, כלומר ההבדל שבין הציפייה לבין מה שקורה בפועל.

> 1.3 מהם המשאבים הזמינים עבורנו על מנת לשלוט באי-ודאות?

אחד החלוצים המרכזיים בתחום הדחק, זה שבעצם טבע את המונח, הוא האנדוקרינולוג והביוכימאי האוסטרי-הונגרי הנס סלייה, אשר הניח את התשתית עבור 'תסמונת ההסתגלות הכללית' (general adaptation syndrome) – פרופיל התגובה של האורגניזם לדחק המאופיין על-ידי שלושה שלבים: פאזת הניוד הבלתי-ספציפית, המעודדת פעילות של מערכת העצבים הסימפתטית; פאזת ההתנגדות, במהלכה עושה האורגניזם מאמצים להתמודד עם האיום; ופאזת אפיסת הכוחות, אשר מתרחשת אם האורגניזם נכשל להתגבר על האיום ומכלה את משאביו הפיזיולוגיים. סיילה התמקד בגורמים מזיקים בעלי טבע פיזיקלי, כימי ומיקרוביולוגי, אשר גורמים לשינויים בסביבה החיצונית ובמיליה (milieu) הפנימי של הגוף: מחסור בחמצן, תזונה ומים; חום או קור; רעלנים; מיקרוארוגניזמים, וכיוצא באלו.

ג'ון וו. מייסון, פיזיולוג אמריקאי וחוקר שהתמקד בהשפעתם של הרגשות האנושיים על המערכת האנדוקרינית, ביקר את עבודתו של סיילה בכך שטען שאינה שמה דגש משמעותי על השפעותיו הפסיכו-סוציאליות של הדחק. מייסון התרכז בבלתי-צפוי, במצבים בהם חוסר שליטה וציפייה לתוצאות שליליות מהווים טריגרים לתגובת דחק. בעשורים האחרונים, חוקרים רבים הגדירו סיטואציות דוחקות, מפרספקטיבה ביו-פסיכולוגית, ככאלו המאופיינות על-ידי חוסר אינפורמציה, חוסר שליטה ואי-ודאות המלווה בתחושה של איום. לאחרונה ניסויים אוששו שבני-אדם יכולים לחשב אי-ודאות סביבתית ושהאמונות שלהם לגבי אי-ודאות מתווכות את העוצמה של תגובות הדחק שלהם. יתר על כן, ככל שבני-אדם מכווננים את האמונות שלהם לגבי אי-ודאות בצורה טובה יותר, כך יכולתם לחזות את שיביא העתיד היא טובה יותר – דבר המרמז על כך שלתגובת דחק יש תפקיד סתגלני.

על מנת לפתור את חוסר הוודאות, שלושה תהליכים משחקים תפקיד מכריע: קשב, למידה והסתגלות. כאשר אדם מרגיש לא בטוח ומאוים עקב שינויים בסביבתו החיצונית או הפנימית, מוחו נכנס למצב של דריכות-על (או דריכות יתר, hypervigilant status) על מנת להכין את התשתית הנחוצה להפחתת חוסר הוודאות (לגבי בחירת אסטרטגיית התמודדות) מהר ככל הניתן. כדי לאסוף את המידע הנחוץ, יש צורך באנרגיה מוחית נוספת. מנקודת מבט פיזיקלית ניתן לומר שהשגת מידע עולה באנרגיה, בעוד שמחיקתו מפיקה אנרגיה. מבחינת המוח משמעות הדבר היא שהפחתת חוסר ודאות ואספקת האנרגיה הנחוצה לכך מצריכות תגובות נוירואנדוקריניות ונוירואנרגטיות אשר מהוות למעשה חלק מתגובת הדחק. מוחם של החולייתנים מתאפיין בכך שהוא מתעדף לתת מענה לדרישותיו האנרגטיות, הגבוהות יחסית, כאשר הוא מווסת את שטפי האנרגיה הנכנסים אל תוך האורגניזם. במובן הזה, המוח מתנהג באופן "אנוכי", דבר שהוכח מחקרית. תיעדוף כזה של מטבוליזם אנרגטי מוחי הוא תכונה הטבועה בבעלי החוליות, וניכרת במהלך תקופות של דחק או מחסור במזון.

אדם אשר אינו ודאי לגבי רווחתו העתידית מציג פעילות מוגברת בשני אזורים מוחיים: אחד מהם הוא אזור המעריך את מידת אי-הוודאות אודות אירועים עתידיים והוא נקרא פיתול החגורה הקדמי (anterior cingulate cortex), והשני הוא אזור אשר אחראי על תגובתו הרגשית של האדם למצבים שונים והוא מכונה האמיגדלה. הקומפלקס הזה (the ACC-amygdala complex) יכול לגרום בתורו להפעלה של שני מסלולים עצביים: הראשון ממוקם באזור הנקרא לוקוס קורולאוס והפעלתו גורמת למצב של דריכות-יתר (מצב המקושר לצריכה מוגברת של אנרגיה מוחית), בעוד שהשני הוא מסלול המערב אזורים מסוימים בהיפותלמוס אשר בתורם מפעילים את מערכת העצבים הסימפתטית ואת ציר ההיפותלמוס-בלוטת יותרת המוח-בלוטת יותרת הכליה (ציר ה-HPA), ציר המספק את האנרגיה הנוספת הנחוצה למוח.

הלוקוס קורולאוס, אשר נמצא בגזע המוח ומופעל על-ידי המסלול הראשון, מפעיל  בהיזון חוזר את ההמיספרות המוחיות, היכן שנוראפינפרין פועל על סינפסות קורטיקליות. באופן הזה, נוראפינפרין מעצים את הקשב ומגביר את תמסורת המידע בסינפסות העצביות. תמסורת מידע מוגברת הינה תהליך יקר במיוחד במונחים אנרגטיים. ציר ה-HPA המופעל על-ידי המסלול השני גורם להפרשה של קורטיזול (הידוע גם בתור הורמון הדחק) אל תוך מחזור הדם. ההורמון חוצה את מחסום הדם-מוח ונקשר אל קולטנים מינרלוקורטיקואידיים וגלוקוקורטיקואידיים הנמצאים בתוך ועל-פני תאי העצב של ההיפוקמפוס, האמיגדלה וקליפת המוח – ועל-ידי כך מווסת את הפלסטיות העצבית ובכך מאפשר למידה. ניתן לפרש את הלמידה המתרחשת לאחר מצבי דחק בתור עדכון של אמונות פגומות (במידה כזאת או אחרת) לגבי העולם, תהליך המשפר את היכולת הכל-כך חשובה של המוח לחזות את העתיד.

איור מס' 1. יצירת תגובת דחק. המוח מקבל מידע סנסורי ו-ויסצרוסנסורי אודות מצבים סמויים של העולם והגוף. בתורו פועל המוח על העולם ועל הגוף באמצעות תגובותיו ההתנהגותיות ותגובות הדחק שלו. הן התפיסה והן הפעולה מכוונות למזעור שגיאות חיזוי (אנרגיה חופשית). הכותבים מציעים שאמונות אודות המצבים הנוכחיים של העולם\גוף, אודות מצבים ברי-השגה ואודות מצבי היעד מיוצגים על-ידי ה-lateral PFC, ה-pre-SMA וה-vmPFC/OFC, בהתאמה. פתול החגורה הקדמי (ACC) משווה מצבים ברי-השגה עם מצבי היעד. מהשוואה זו ניתן להעריך את הסיכונים הכרוכים באסטרטגיות חלופיות. בהתבסס על הערכת הסיכונים ה-ACC יכול לבחור את האסטרטגיה הטובה ביותר עבור שמירת הרווחה העתידית: אם בחירת אסטרטגיה היא ודאית, ה-pre-SMA והאזור המוטורי העיקרי יוזמים את התגובה ההתנהגותית המתאימה. אם בחירת פעולה אינה ודאית ומאיימת, האמיגדלה יוזמת תגובת דחק.

> 1.4 מה קורה כאשר לא ניתן לפתור אי-ודאות?

במידה והאורגניזם לא מצליח לפתור את אי-הוודאות (על-ידי שיפור יכולת החיזוי, כאמור), המצב נהפך להיות כרוני ובכך גובר העומס האלוסטטי הפועל עליו: התגובות הנוירואנדוקריניות, הקרדיווסקולריות, הנוירואנרגטיות והרגשיות הממושכות גורמות לזרימת דם טורבולנטית בכלי הדם הכליליים והמוחיים, לחצי-דם גבוהים, טרשת עורקים, ירידה בתפקוד הקוגניטיבי וירידה במצב הרוח. כאשר נזק חמור נגרם כתוצאה מתהליכים אלו, המונח הופל להיות מ-'עומס אלוסטטי' ל-'עומס-יתר אלוסטטי'.  אי-ודאות, אם כן, יכולה להוביל ל-'מעגל קסמים' פתופיזיולוגי אכזרי המוביל לשינוי בארכיטקטורה המוחית, שינוי המפחית יתר על כן את היכולת של האורגניזם להתמודד עם אי-ודאות, וחוזר חלילה. אנשים החיים בסביבה הפכפכה אשר אינה מספקת להם את מידת היציבות והביטחון הנדרשת לתפקוד תקין (עבודה לא יציבה, מערכת יחסים לא מאושרת, עוני, וכדומה) הם בעלי סיכון מוגבר לדיכאון, ליקוי קוגניטיבי, התקף לב ושבץ מוחי (McEwen, 1998; Peters and McEwen, 2015).

במאמר של פריסטון ועמיתיו, האספקטים המתמטיים, נוירוביולוגיים ורפואיים של אי-ודאות משולבים יחד, ועל הרקע הזה, כאמור, דחק נחשב לצורה של אי-ודאות. שגיאות חיזוי הן אמנם דבר שבשגרה, אך במצבי דחק נראה כי איננו יכולים כלל להימנע מהן ועל כל איננו יכולים לפתור את אי-הוודאות. במילים אחרות, היעילות (האנרגטית) של מוח אשר נמצא במצוקה אינה אופטימלית. שוב ושוב צצות הפתעות. למרות שמתבקש הקשר בין הקונספט של המוח הבייסיאני לבין דחק, המנגנונים הנוירואנדוקריניים של קשר כזה עדיין אינם מבוססים. פריסטון ועמיתיו מכוונים במאמר לגלות את אותם המנגנונים הנוירואנדוקריניים אשר מוציאים אל הפועל פונקציות בייסיאניות בוויסות תהליכי קשב, למידה והסתגלות.

איור מס' 2. שלוש תגובות להפחתת אי-ודאות. במהלך אי-ודאות אודות הפעולה הבאה (what to do next), קומפלקס ה-ACC-אמיגדלה משפעל שלוש תת-מערכות אשר מחזירות פידבק למוח: הלוקוס קורלאוס (LC), מערכת העצבים הסימפתטית (SNS) וציר ה-HPA.

המוח הבייסיאני

גישת המוח הבייסיאני רואה עיבוד עצבי בתור תהליך הסקה לגבי הסיבות (או הגורמים) לקלט החושי (לדוגמא, "דפוס הקלט הויזואלי הספציפי הזה נגרם על-ידי מישהו שמחייך לעברי"). הסקה זו הולכת בתלמו של חוק בייס, לפיו ראיות סנסוריות משמשות עבור עדכון אמונות קודמות (prior beliefs) לאמונות חדשות (posterior beliefs), כאלו המבוססות במידה נרחבת יותר על ראיות (מידע). בהתאם לכך, המוח הבייסיאני מעדכן באופן חזרורי (מלשון איטרציה) את אמונותיו הקודמות בהתבסס על הראיות אשר הולכות ומופיעות על בסיס מתמשך. במילים אחרות – אנחנו כל הזמן לומדים. בכל רגע שעובר יש מידע, והמוח משתמש במידע הזה בשביל לעדכן את האמונות שלו לגבי איך דברים עובדים בעולם. בכל רגע קורה משהו (גם 'כלום', במובן הזה, הוא משהו) והמוח כל הזמן מנסה להבין למה דווקא המשהו הספציפי הזה קרה. המוח אף פעם לא יכול להיות ודאי לחלוטין לגבי הסיבה בגינה קרה הדבר, אך הוא שואף למקסם את מידת הוודאות לגביה. לפי גישת המוח הבייסיאני התהליך הזה מתרחש כל הזמן. המוח, באמצעות החושים, מחלץ מידע מכל רגע שעובר, ובאמצעותו הוא מעדכן ללא הרף את מודל העולם שלו ומשנה, בין אם מחזק או מחליש, אמונות כאלו או אחרות לגבי האופן שבו דברים עובדים בעולם. כל חוויות העבר אשר נחוו במהלך החיים יצרו בסופו של דבר את האמונות הנוכחיות, אשר מהוות בסיס לאופן שבו המוח מבצע חיזויים או לוקח החלטות – ומכאן חשיבותם הרבה של אירועים בעלי ערך רגשי חזק (בין אם שלילי או חיובי), במיוחד כאשר הם מתרחשים בשלבים מוקדים של החיים.

על מנת להבין את המוח הבייסיאני יש לקחת בחשבון שני תהליכי מפתח, האחד ביחס לשני: הסקה פרצפטואלית והסקה אקטיבית (perceptual and active inference). נתחיל מהאספקט הפרצפטואלי, המכונה, לרוב, 'קידוד מנבא' (predictive coding).

> הסקה פרצפטואלית

החושים שלנו מופגזים במידע אודות אובייקטים בעולם. על בסיס הקלט החושי הזה אנו תופסים את מה שיש "שם בחוץ". הבעיה בה נעסוק היא כיצד המוח עושה זאת – כיצד הוא מצליח להפוך תחושות ומידע המגיע ממערכת החישה – לפרצפטים (percepts)?

ניסוח בסיסי ושימושי של בעיית ההסקה הפרצפטואלית משתמש בטרמינולוגיה של סיבה ותוצאה (cause and effect). מצב העניינים בעולם משליך על המוח – אובייקטים ותהליכים בעולם הם הגורמים לקלט החושי. בעיית הפרצפציה שואלת את השאלה: כיצד ניתן להשתמש בהשלכות האלו (שהן בעצם המידע החושי הנגיש למוח) באופן כזה אשר יוביל להבנה של סיבתן? מה אפשר לעשות עם הקלט החושי על מנת להבין מה גרם לו? הרי אם נבין מה גורם למה – נבין טוב יותר את העולם ונדע לחזות את העתיד בצורה מדויקת יותר ולכן נוכל לקחת החלטות באופן שיגדיל את הכשירות ההישרדותית שלנו. בשביל לקחת החלטה טובה צריך לדעת להעריך ברמת דיוק גבוהה את ההשלכות להן תגרום ההחלטה. ברמה המודעת אנו מנסים על בסיס יום-יומי להבין את הגורמים להתרחשויות המופשטות אשר רצפן מהווה בעצם את רצף הקיום שלנו. בד בבד, ברזולוציה נמוכה יותר וברמה שאינה מודעת, המוח מנסה להבין על בסיס רגעי את הגורמים לדפוסי האותות החשמליים הנוצרים על ידי מערכת החושים, כתלות בקלט שמערכת זו מקבלת מהסביבה בה היא נמצאת. הגורמים, על כן, הם סמויים, ואין זו משימה קלה להסיק אודותיהם על סמך ההשלכות שלהם בלבד – שהרי לאותה ההשלכה (או לאותו האירוע) יכולות להיות סיבות שונות רבות. 

>> שני אופנים של עדכון בייסיאני

נדגים את ההסקה הבייסיאנית באמצעות שימוש באנלוגיה של רופאה אשר מסיקה את האבחנה (הסיבה) עבור אובדן הכרה (התוצאה, ההשלכה) אצל מטופל צעיר: הרופאה צריכה לבחור בין שלוש אבחנות אפשריות. למרות שהספרות הרפואית המעודכנת מרחיבה את הרשימה של האבחנות האפשריות, המצב הטיפוסי הוא שבני-אדם מתחשבים במספר מוגבל (ויחסית מצומצם) של אפשרויות.

בתור רופאת חירום, היא נקראת בשל דיווח שנמסר על-ידי עובר אורח שמצא אדם צעיר בן 17 שנים במצב של תרדמת בצד הדרך. כאשר הרופאה רואה את המטופל הצעיר שוכב מחוסר הכרה (מה שהיא רואה זו התוצאה) – היא אינה בטוחה לגבי הסיבה הסבירה (כלומר התהליך הפתולוגי שגרם לאובדן ההכרה). שלוש אבחנות צצות בראשה: אינטוקסיקציה (אלכוהול או סמים), תרדמת נוירוגליקופנית (חסך אנרגטי מוחי) או דמם מוחי. בהתבסס על ניסיון העבר שלה, היא מקצה 'הסתברות פריורית' (אמונה קודמת) לכל אחת מאבחנותיה הפוטנציאליות. תוצאת הסכימה של כל ההסתברויות האלו הינה 1. בנקודת זמן זו, 'אינטוקסיקציה' היא האפשרות המועדפת עליה עקב כך שאבחנה זו היא בעלת ההסתברות הפריורית הגבוהה מכולן (P(X)=0.5), אולם הרופאה עדיין אינה ודאית לגבי האבחנה. לאחר הבדיקה הגופנית מתבצעת בדיקה של רמת הגלוקוז בדם, אשר מחזירה את הערך 25 מ"ג לדציליטר (הטווח התקין הוא בין 70 ל-110 מ"ג לדציליטר). גם למדידת הגלוקוז בדם ניתן להתייחס בתור תוצאה (Y) של התהליך הפתולוגי (X) אשר גרם לאובדן ההכרה. לאחר השגת ערך הגלוקוז בדם, מעריכה הרופאה את הסבירות לכך שהתהליך הפתולוגי בבסיס אובדן ההכרה (הסיבה) מתאים לערך מדידת הגלוקוז (התוצאה) – מה שמכונה בתור הנראות (likelihood) ומסומן:

$$P(Y|X)$$

כלומר, ההסתברות שהסיבה (המתוארת בתור האבחנה) אכן תגרום לתוצאה הספציפית הזו (רמת גלוקוז נמוכה בדם). אם 'תרדמת נוירוגליקופנית' היא הסיבה לאובדן ההכרה במטופל זה, אזי תהייה גבוהה ההסתברות שבדיקת רמת גלוקוז בדם תחזיר ערך מסכן חיים (25 מ"ג לדציליטר). הנראות עבור האבחנה של תרדמת נוירוגליקופנית הינה 0.9. הנראות של שתי האבחנות הפטנציאליות האחרות נמוך במיוחד, והוא עומד על 0.1. בעדכון אמונה בייסיאני, מוכפלת הסתברות הפריורית בנראות, והתוצאה תהייה פרופורציונלית להסתברות הפוסטריורית אשר מסומנת:

$$P(X|Y)$$

ולכן:

$$P(X|Y) = P(X) \cdot \Bigg[\frac{P(Y|X)}{P(Y)}\Bigg]$$

נכנה את הביטוי הנמצא בתוך הסוגריים המרובעים 'פקטור העדכון', מאחר ותוצאת מכפלת ההסתברות הפריורית (ההסתברות 'הקודמת') בפקטור העדכון הזה הינה ההסתברות הפוסטריורית (ההסתברות 'החדשה'). הסקה בייסיאנית, אם כן, מובילה לאבחנה מועדפת חדשה – 'תרדמת נוירוגליקופנית' – בהסתברות פוסטריורית של 0.857. שתי האבחנות האחרות הופכות לפחות סבירות. ההסתברות הפוסטריורית הופכת להיות ההסתברות הפריורית החדשה, בה ניתן להשתמש עבוד הצעד הבא בתהליך הדיאגנוסטי, אשר יניב ראיות נוספות. 

להסקה פרצפטואלית המתוארת בדוגמה המפורטת לעיל ניתן להתייחס בתור הסקה בייסיאנית מדויקת (exact Bayesian inference) – כזו העושה שימוש בנוסחת בייס המפורשת ומעדכנת אמונה קודמת באופן ישיר, ובכך הופכת אותה לאמונה חדשה. מבחינה מתודולוגית נראה כי המוח מיישם הסקה פרצפטואלית באופן שונה מההסקה הבייסיאנית המדויקת, ועל כן נספק דוגמה נוספת:

רופא אחר נאלץ להתמודד גם הוא עם מטופל בן 17 שנים השרוי במצב של תרדמת. בניגוד לרופאה מהדוגמה הקודמת, הוא אינו משתמש בנוסחה המפורשת של חוק בייס. במקרה שלו ההסקה הבייסיאנית מבוססת על אינטואיציה (תהליך תת-הכרתי), וזהו האופן בו הסקה פרצפטואלית, למעשה, מתרחשת במוח. גם לרופא השני ישנה אבחנה מועדפת, וגם במקרה שלו האבחנה המועדפת הינה אינטוקסיקציה. זוהי האבחנה לה הוא מקצה את ההסתברות הפריורית הגבוהה ביותר. לפני קבלת תוצאת מדידת רמת הגלוקוז בדם, ישתמש הרופא באבחנה המועדפת עליו יחד עם הנראות

$$P(Y|X)$$
על מנת לחזות מהו הערך הסביר ביותר שבדיקת רמת גלוקוז בדם תניב במקרה הזה (בהנחה שהאבחנה המועדפת עליו אכן נכונה). ניתן לומר, אם כן, שנעשה שימוש ב-'ההתפלגות הפריורית מעל הסיבות' יחד עם ה-'נראות של התוצאה בהינתן הסיבות' על מנת לחזות את נתוני התצפית. בתורת ההסתברות ובסטטיסטיקה, מודל המשמש לחיזוי נתוני תצפית ידוע כ-'מודל גנרטיבי'. במקרה בו האבחנה המועדפת ('אינטוקסיקציה') הינה האבחנה הנכונה, הרופא יחזה ערך של Y=90 מ"ג לדציליטר עבור רמת הגלוקוז בדם. כאשר הרופא רואה שהערך שחזר הינו 25 מ"ג לדציליטר (*Y) מדובר במה שמכונה 'שגיאת חיזוי'. מנקודה זו ואילך, ישתמש הרופא בשגיאת החיזוי על מנת להעריך הסתברות פוסטריורית חדשה. הבעיה הטכנית היא שלא ניתן לבצע חישוב מדויק של ההסתברות הפוסטריורית החדשה בקלות. במקום זאת, ניתן להשתמש באפרוקסימציה של ההסתברות הפוסטריורית האמיתית,
$$Q(X)$$

מה שעדיין מוכיח את עצמו כיעיל ביותר. במילים אחרות, הרופא מתאים את הערכים שלו Q של X, באופן שימזער שגיאות חיזוי. בהסקה פרצפטואלית, ערכה של ה-'הסתברות הפוסטריורית הנכונה בקירוב' קרוב ל-0.857 עבור האבחנה של 'תרדמת נוירוגליקופנית', מה שהופך אבחנה זו לבחירה הטובה ביותר בשלב זה. יש לציין כי תהליך הקידוד המנבא הינו מורכב יותר מהתאור המוצג לעיל מאחר והוא עוסק במצבים רציפים, בעוד הדוגמאות שהוצגו עוסקות במצבים בדידים.

להסקה הפרצפטואלית המוצגת בדוגמא השניה ניתן להתייחס בתור הסקה בייסיאנית מקורבת (approximate Bayesian inference) ובה נעשה שימוש נרחב בתחום של למידת מכונה. למרות השוני המתמטי בינה לבין הסקה פרצפטואלית מדויקת (המוצגת בדוגמא הראשונה), שתי מתודולוגיות ההסקה עוקבות אחר קו מחשבה זהה: להסיק מהתוצאה את סיבתה הסבירה. 

מודלים גנרטיביים במוח הינם בעלי יכולת לחזות מידע חושי. החיזוי מושווה למידע הנצפה בפועל, וההפרש בין השניים מהווה את שגיאת החיזוי, אשר בתורה משמשת עבור עדכון האמונה הקודמת ובכך היא נהפכת אותה לאמונה חדשה (פוסטריורית) מקורבת.

אל שתי צורות ההסקה הבייסיאנית המתוארות לעיל ניתן למעשה להתייחס כאל תהליך הממזער את האנרגיה החופשית המשתנה (variational free energy), כאשר הכוונה במונח 'אנרגיה חופשית' היא לכמות הכוללת של שגיאות החיזוי. מחקרים הראו כי ניתן לתאר הן הסקה פרצפטואלית והן למידה בתור מזעור של אנרגיה חופשית או הפחתה של שגיאות חיזוי (Friston, 2005; Rao and Ballard, 1999). מקור הקונספט של אנרגיה חופשית הינו במכניקה סטטיסטית, ובהקשר של הפעילות המוחית ניתן לפרש אותו בתור המידע שחסר לאדם ואשר בו יוכל לעשות שימוש על מנת לקרב את המודלים הפנימיים שלו ככל הניתן למציאות. בקידוד מנבא, אם כך, מזעור אנרגיה חופשית מתכתב עם מזעור שגיאת חיזוי. על-ידי מזעור שגיאת החיזוי, משתפר המודל הפנימי צעד אחר צעד תוך-כדי עדכון אמונות חדשות בהינתן האמונות הקודמות והנראות של תצפיות החישה.

לסיכום, הסקה בייסיאנית מפחיתה את אי-הוודאות שלנו אודות מצב העניינים בעולם, אשר בתורו מהווה את הסיבה שגרמה למידע החושי הספציפי אותו קיבלנו להגיע אל המערכת שלנו.

>> דיוק וקשב

בקידוד מנבא, קשב מהווה קונספט מרכזי אשר אודותיו יורחב בהמשך. בקצרה, שגיאות חיזוי מייצגות את המידע ה-'ראוי לפרסום', זה אשר עדיין מצריך הסברים. המוח, כמובן, נדרש לבחור את 'ערוצי החדשות' בהם הוא 'צופה'. תהליך בחירה זה מתכתב עם הגברת העוצמה של רמת הדיוק (האמון שניתן לתת) בשגיאות החיזוי. ויסות העוצמה ('gain modulation') מהווה תופעה נפוצה במדעי המוח אשר מתבטאת בשינוי האמפליטודה של התגובה העצבית, אך לא בשינוי הסלקטיביות. מבחינה חישובית, הגברת העוצמה של תאי העצב המקודדים שגיאות חיזוי מבטיחה רמת דיוק גבוהה של המידע המשמש לבחינה מחודשת (ושינוי) של המודלים הפנימיים. מבחינה פסיכולוגית, התופעה מספקת מטאפורה לא רעה למיקוד קשב. לבסוף, מנקודת מבט פיזיולוגית, מדובר בתהליך אשר ממקם את המודולציה העצבית ואת ויסות העוצמה הקורטיקלי בעמדת מפתח מבחינת ההשפעה על הסינתזה התפיסתית, דבר המשתמע מכך שהגברת ההשפעה של שגיאות החיזוי מתבססת על ההיענות (responsivity) של האוכלוסיות העצביות המדווחות להן.

במילים פשוטות יותר, ככל שרמת הדיוק של שגיאת חיזוי גבוהה יותר, כך השפעתה על עדכון האמונות רבה יותר. במצבי דחק, מודולציה עצבית מגבירה את רמת הדיוק של שגיאות חיזוי סנסוריות, ובכך מעניקה למידע חושי משקל רב יותר ביחס לציפיות הפריוריות.

>> הקורלטים האנטומיים של קידוד מנבא היררכי

ארכיטקטורת המוח מאורגנת בצורה היררכית. ארגון זה נחקר לעומק באופן אינטנסיבי במערכת הראיה: האזורים הקורטיקליים הנמוכים נמצאים בסמיכות רבה יותר לקלט הסנסורי הראשוני, בעוד האזורים הגבוהים יותר משחקים תפקיד אסוציאטיבי. הארכיטקטורה ההיררכית מאפשרת למוח ללמוד הן את הפריורים שלו עצמו והן את המבנה הסיבתי האינהרנטי של העולם, זה היוצר את הקלט הסנסורי. בהסקה בייסיאנית היררכית (או קידוד מנבא) הפריורים ברמות הביניים מהווים למעשה 'פריורים אמפיריים', דבר הנובע מכך שהם אלו אשר אחראים לספק הסבר למידע הסנסורי (כלומר האמפירי) ועל כן ניתנים לאופטימיזציה אשר מטרתה מזעור שגיאות החיזוי בכל אחת מהרמות ההיררכיות.

מבחינה נוירו-אנטומית, מושג היררכיה מבוסס על ההבחנה בין חיבורים מלמטה למעלה (bottom-up) לבין חיבורים מלמעלה למטה (top-down). פריסטון ועמיתיו מציעים במאמר סובסטרטים אנטומיים עבור אמונות פריוריות אמפיריות (שכבה 3 של קליפת המוח) וכמו כן עבור פרדיקציות (שכבה 5 של קליפת המוח). בסקירה זו בחרתי שלא להיכנס עמוק מדי לעובי הקורה האנטומית על מנת לא לסרבל נושא הסבוך מטבעו ממילא, וקוראים אשר מגלים עניין בקורלטים האנטומיים של תיאורית הקידוד המנבא יוכלו לפנות למאמר עצמו ולמקורות אחרים אשר מרחיבים על הדיון האנטומי. השורה התחתונה של האספקט האנטומי העולה מן המאמר של פריסטון ועמיתיו היא שהארכיטקטורה החישובית המוצעת מאפשרת עדכון רציף של אמונות פריוריות באופן היררכי, בתגובה לקלט חושי פלוקטואנטי ברמה הנמוכה.

בהסקה פרצפטואלית, המוח עושה שימוש במודל היררכי פנימי בו פרידיקציות אשר נעות מלמעלה כלפי מטה מתעדכנות באופן רציף על-ידי שגיאות חיזוי הנעות מלמטה כלפי מעלה.

> הסקה אקטיבית

תהליך חשוב נוסף להבנת המוח הבייסיאני הוא תהליך המכונה 'הסקה אקטיבית' (או 'הסקה פעילה'). 'הסקה פרצפטואלית' ו-'הסקה אקטיבית' מייצגות למעשה את שתי הדרכים למזעור שגיאות חיזוי. בהסקה פרצפטואלית החתירה היא לעדכון המודלים הפנימיים של העולם, בעוד שהסקה אקטיבית באה לידי ביטוי בשינוי הסביבה (או בשינוי אופן דגימת המידע) במטרה להגדיל את המתאם שבין האמונות לגבי העולם לבין הקלט החושי (כלומר, להפחית את שגיאת החיזוי). במילים אחרות, ניצבות בפני אדם שתי אפשרויות: הראשונה היא שינוי (תפיסתי) של האמונות הקודמות (הפריוריות) האמפיריות שלו על מנת להפוך את הפרדיקציות לדומות יותר לקלט החושי, בעוד האפשרות השניה הינה שינוי הקלט החושי עצמו (על-ידי פעולה), על מנת להפוך אותו לדומה יותר לפרדיקציות. האפשרות השניה הינה 'הסקה אקטיבית'. רפלקסים מוטוריים, למשל, יכולים להיות מתוארים בתור דרך להפחית שגיאות חיזוי פרופריוספטיביות.

נראה כי מתקיימת דיאלקטיקה בין פעולה לאי-ודאות. הן התנהגות אקספלורטיבית והן התנהגות הימנעותית מראות השפעות בי-פאזיות על אי-ודאות. התנהגות אקספלורטיבית הינה בעלת עלות גבוהה עקב כך שהיא מערבת מגוון של סיכונים ובכך יכולה להוביל להגברת 'אי-ודאות קצרת מועד' (מסעות קולומבוס, לדוגמא), אך התגמול האפיסטמי של התנהגות אקספלורטיבית הינו הפחתה של 'אי-ודאות ארוכת טווח' (מילוי האזורים החסרים במפת העולם). בניגוד לכך, התנהגות הימנעותית יכולה להפחית 'אי-ודאות קצרת מועד' (להתנתקות רגעית, כגון חופשה במקום מבודד, אכן יכולות להיות השפעות מרגיעות המפחיתות אי-ודאות), אך השהייה ממושכת של עדכון אמונות במהלך אפיזודה הימנעותית יכולה להוביל לרמת הפתעה גבוהה על-ידי עולם שהשתנה במידה ניכרת במהלכה. בעודה פוגמת בשיחור האפיסטמי (epistemic foraging), התנהגות הימנעותית יכולה להגביר את הדבקות באמונות ישנות, ובכך לגרום ל-'אי ודאות ארוכת טווח'. בקצרה, ישנו מאזן אופטימלי בין התנהגות אקספלורטיבית לבין התנהגות הימנעותית, הנשען על תנודתיות הסביבה (environmental volatility) – כלומר על המהירות והכיוון של שינויים בסביבה, ובעיקר, ואף חשוב מכך, על היכולת להעריך את התנודתיות ולהשתמש בה על-מנת להפחית אי-ודאות ארוכת טווח. ניתן להשתמש באנלוגיה של חיפוש אחר מזון, תהליך הניצב בפני אותה דיאלקטיקה: למרות שהחיפוש עצמו הינו תהליך הצורך אנרגיה, מטרתו לאפשר גישה למקורות אנרגיה.

>> קבלת החלטות מוכוונת-מטרה

ניתן להתייחס לבעיית הבחירה של אסטרטגיית התנהגות כבעיית הסקה, וכתהליך כזה ישנם שלושה סוגי התפלגויות רלוונטיים:

  • מצבי העולם\הגוף הנוכחיים.
  • מצבים אליהם ניתן להגיע (ברי-השגה).
  • מצבים רצויים (מצבי יעד).

בחירת אסטרטגיה מתבצעת תחת האמונה הפריורית שהדבר ימזער את ההפרש בין ההתפלגות מעל המצבים ברי-ההשגה (בהינתן האמונות אודות המצבים הנוכחיים) לבין התפלגות מעל המצבים הרצויים.

האמונות אודות 'מצבי העולם הנוכחיים' מעודכנות באופן רציף במהלך הסקה פרצפטואלית. קליפת המוח הקדם-מצחית הצדית (lateral prefrontal cortex, PFC) הינה אזור מפתח במוח, בו משוער כי מקודדים מצבי הסביבה הנוכחיים ועל כן מייצג אזור מוחי זה אמונות פריוריות אמפיריות או אמונות פוסטריוריות אודות 'מצבי העולם הנוכחיים'. קליפת המוח הקדם-מצחית הצדית שולחת פרדיקציות לקורטקס הסנסורי, אשר ממוקם ברמה היררכית נמוכה יותר, ומקבלת בתורה שגיאות חיזוי ממנו. הקורטקס הויסצרו-סנסורי מעריך את מצבו הפנימי של הגוף.

ייתכן והאמונות אודות 'מצבים ברי-השגה' מיוצגות באזור הנקרא pre-supplementary motor area המכיל מודל גנרטיבי אשר חוזה את התוצאות אליהן ניתן להגיע על-ידי השימוש באסטרטגיות חלופיות הלקוחות מתוך רפרטואר נתון. חוויות עבר משמעותיות הינן בעלות השפעה חזקה על אופן חיזוי אירועי העתיד כאשר אנו שוקלים אסטרטגיה רלוונטית. בתהליך איטרטיבי ממושך, זכרונות דקלרטיביים ורגשיים תלויי-אמיגדלה והיפוקמפוס מעצבים את המודל הגנרטיבי, אשר בתורו מאפשר חיזוי של מצבים ברי-ההשגה. במובן הזה, אף אדם או בעל-חיים אינו חף מהטיות ביוגרפיות שכאלו בכל הנוגע לפרדיקציה של אירועים חדשים.

'מצבים רצויים' מיוצגים באזורים כגון ה-ventromedial prefrontal cortex prefrontal cortex וה-orbitofrontal cortex. אזורים אלו נמצאים בעמדה ההיררכית הגבוהה ביותר במוח הבייסיאני. הם משחקים תפקיד מפתח בהגדרת ערכם הצפוי של מצבים עתידיים. העדפות היעד האלו מספקות נקודת ייחוס עבור התנהגות מוכוונת מטרה, אך גם אותם ניתן לעדכן.

פיתול החגורה הקדמי (ACC) הינו אזור מרכזי אשר מבצע אינטגרציה בין אמונות אודות מצבים ברי-השגה לבין מצבי יעד.

>> מידת אי-הוודאות אודות הצעד הבא

העיקרון לפיו פותר המוח אי-ודאות אודות שאלת הבחירה של פעולה או אסטרטגיה מצוי גם בצורות החיים הבסיסיות ביותר. בתהליך הכימוטקסיס, לדוגמא, משנה חיידק את האסטרטגיה שלו (כיוון ההתקדמות המרחבי) עד אשר הוא מגיע לסביבה עשירה בנוטריינטים (מצב יעד). אסטרטגיה זו מבוססת על הציפייה הפריורית שהחיידק ישנה את כיוון תנועתו רק כאשר הוא ניצב בפני מצבים לא צפויים. בדומה לכך, המוח הבייסיאני (האידיאלי) שוקל אסטרטגיות חלופיות כאשר אינו מצליח להגיע למצבי היעד. ישנו דמיון מסוים בין חיידק הנע בחוסר מנוחה בחיפושו אחר מזון לבין אדם אשר חווה אי-ודאות לגבי הצעד הבא אשר עליו לנקוט.

כאשר אדם חש ודאות בנוגע לתשובה לשאלה 'איזו אסטרטגיה יש לבחור על מנת להבטיח רווחה עתידית?', ישנן אסטרטגיות זמינות אשר ביכולתן להשיג את היעדים הרצויים, וניתן לבחור בזו המביאה לקרוב הטוב ביותר של התוצאה הרצויה ולהעביר אותה מה-pre-SMA לקורטקס המוטורי הראשוני, אשר בתורו מפיק פרדיקציות פרופריוצפטיביות, אותן הוא מוציא אל הפועל על ידי כך שהוא ממיר שגיאות חיזוי פרופריוצפטיביות פריפריאליות לתנועה מוטורית.

קיימת אפשרות שאף אחת מהאסטרטגיות לא תוביל להשגה של היעד הרצוי בהסתברות גבוהה מספיק. במצב עניינים מסוכן וחסר ודאות כגון זה, מציעים פריסטון ועמיתיו, ה-ACC מוציא אל הפועל תכנית חירום המורכבת מסט של תגובות דחק מתואמות ובכך 'מנפיק' פרדיקציות ויסצרו-מוטוריות עבור גזע המוח וחוט השדרה באמצעות חיבורים העוברים דרך האמיגדלה. פרדיקציות ויסצרו-מוטוריות מעין אלו מוצאות אל הפועל על-ידי המרתן של שגיאות החיזוי הויסצרו-מוטוריות בפעולה הורמונלית, אוטונומית ונוירומודולטורית. אירועים אלו מביאים להפעלתה של הרשת האלוסטטית. האזורים הויסצרו-מוטוריים המפקחים על התהליכים האלוסטטיים (the amygdala, ventral striatum, insula, orbitofrontal cortex, anterior cingulate cortex, medial prefrontal cortex) בדרך-כלל זוכים לכינוי 'מסלולי רגש' (circuits for emotions). עם הפעלת חירום כזו של קומפלקס ה-ACC-amygdala, חווה האורגניזם תחושות של איום, אי-ודאות וחוסר שליטה. ניסויים הראו שבעלי תגובת הדחק החזקה ביותר נוטים להציג את רמת ההערכה העצמית הנמוכה ביותר והם הכי פחות בטוחים ביכולות שלהם.

במצב עניינים מסוכן זה הסיכון הוא כפול: ראשית, ישנו סיכון לתוצאות מפתיעות (פגיעה פיזית, אובדן מעמד חברתי, אובדן פיננסי, פרידה רומנטית). שנית, קיים סיכון לכך שאובדן השליטה המקושר עם 'דחק טוקסי' ועומס-יתר אלוסטטי עלול להתקדם למחלה. ברגע שאדם נחשף לשינויים מאיימים בסביבתו החיצונית או הפנימית הוא מעומת עם שלוש תוצאות אפשריות: התוצאה הראשונה מעידה על 'דחק חיובי'; הודאות נרכשת מחדש והאינדיבידואל חווה תחושת מומחיות (mastery – שליטה, בקיאות) והערכה עצמית טובה, ורווחתו משוקמת לחלוטין – הוא גבר על האיום באופן הטוב ביותר. התוצאה השנייה מעידה על 'דחק סביל'; במקרה הזה, האינדיבידואל אינו יכול לבטל את השינויים בסביבתו העוינת, אולם ניתן להפחית אי-ודאות באמצעות מנגנוני חציצה כגון הסתגלות. במקרה כזה האדם מציג תגובת דחק ברמה נמוכה בלבד ורמת ביניים של הערכה עצמית ותחושת שליטה. התוצאה השלישית מאפיינת 'דחק טוקסי'; במקרה כזה כושלים מנגנוני החיץ והאינדיבידואל נשאר כלוא בסביבה עוינת. תגובת הדחק הינה מקסימלית בעוד רמות ההערכה עצמית ותחושת השליטה מינימליות. במצב זה, כאשר הוא כרוני, ישנו סיכון גבוה לתחלואה נפשית וגופנית ולתמותה.

לסיכום, אם אנו חשים בטוחים בכך שאנו יכולים להגיע למצבי היעד שלנו (כלומר ישנה דרך פעולה בעלת סיכון נמוך במיוחד), ה-ACC מיידע את המערכת המוטורית אודות הפעולה הטובה ביותר. אם, לעומת זאת, אנו חשים לא בטוחים אודות כיצד לפעול (אנו מעריכים את כל האסטרטגיות ככאלו בעלות סיכון זהה ומשמעותי), אזי ה-ACC יוזם תכנית חירום על מנת להבטיח עדכון היסקים יאות אודות מצבי העולם.

על מנת למנוע את כל הסיכונים, הן קצרי הטווח והן ארוכי הטווח, הקשורים לאי-ודאות, המוח מתחיל את תוכנית החירום שלו מוקדם ככל האפשר מהרגע שבו האדם נכנס למצב בו רמת הוודאות רעועה. ההפעלה של האמיגדלות משחקת תפקיד חשוב בתכנית החירום הזו. אזורים מוחיים אלו מארגנים את תגובות הדחק אשר מטרתן הסופית הינה לפתור את הסכנה ואת אי-הוודאות, עליהן מתריע ה-ACC. הפחתת אי-הוודאות במצבים כאלו מערבת את פעולותיהן המיטיבות של הורמוני הדחק. הן לקורטיזול והן לקטכולאמינים חשיבות מכרעת בקיבוע זכרונות משמעותיים להימנעות מסכנה בעתיד. הורמוני דחק הינם הכרחיים לעדכון האמונות שלנו אודות העולם (והתכניות שלנו), אשר כבר אינן כשירות עבור תכלית זו.

שליטה באי-ודאות

כאמור, המוח משתמש בשלושה תהליכים על מנת לשלוט באי-ודאות: קשב, למידה והסתגלות. רפרטואר זה של תהליכים פותרי אי-ודאות שזור באופן הדוק במטבוליזם האנרגטי המוחי והמערכתי.

> קשב - השגת מידע חושי מדויק עבור עדכון בייסיאני

התגובה הראשונה והמיידית לאתגר של דחק הינה עירור (arousal), כלומר הגברת הקשב והערנות. בסיטואציה של אי-ודאות עובר המוח ממצב בו רמת הדריכות עולה לרמה של דריכות-על או דריכות-יתר (hypervigilant state). נדון כעת כיצד המנגנונים הנוירואנדוקריניים המובילים למצב של דריכות-על מעלים את רמת הדיוק של המידע החושי שמשיג המוח. כפי שצוין בתחילת המאמר, מידע נחוץ להפחתת אי-ודאות. כמות האנרגיה המוחית הנחוצה על מנת להשיג מידע שהוא מדויק יותר, הינה גבוהה יותר. היחס שבין מידע לעלות התרמודינמית שלו נגזר מהעובדה שעל-מנת לשנות מידע המקודד בכל מערכת שהיא – ישנו צורך באנרגיה. מהפרספקטיבה העצבית, הגדילה ברמת ההגברה (gain) של תאי-עצב המקודדים שגיאות חיזוי הינה יקרה מבחינה מטבולית. מנקודת המבט של קידוד מנבא, עליה ברמת הדיוק או בהגברת הקשב מחייבת בהכרח עליה באספקת האנרגיה העצבית.

במהלך אתגר פסיכוסוציאלי (ויכוח, לדוגמא) האמיגדלה וחלקים של אזור הנקרא stria terminalis מספקים קלט עבור הלוקוס קורולאוס, מערכת העצבים הסימפטטית וציר ה-HPA. כתוצאה מכך, מופרש חומר המכונה corticotropin-releasing hormone אשר פועל על תאי העצב של הלוקוס קורולאוס ובכך מווסת את דפוס הירי שלהם. נוירופפטיד זה מוביל לעליה טונית ולירידה פאזית בפריקה של תאי העצב של הלוקוס קורולאוס. פריקה פאזית מערבת מספר מצומצם של תאי לוקוס קורולאוס והיא מאפיינת 'קשב ממוקד' (focused attention). באופן הזה, הקרנות מתוך הלוקוס קורולאוס המגיעות אל אזורים קורטיקליים מובילות להגברה ממוקדת של אזורי קליפת המוח המעורבים בביצוע מטלה ספציפית בלבד, ולא של תאים אחרים. בניגוד לכך, פריקות טוניות של תאי הלוקוס קורולאוס מערבות מספר גדול של תאים, מה שמוביל להפעלה נרחבת של אזורים קורטיקליים. המודוס הטוני מופעל במהלך דחק חריף ומקל על האינטראקציה בין אזורים קורטיקליים רבים (בכך שהוא מגדיל את השפעתן של שגיאות חיזוי שנעות בכיוון מעלה) אשר מטרתם לבחון מחדש את האמונות (ולשנותן לפי הצורך) על-מנת להפחית אי-ודאות.

>> וויסות נוראדרנרגי של שחרור גלוטמט פרה-סינפטי

הקרנות היוצאות מתוך הלוקוס קורולאוס (LC) מגיעות אל סינפסות קורטיקליות וגורמות להן להפריש נוראפינפרין באופן פאראקריני אשר מווסת את הסתברות ההפרשה של גלוטמט ו-GABA מתוך הטרמינלים הפרה-סינפטיים של תאי-העצב.

כאשר פעילות LC גבוהה מובילה להפרשה של נוראפינפרין בסינפסות גלוטמטרגיות, הנוראפינפרין נקשר לקולטנים אדרנרגיים הממוקמים על הנוירון הגלוטמטרגי הפרה-סינפטי. באתר הפרה-סינפטי של נוירונים קורטיקליים נראה כי לקולטנים אדרנרגיים בעלי אפיניות גבוהה פעולות הפוכות מאלו אשר הינם בעלי אפיניות נמוכה. בעוד קולטנים אדרנרגיים בעלי אפיניות נמוכה מגדילים את ההסתברות לשחרור גולטמט, קולטנים אדרנרגיים בעלי אפיניות גבוהה מפחיתים אותה. נוסף על כך, ברמות נמוכות של נוראפינפרין, גוברות ההשפעות של הקולטנים האדרנרגיים בעלי האפיניות הגבוהה, בעוד שתחת רמות גבוהות של נוראפינפרין גוברות ההשפעות של הקולטנים האדרנרגיים בעלי האפיניות הנמוכה. 

מהרגע בו שוחרר הגלוטמט מהאתר הפרה-סינפטי אל תוך המרווח הסינפטי הוא נקשר מצד אחד לקולטני AMPA ו-NMDA פוסט-סינפטיים ומן הצד האחר לקולטני NMDA הממוקמים באתרי השחרור של הנוראפינפרין. בצורה הזו מתקיימת לולאת היזון חוזר המווסתת באמצעות נוראפינפרין את ההסתברות לשחרור גולטמט, בעוד שזליגת גולטמט מווסתת את השחרור של נוראפינפרין. הלולאה המודלטורית הזו זכתה לכינוי 'נקודה חמה' (hot spot). 

אם כן, פעילות מוגברת ב-LC מובילה לריכוזים גבוהים של נוראפינפרין באתר הפרה-סינפטי, מה שגורם בתורו להגדלת ההסתברות להפרשה של גלוטמט. אם במקרה ישנה רכבת-ספייקים-בתדירות גבוהה (high-frequency-spike train) המגיעה אל האתר הפרה-סינפטי, כמות גבוהה במיוחד של גלוטמט משוחררת אל תוך המרווח הסינפטי. זליגת גלוטמט גבוהה, בתורה, מעודדת שחרור נוסף של נוראפינפרין, מה שמוביל למיקסום ההסתברויות להפרשת גלוטמט. בניגוד לכך, במקרה של פעילות LC נמוכה ושחרור גלוטמט ספונטני, הרמות הנמוכות של זליגת הגלוטמט אינן מספיקות על מנת לעודד שחרור נוסף של אפינפרין – הסתברות הפרשת הגלוטמט אף מוסיפה להצטמצם. פעילות LC גבוהה מציתה בנוסף 'נקודות חמות' (כפי שאלו מוגדרות בפסקה הקודמת) באתרי שחרור GABA. נוראפינפרין מגדיל את ההסתברויות עבור שחרור GABA מקולטנים אדרנרגיים בעלי אפיניות נמוכה, בעודו מקטין את ההסתברויות לשחרור GABA מקולטנים אדרנרגיים בעלי אפיניות גבוהה. בשורה התחתונה, מבין כל פוטנציאלי הפעולה המגיעים לסינפסה, רק מעטים למעשה גורמים לשחרור של שלפוחיות המכילות מוליכים עצביים (גלוטמט או GABA).  רק במקרה של פעילות LC מוגברת מתרחשות נקודות חמות, במהלכן מרבית פוטנציאלי הפעולה המגיעים ברכבות התדירות-הגבוהה גורמות לשחרור של מוליך עצבי (גלוטמט או GABA).

ראוי לציין שנוראפינפרין משפיע בנוסף על רמת הרגישות (excitability) של נוירונים קורטיקליים אך נראה כי הסיוע שלו בשחרור מוליך עצבי פרה-סינפטי (גלוטמט ו-GABA) עוקף את השפעותיו (הפחות יעילות) על הרגישות הפוסט-סינפטית.

לסיכום, נוראפינפרין מצית נקודות חמות באתרי השחרור של המוליך העצבי ובכך מגביר את תמסורת המידע (אשר נמדדת בביטים לשניה).

איור מס' 3. פעילות LC מגבירה תמסורת מידע סינפטית.

>> אילוצים אנרגטיים על תמסורת מידע

תמסורת מידע עצבי צורכת כמות אנרגיה יוצאת מן הכלל. המוח משתמש ב-20% מכלל האנרגיה הזמינה באורגניזם האנושי, בעוד המסה שלו מהווה רק 2% מכלל מסת הגוף. המוח, אם כן, ממוקם בעמדה מטבולית פריווילגית. הדלק העיקרי שלו הוא גלוקוז והוא צורך יותר מ-60% מהגלוקוז הנמצא בזרם הדם, במצב מנוחה. אתגר מנטלי או פסיכוסוציאלי מגביר את צריכת הגלוקוז ביותר מ-10%. אפילו ברמה הבין-תאית, מחקרים הראו שתאי-עצב צורכים אנרגיה לפי דרישה ('on demand'). מרבית האנרגיה המוחית משמשת עבור תמסורת סינפטית.

לא כל פוטנציאל פעולה המגיע לסינפסה מוביל לשחרור של שלפוחית גלוטמט. המוח מבצע תהליך אופטימיזציה עבור כמות המידע הנמסר ביחס לאנרגיה בה נעשה שימוש במהלך התמסורת (Levy and Baxter, 1996). במילים אחרות, המוח מסוגל להעביר מידע בקצב גבוה בהרבה מהקצב בו הוא מעביר מידע בפועל, עקב כך שכושר תמסורת מידע (transmission capacity) נמוך הינו חסכוני יותר (כלומר יעיל יותר מבחינה אנרגטית).

בתאי-עצב בעלי קצב ירי מקסימלי של 400 הרץ, כושר התמסורת הוא מקסימלי כאשר הם יורים במחצית מהמהירות המקסימלית שלהם (כלומר, 200 הרץ). עם זאת, בפועל, קצב הירי הממוצע של נוירונים באורגניזם נמוך בהרבה – כ-4 הרץ. על הרקע הזה, נראה סביר כי הסתברות שחרור גלוטמט בסיסית כה נמוכה ניתן להגביר על-פי דרישה. לפוטנציאל פעולה יש סיכוי הרבה יותר גבוה לגרום לשחרור גלוטמט אם הפלט של הלוקוס קורולאוס הינו גבוה. חישובים הראו כי הסתברות שחרור גלוטמט כה גבוהה – הנגרמת על-ידי פעילות גבוהה של הלוקוס קורולאוס – הינה הרבה יותר יקרה מבחינה אנרגטית לעומת תמסורת סינפטית המתרחשת בעת הפעלה חלשה יותר של הלוקוס קורולאוס, אשר מהווה את המודוס האופטימלי מבחינה כלכלית.

בהתייחסות לאילוצים אנרגטיים, מספר אתרי השחרור של מוליך עצבי מהאקסון אל התא הפוסט-סינפטי, גם הוא בעל חשיבות. מספר זה גדול מ-6 עבור סינפסות הנמצאות בין תאי-עצב קורטיקליים פירמידליים לבין נוירונים מקשרים, גדול מ-4 עבור סינפסות הנמצאות בין תאי-עצב פירמידליים לבין תאי-עצב פירמידליים אחרים, ועומד על 6 עבור סינפסות מעוררות אשר נמצאות על גבי תאים פירמידליים באזור CA1 בהיפוקמפוס. במקרים של אתרי שחרור מרובים – מאקסון אחד לתא הפוסט-סינפטי שאחריו – הראו (Julia Harris and David Attwell) כי הסתברות השחרור האופטימלית הינה בין 25% ל-50% (אופטימלית ביחס לכמות המידע המועבר כפונקציה של האנרגיה אשר הוצאה לשם כך, בביטים פר ג'אול). 

תחת תנאים מחוסרי-דחק, ההפעלה של הלוקוס קורולאוס הינה נמוכה והמוח פועל במצב חסכוני אשר יעיל מבחינה אנרגטית ובכך נמנע משימוש (שלא לצורך) ביכולת עיבוד מידע גבוהה יותר. תחת תנאי דחק, לעומת זאת, ההפעלה של הלוקוס קורולאוס הינה גבוהה והמוח פועל במצב בזבזני מבחינה אנרגטית ובכך ממצה את יכולת עיבוד המידע שלו וזונח יעילות אנרגטית אופטימלית.

>> שגיאות חיזוי מקודדות ברמת דיוק גבוהה יותר בזמן דחק

כעת עולה השאלה: מהי המשימה המצריכה את תוספת האנרגיה המתוארת לעיל? לפי השקפת העיבוד המנבא, אי-ודאות או אובדן ביטחון לגבי פרדיקציות הנעות כלפי מטה הינו מצב הקורא להעלאת הדיוק של שגיאות החיזוי הסנסוריות, אשר בתורן מניעות את תהליך עדכון האמונות הבייסיאני. יחידות מידה של שגיאת חיזוי מעריכות כמה שונה המידע אודות הראיות הסנסוריות, הנע כלפי מעלה, מן המידע אודות הציפיות, הנע כלפי מטה. אך אילו מנגנונים נוירו-ביולוגיים מסייעים לתאי העצב הרלוונטיים לאמוד את חוסר ההתאמה (mismatch) שבין הפרדיקציות הנעות כלפי מטה לבין מצב העניינים המצופה ברמה הנוכחית?

זה מכבר הוכר כי נוירונים קורטיקליים מציגים באופן קולקטיבי דפוסי פעילות סינכרוניים. תנודות (fluctuations) מתואמות (קוהרנטיות) ממלאות תפקיד מכריע בתהליכים קורטיקליים רבים. אם נוירון אחד יורה, והשני סביר יותר (או פחות) לירות, אנו קוראים לפעילותם 'מתואמת זמנית' (מלשון temporarily, מבחינת הזמן). נוירונים רבים מסוגלים לחוש דפוסי קלט בעלי תיאום זמני. נוירון יכול לאתר דפוסי ירי מקבילים, אם ספייקים משני קלטים מגיעים תוך פרק זמן קצר, אולם תאי עצב מסוגלים כמו כן לסכום את הקלטים שלהם על מנת להפיק פוטנציאל פעולה. נוירון נקרא 'מאוזן' אם הקלטים המעוררים והמעכבים הינם חזקים ומבטלים אלו את אלו. באופן הזה, הזרם הנכנס הממוצע מתקרב לאפס, והמתח הממוצע במצב היציב אינו מספיק כדי ליצור פוטנציאל פעולה. עם זאת, נוירון מאוזן כזה עשוי עדיין ליצור פוטנציאל פעולה, מכיוון שתמיד מתרחשות תנודות מתח סטוכסטיות גדולות מספיק על-מנת לחצות את הסף הנדרש. נוירונים מאוזנים רגישים יותר לקלט פרה-סינפטי קוהרנטי (כלומר מתואם) מאשר נוירונים לא מאוזנים.

לפני מספר שנים הוכח כי אם הקלט מנוירון מעורר A והקלט מנוירון מעכב B מתואמים, אזי תנודות הנוירון הפוסט-סינפטי פוחתות (Salinas and Sejnowski, 2001). נניח שתאי יחידת שגיאה (L2-error-unit-pyramidal) מקבלים קלט מעכב (המשקף פרדיקציות מהרמה שלמעלה) וקלט מעורר (המקודד את הפריורים האמפיריים מהרמה הנוכחית). אם פרדיקציות מהרמה שלמעלה ופריורים מהרמה הנוכחית מתואמים מאוד, אזי תנודות של יחידות שגיאת ה-L2 תופחתנה. לעומת זאת, אם ישנה אי-התאמה, אזי תופענה תנודות סינפטיות, ויחידות השגיאה תחלנה לירות. באופן זה, יחידות שגיאת ה-L2 מסוגלות לקודד ולהעביר שגיאות חיזוי (הכוונה ביחידת שגיאת חיזוי היא ככל הנראה לקבוצת הנוירונים המקושרת לשגיאת חיזוי ספציפית).

המנגנונים שתוארו כאן לגילוי קלטים לא-מתואמים יכולים להסביר כיצד תאים פירמידליים שטחיים מחלצים שגיאות חיזוי ראויות לציון על מנת לשדר אותן עמוק יותר אל תוך היררכיית המוח. עם זאת, הדיוק של שגיאות חיזוי אלו תלוי באופן שבו יחידות שגיאת ה-L2 מגיבות לקלטים הפרה-סינפטיים הנמצאים מנגד. זוהי הנקודה בה נוראפינפרין (ונוירומודולטורים אחרים) נכנסים לפעולה באופן מיוחד מאוד.

>> אפינפרין מגביר את הדיוק באמצעותו שגיאות חיזוי גורמות לעדכון בייסיאני

אם המוח עוסק בהסקת מה הגוף צריך לעשות בעתיד, עליו לקודד – ברמה מסוימת – התפלגויות. מספר קודים עצביים הסתברותיים הינם אפשריים מבחינה מתמטית, אך מרבית העדויות הקיימות מצביעות על קידוד מנבא, שבו הפעילות של יחידות או אוכלוסיות בודדות מקודדת את הממוצע של התפלגות גאוסיאנית. כאשר מניחים שתאי עצב מקודדים הסתברות גאוסיאנית פוסטריורית (מה שמכונה 'קירוב לפלס'), קצב הירי שלהם מייצג את הממוצע הפוסטריורי או הציפייה. עם זאת, אם ירי עצבי מקודד ממוצע, מה מקודד את סטיית התקן (אי-ודאות)? הנחת היסוד של הקידוד המנבא היא שדיוק מקודד על-ידי משרעת (אמפליטודה, gain) התגובה של תאי העצב המקודדים שגיאות חיזוי. נקודת המפתח כאן היא כי המודולציה הנוראדרנרגית משפיעה על ויסות האמפליטודה הפרה-סינפטית – ועל-כן תורמת קידוד של דיוק: נוראפינפרין מגדיל את ההסתברות לשחרור פרה-סינפטי של מוליך עצבי לתוך תאי-עצב של שכבת L2, ובכך הופך תאי עצב פוסט-סינפטיים בשכבת L2 להיות רספונסיביים יותר לקלטים לא-מתואמים. בעשותו כן מגדיל אפינפרין את המספר של פוטנציאלי הפעולה המיוצרים על-ידי יחידות השגיאה של שכבת L2 כאשר הם מקבלים קלטים לא-מתואמים. הגדלה כזו במספר פוטנציאלי הפעולה של יחידת השגיאה של שכבת L2 מעניקה משקל רב יותר לשגיאת החיזוי העולה (כלומר לזרימת המידע החושי מלמטה כלפי מעלה).

>> 'המוח האנוכי' מספק את האנרגיה הנחוצה להגברת הדיוק

מהיכן מגיעה האנרגיה הנוספת הנחוצה למוח בעתות של דחק ואי-וודאות? אצל אנשים רבים (אך לא אצל סתגלנים, ראה מטה) המוח דורש אנרגיה מוחית נוספת ממאגרי הגוף. קומפלקס ה-ACC-אמיגדלה לא רק מגרה את תאי העצב של הלוקוס קורולאוס, אלא מגרה במקביל את מערכת העצבים הסימפתטית ואת ציר ה-HPA. הפעלה של מערכת העצבים הסימפתטית ושל ציר ה-HPA מדכאת באופן מיידי הפרשת אינסולין מתאי-בטא בלבלב. כתוצאה מכך, נמנעת ספיגת גלוקוז תלוית-אינסולין המתווכת באמצעות GLUT4 ברקמות השריר והשומן. באופן זה מתריע המוח על הצורך המוגבר שלו באנרגיה מוחית, צורך אשר נגרם על-ידי דחק.

במהלך מצב דריכות, אם כן, ויסות נוראדרנרגי של הסתברויות שחרור מוליך עצבי פרה-סינפטי מוביל לתמסורת של ראיות סנסוריות מדויקות באמפליטודה גבוהה, אשר נחוצות לעדכון של אמונות היררכיות עמוקות בנוגע לשינויים בסביבה החיצונית והפנימית.

> למידה

תהליך המפתח השני לשליטה באי הוודאות הוא למידה. גלוקוקורטיקואידים מווסתים פלסטיות פונקציונלית וסטרוקטורלית באזורי מוח רבים.

>> גלוקוקורטיקואידים תוחמים את חלון הזמן עבור פלסטיות קורטיקלית

במקרה של אי-ודאות אודות מה לעשות בעתיד (שונות גדולה בין האמונות אודות 'מצבים ברי-השגה' לבין 'מצבי היעד' תחת כל האסטרטגיות הזמינות), קומפלקס ה-ACC-אמיגדלה מגרה את ציר ה-HPA ובכך מגדיל את רמת הגלוקוקורטיקואידים הן במחזור הדם והן במוח. בהיפוקמפוס, באמיגדלה ובקליפת המוח, גלוקוקורטיקואידים נקשרים לקולטני MR ו-GR אשר ממוקמים הן בתוך תאי-העצב והן על פני הממברנות שלהם.

נתמקד בקולטני ה-MR וה-GR התוך-תאיים. זוג קולטנים תוך-תאיים אלו שונים ברמת האפיניות שלהם לקורטיזול: MR קושר קורטיזול באפיניות גבוהה, GR באפיניות נמוכה. ברגע שקורטיזול מפעיל קולטנים אלו בציטוזול, MR ו-GR נכנסים לגרעין התא, היכן שהם מפעילים את השפעותיהם השונות על ביטוי הגנים בתא. נתמקד באופן בו נוצרים זכרונות דקלרטיביים תחת דחק, השונה מהאופן בו זכרונות רגשיים משומרים.

תחת רמת קורטיזול נמוכה, גובר האפקט המסייע של קולטני MR על הפלסטיות, בעוד שתחת רמת קורטיזול גבוהה, גובר האפקט המדכא של קולטני GR. הסבירות עבור קונסולידציה (מיצוק) של זכרונות דקלרטיביים הינה הגבוהה ביותר כאשר רמת הגלוקוקורטיקואידים היא מתחת לטווח התקין. בניגוד לכך, קונסולידציה אינה סבירה בהיעדרם של גלוקוקורטיקואידים או בהינתן רמת גלוקוקורטיקואידים גבוהה. בדומה לכך, גם שליפת זכרונות מציגה תלות פעמונית בגלוקוקורטיקואידים (אופטימלית תחת רמה נמוכה בגזרת הטווח התקין ולקויה תחת רמה נמוכה וגבוהה מאוד).

על-מנת להגיע להבנה כוללת של תפקיד הגלוקוקורטיקואידים בעדכון 'מודל העולם הפנימי', יש להביט על למידה בקונטקסט של קידוד מנבא. קודם לכן, עסקנו בהסקת מצבי העולם במונחים של פעילות עצבית וכיצד תלוי הדבר ברמת דיוקן של שגיאות חיזוי, אולם הסקה זו תלויה בכך שישנו מודל טוב של העולם המקודד בקשרים ההיררכיים המעבירים פרדיקציות יורדות. מודל זה נלמד לאורך טווחי זמן ארוכים באמצעות פלסטיות תלוית ניסיון (למשל LTP ו-LTD). לפי השקפה זו, ההפרש MR-GR נמצא אפוא בעמדה ראשונה במעלתה על-מנת לשלוט בקצב הלמידה – באותו האופן בו אפינפרין שולט בקצב ההסקה ובצבירת הראיות על-ידי הגברת רמת הדיוק של שגיאות החיזוי. יש לבצע אופטימיזציה של קצב הלמידה על-מנת להפיק את המודלים הגנרטיביים הטובים ביותר. ברור שאם אנו חווים את העולם כלא-ודאי או אמביוולנטי, נרצה להשהות את הלמידה. אם אנו חווים את העולם כבהיר ובר-חיזוי (כלומר עקבי וקוהרנטי), נרצה למצק את מה שלמדנו. בהינתן שחיזוק ארוך טווח (LTP) מופעל באופן סלקטיבי על-פני חלון הפרש MR-GR (המבוקר בקפידה), גלוקוקורטיקואידים פותחים וסוגרים את חלונות הזמן עבור למידה ועל-כן הינם אוחזים בעמדת מפתח אסטרטגית למיצוק סלקטיבי של הדברים שאנו לומדים ושל הזמן בו אנו לומדים אותם.

לסיכום, ריכוזי גלוקוקורטיקואידים גבוהים יוצרים 'פאזת שינוי' בה מודל העולם הנוכחי נסקר מחדש (וכך גם האסטרטגיות שלו). ריכוזי גלוקוקורטיקואידים נמוכים יוצרים 'פאזת שימור' המייצבת את מודל העולם הנוכחי.

פונקציות ביולוגיות רבות אחרות מציגות גם הן תלות פעמונית בגלוקוקורטיקואידים. במאמר זה, הכותבים מתייחסים לתלות פעמונית זו בגלוקוקורטיקואידים ככזו המגלמת נקודת ייחוס עבור הרמה האופטימלית של פלסטיות תלוית-ניסיון. מאחר ואי-ודאות או דחק הינם, על-פי ההגדרה, אות לכך שהמודלים הגנרטיביים שלנו אינם כשירים (בעלי אנרגיה חופשית גבוהה), אל לנו לאמץ דבר הנלמד תחת מודלים אלו, וזה אכן עקבי עם השהייה של תהליך ההגברה הסינפטית ארוכת הטווח (LTP) במהלך רמות גבוהות של גלוקוקורטיקואידים ודחק. בהפיכת טיעון זה על ראשו, יש לקשור את מצב האנרגיה החופשית המינימלית לרמות גלוקוקורטיקואידים נמוכות המאפשרות למידה. רמות אופטימליות אלה משקפות אפוא את נקודת הייחוס (setpoint) אליה גופנו (ומוחינו) צריכים לשאוף. בתמצות, ניתן לפרש רמת גלוקוקורטיקואידים כמתאם של אי-ודאות על פני טווחי הזמן של פלסטיות תלוית-ניסיון. מבחינה היוריסטית, זה אומר שאנו חותרים להשיג מצבים אשר הולכים יחד עם רמה נמוכה (בטווח התקין) של גלוקוקורטיקואידים. 

רמת גלוקוקורטיקואידים משקפת בצורה ישירה האם התגלגלות העולם תואמת את הציפיות שלנו או לא.

איור מס' 4. גלוקוקורטיקואידים מאפשרים או מונעים פלסטיות קורטיקלית. פאנל A. במקרה בו ה-ACC נכשל לבחור מתוך האסטרטגיות המתקבלות על הדעת, עולה אי-ודאות לגבי איזו אסטרטגיה יש לרדוף, מה שמוביל להפעלת האמיגדלה, אשר בתורה גורמת לעליה ברמת הגלוקוקורטיקואידים בדם ובמוח. פאנל B. גלוקוקורטיקואידים נקשרים באפיניות גבוהה לקולטני MR תוך-תאיים ובאפיניות נמוכה לקולטני GR תוך-תאיים. לקולטנים אלו פעולות הפוכות על הביטוי של תתי-קבוצות של גנים המעורבות בפלסטיות לטווח-ארוך. פאנל C. האפקט המשולב של MR ו-GR מיוצג על ידי עקומת פעמון.

>> דחק והפתעה

בתחום תורת האינפורמציה המונח 'הפתעה' מתאר אצל האורגניזם את הסטיה מהציפיות שלו. עבור התפלגות נתונה מעל קבוצת התוצאות Y, ההפתעה מוגדרת בתור הלוגריתם השלילי של

$$P(Y)$$

כלומר

$$- \log_{} (P(Y))$$

ההפתעה, אם כן, מייצגת את אי-הסבירות לצפות בתוצאה מסוימת; לדוגמא, להושיט את היד לתוך הכיס ולגלות שמכשיר הטלפון הנייד אינו נמצא שם. ה-'הפתעה המצופה' הינה אנטרופיה. משמע שרמת הגלוקוקורטיקואידים יכולה לייצג לא רק את האנרגיה החופשית המטבולית המקושרת עם תגובות דחק, אלא שייתכן והיא גם משקפת שינויים באנרגיה חופשית משתנה או אינפורמטיבית. הניתוח המובא לעיל מציע כמו כן שרמות גבוהות של אנרגיה חופשית מורידות מהפרק מיצוק פלסטיות תלוית-ניסיון – עד שהעולם נהייה צפוי יותר ורמת הגלוקוקורטיקואידים חוזרת לשיווי משקל.

במצבים מאיימים וחסרי-ודאות, פרדיקציות יורדות של תגובות הקשורות לדחק משודרות על-ידי ה-ACC לאזורים אחרים במוח אשר מפיקים רפלקסים אוטונומיים. קומפלקס ה-ACC-אמיגדלה מפעיל את ציר ה-HPA, רמת הקורטיזול עולה, והוא נקשר בעיקר לקולטני GR מוחיים. רק במידה ורמת הגלוקוקורטיקואידים חוזרת להיות נמוכה (ברמה נמוכה הם נקשרים בעיקר לקולטני MR מוחיים) תתרחש פלסטיות ארוכת-טווח בנוירונים קורטיקליים. על-כן, למידת מודל העולם הפנימי שלנו יכולה להתרחש רק תחת רמה נמוכה של גלוקוקורטיקואידים, כאשר המודלים שלנו מתאימים עבור תכליתם (על-פי ה-ACC). 

לסיכום, אם המודל הפנימי של העולם מבצע תחזיות שגויות, רמה גבוהה של גלוקוקורטיקואידים תצביע על רמת אנרגיה חופשית גבוהה (דהיינו, אי-ודאות); המודל משתנה ונמנעת פלסטיות פונקציונלית. ברגע בו המודל המעודכן מצליח ליצור תחזיות נכונות, רמה נמוכה של גלוקוקורטיקואידים מצביעה על רמת אנרגיה חופשית נמוכה (דהיינו, יכולת חיזוי, predictability); המודל ממוצק ומתחדשת הפלסטיות הפונקציונלית.

>> פלסטיות פונקציונלית ב-apical tuft

בכתוב מעלה בוצעה הבחנה בין הסקה ללמידה. הסקה כוללת ביצוע אופטימיזציה של ציפיות אודות מצבי העולם באמצעות פעילות סינפטית. למידה, לעומת זאת, כוללת ביצוע אופטימיזציה של ציפיות אודות פרמטרים של המודל באמצעות פלסטיות סינפטית. נתמקד להלן במנגנונים הספציפיים המשמשים את הגלוקוקורטיקואידים על-מנת לבצע אופטימיזציה ארוכת טווח ליעילות הסינפטית.

גלוקוקורטיקואידים פועלים, בין היתר, על סינפסות הנמצאות באזור המכונה apical tuft בתאים פירמידליים. אקסון קלט משכבה מספר 1 מעורר או מדכא את הדנדריטים של ה-apical tuft בעזרת אקסונים קולטרליים עם חציצה של נוירון מקשר מסוג GABA. גלוקוקורטיקואידים מווסתים את התחזוקה של LTP ו-LTD בסינפסות גלוטמטרגיות וגאבארגיות אלו. קלטים מעוררים ומדכאים המגיעים ל-apical tuft משחקים תפקיד חשוב בוויסות ההגברה הפוסט-סינפטית של נוירונים פירמידליים. על-כן, גלוקוקורטיקואידים אוחזים בעמדה אידיאלית לויסות ההגברה הסינפטית של נוירונים פירמידליים לטווח הארוך.

על-ידי שליטה בהגברה הפוסט-סינפטית של נוירונים פירמידליים, ייתכן כי גלוקוקורטיקואידים משחקים תפקיד מפתח בלמידת 'דיוקן של שגיאות החיזוי' (המקודדת על-ידי נוירונים משכבת L2) ובלמידת 'המודל הגנרטיבי' (המקודד על-ידי נוירונים משכבת L5). מודולציה של הגברה דנדריטית ב-apical tuft מגבירה את האמפליטודה של נוירונים פירמידליים משכבה מספר 5. הגדילה באמפליטודה נובעת מהעובדה כי פוטנציאלי פעולה של נתרן המתקדמים לאחור מקיימים אינטראקציה עם קלט סינפטי דיסטלי חלש. אינטראקציה כזו מייצרת פוטנציאלי פעולה של סידן המתקדמים קדימה, אשר בתורם מעודדים פרץ פוטנציאלי פעולה מרובים. קלט מעורר אל ה-apical tuft מגביר את האמפליטודה הפוסט-סינפטית של נוירונים פירמידליים, בעוד שקלט מדכא ל-apical tuft מפחית אותה.

המיצוק של מודל גנרטיבי באמצעות LTP או LTD מתרחש ב-apical tuft של נוירונים פירמידליים, והוא מתאפשר באופן סלקטיבי כאשר העולם הינו בר-למידה (learnable), דהיינו, כאשר ההפתעה המצופה, אי-הוודאות ורמת הגלוקוקורטיקואידים – כולן נמוכות.

>> גלוקוקורטיקואידים תוחמים את הלמידה של דיוק שגיאות החיזוי

מדוע המוח לומד את רמת הדיוק של שגיאות החיזוי? פעמים רבות קיים קושי להחליט האם יש להסתמך על קלט חושי או שמא על ציפיות קודמות. במהלך השחר, לדוגמא, עדיף לסמוך על ציפיות קודמות מאשר על קלט חושי (עקב רמת תאורה נמוכה הקלט החושי מספק מידע בלתי מדויק). באור יום, לעומת זאת, עדיף להסתמך על מידע חושי מאשר על ציפיות קודמות. על-כן, רמת הדיוק של שגיאות החיזוי המקודדת ברמות נמוכות וגבוהות של ההיררכיה הקורטיקלית מאפשרת שקילה אופטימלית של זרם המידע הנע כלפי מעלה וכלפי מטה. כתלות ברמת הדיוק ניתן משקל גדול יותר לקלט החושי או לציפיות מוקדמות. נקודת המפתח כאן היא שניתן ללמוד דיוק על בסיס חוויות עבר המאפשרות למוח לחזות מתי הקלט התחושתי יהיה מדויק או לא מדויק.

כפי שצוין מעלה, נוראפינפרין מגדיל את ההסתברות עבור שחרור מוליך עצבי פרה-סינפטי ובכך הופך את הנוירון של שכבת L2 לרגיש יותר בפני קלטים פרה-סינפטיים בלתי-מתואמים. באופן הזה נוראפינפרין מגדיל את רמת הדיוק של שגיאת החיזוי המדווחת בצורה יעילה ודבר זה בא לידי ביטוי ברמת קשב מוגברת. מנגד לכך, גלוקוקורטיקואידים משנים את יעילות הסינפסות הנמצאות על ה-apical tuft של נוירונים פירמידליים וכתוצאה מכך נגרמים שינוים ארוכי-טווח באופן בו מעריך המוח את שגיאת החיזוי ובאופן בו היא נשקלת בהתאם לרמת הדיוק שלה. רמת גלוקוקורטיקואידים גבוהה עלולה להוביל ל-'ביטול הלמידה' של רמת הדיוק של שגיאות החיזוי, בעוד רמה נמוכה של גלוקוקורטיקואידים מסייעת בלמידת שקילת הדיוק. גלוקוקורטיקואידים בעצם מושלים באופן בו לומד המוח את רמת הדיוק של שגיאות החיזוי. תהליך למידה כזה מאפשר לנו להבחין בין מקורות מידע מהימנים לכאלו שהם בלתי מדויקים.

>> גלוקוקורטיקואידים תוחמים את הלמידה של המודל הגנרטיבי

ניתן כמו כן לבצע אופטימיזציה וללמוד את הדרך בה אנו מתרגמים ציפייה לפרדיקציה. פריור אמפירי מקודד על-ידי ציפייה והנראות (likelihood) מקודדת על-ידי פרדיקציה. נוירון ה-'פריור האמפירי' (L3) מספק את הקלט עבור נוירון ה-'נראות' (L5) אשר בתורו מגיב עם הפרדיקציה. 

גלוקוקורטיקואידים מושלים גם בציפיות המייצרות פרדיקציות, ועל-כן מאפשרים לנו ללמוד כיצד לבצע פרדיקציות אופטימליות בסיטואציה ספציפית.

>> פלסטיות מבנית ב-apical tuft

בתאים פירמידליים הגלוקוקורטיקואידים משפיעים בנוסף על האופן בו מתעצב העץ הדנדריטי. מעגלי המוח יכולים להיות ממודלים מחדש על-ידי ניסיון, ולחוויות מלחיצות ישנן השפעות רלוונטיות מבחינה פונקציונלית על מספר הסינפסות ועל פרמטרים נוספים בעיצוב העץ הדנדריטי, בין היתר באזורים הכוללים את ההיפוקמפוס, האמיגדלה וה-PFC. פלסטיות ומידול מחדש הינם תהליכים הצורכים כמות אנרגיה רבה.

הפלסטיות של נוירונים פירמידליים (הן הפונקציונלית והן המבנית) מראה תלות פעמונית בגלוקוקורטיקואידים. דחק ואי-וודאות גורמים להצטמקות של דנדריטים אפיקליים דיסטליים. באופן הזה מנוטרלים הן המודל הגנרטיבי והן המנגנונים הסינפטיים עבור ויסות רמת הדיוק או האמפליטודה. 

> הסתגלות - עדכון יעדי מטרה

>> הסתגלות

התהליך השלישי להתמודדות עם אי-וודאות הינו הסתגלות לדחק. אופן התגובה של אינדיבידואלים במהלך אפיזודות של דחק עלול להשתנות במשך מהלך החיים. כאשר האינדיבידואל חשוף לשינויים מאיימים בסביבתו החיצונית או הפנימית, הוא מציג שני דפוסי תגובה נבדלים, עבורם קיימת פרדיספוזיציה גנטית. אלו שאינם סתגלנים (non-habituators) שומרים על תגובת לחץ בעצימות גבוהה במידה של הישנות אפיזודות הדחק. בניגוד לכך, סתגלנים (habituators) מראים ירידה בעצימות של התגובות האוטונומיות והאנדוקריניות על פני הזמן. ניתן להסתכל על הסתגלות לדחק כצורה מיוחדת של למידה בה משחקים תפקיד מרכזי לא רק הגלוקוקורטיקואידים, אלא גם האנדוקנבינואידים. ההסתגלות מאפשרת לנו להבחין בצורה טובה יותר בין תנאים מהם יש להימנע לבין תנאים שניתן לסבול. הסתגלות אינה מתרחשת רק במערכת הדחק אלא גם בתהליכים ביולוגיים רבים אחרים ברמה התאית והמערכתית. עולה השאלה: האם הירידה הטיפוסית בעצימות המקושרת עם חזרתיות נגרמת על-ידי מנגנונים מעכבים או שמא על-ידי תהליכים מתוחכמים יותר (מרכזיים) כגון 'קידוד מנבא'? למעשה, ישנה עדות ניסויית התומכת בהשקפה שהסתגלות הינה בעלת כל סימני ההיכר של קידוד מנבא.

>> סתגלנים יכולים לסבול דחק

בעיות מתרחשות במידה ואין ביכולתנו לעדכן כראוי את האמונות שלנו אודות מצבים נוכחיים ומצבים ברי-השגה. כמפלט אחרון, אנו יכולים להקל את אי-הוודאות על-ידי עדכון האמונות לגבי מצבי היעד שלנו. ניתן להתייחס לאופציה זו בתור האפשרות האחרונה כיוון שהיא טומנת בחובה בחינה מחודשת של ההעדפות העיקריות או של היעדים שלנו (אשר לרוב מוחזקים ברמה גבוהה של ביטחון או דיוק).

אם סתגלנים משנים את ההעדפות הקודמות שלהם על-ידי הרחבת ההתפלגות מעל מצבי היעד (דהיינו הפחתת הדיוק שלהם), אזי תתקיים הפחתה של שונות Kullback–Leibler. בעוד מורחבת התפלגות מצבי היעד, גדלה החפיפה בין האמונות אודות מצבים ברי-השגה לבין האמונות אודות מצבי היעד. בכך מפחיתה ההסתגלות את הסיכון היחסי של אסטרטגיה אחת או יותר. עקב כך שהרחבת האמונות אודות מצבי היעד מפחיתה אי-וודאות בסיטואציות רבות, סתגלנים מציגים היקף מצומצם יותר של תגובות גלוקוקורטיקואידיות וקרדיו-ווסקולריות לעומת כאלו שאינם סתגלנים. במקביל לכך, משפרת ההסתגלות לדחק את רמות ההערכה העצמית ואת הקונספט של מסוגלות עצמית. בהקשר הזה ישנה תועלת ארוכת-טווח מוחשית נוספת: ההימלטות מעריצותו של העומס האלוסטטי. 

בקצרה ניתן לומר כי ניתן להימנע מעומס אלוסטטי על-ידי הפחתת הדיוק של העדפות קודמות, ומבחינה היוריסטית, על-ידי אימוצן של ציפיות מציאותיות יותר אודות מה שניתן להשיג.

איור מס' 5. בחירת האסטרטגיה הטובה ביותר. פאנל A. במהלך דחק, ה-ACC מנטר את השונות בין ההתפלגות מעל 'מצבים ברי-השגה' ו-'מצבי יעד' עבור אסטרטגיות מתקבלות על הדעת אשר מהוות רפרטואר. שונות כזו מכונה שונות Kullback-Leibler. ככל שהיא גדולה יותר כך אי-הוודאות אודות איזו אסטרטגיה לבחור גדולה יותר – וכך חזקה יותר הפעלת האמיגדלה. פאנל B. כל אסטרטגיה מציגה סיכון יחסי אחר. פאנל C. בהתבסס על התפלגות הסיכון, ה-ACC מעריך עבור כל אסטרטגיה (i = 1,2,…n) את ההסתברות שהיא תבטיח רווחה. בדוגמה המובאת כאן, אף אחת מהסתברויות אלו אינה גדולה, משופעלת תגובת דחק.

עומס אלוסטטי

> הפלסטיות והפגיעות של המוח

ניתן לפתור את אי-הוודאות שלנו אודות האופן בו אנו מגיבים לסיטואציות על-ידי עדכון האמונות שלנו אודות המצבים הנוכחיים, המצבים ברי-ההשגה ומצבי היעד. בעיה מרכזית עולה במידה ועדכון אמונות בייסיאני נכשל לפתור אי-וודאות, מה שמוביל לתוצאות מפתיעות או אברסיביות. עדכון מוצלח מצריך ארגון מחדש של הארכיטקטורה המוחית ושל המעגלים העצביים הכולל בתוכו פלסטיות סינפטית ומבנית. אולם, כאשר עדכונים אינם יכולים למנוע הפתעה, מושהים תהליכי למידה ברמות שונות. מצטברות הראיות שלמידה מושהה כאשר גלוקוקורטיקואידים מופרשים באופן מתמיד במהלך דחק כרוני. תחת רמת גלוקוקורטיקואידים גבוהה מצטמקים ענפים דנדריטיים בחלקים שונים של הקורטקס וההיפוקמפוס.

על כן, עדכונים בלתי הולמים של המודל הפנימי שלנו מובילים לרמות גלוקוקורטיקואידים גבוהות אשר בתורן מונעות את השימור של עדכונים בלתי הולמים מעין אלו. בדומה לכך, עדכונים בלתי הולמים יכולים להוביל להפרעות שינה או לחלומות רעים. בעוד ששינה בדרך כלל משרתת לאופטימיזציה ושימור של המודלים הגנרטיביים שלנו, שינה ירודה עלולה למנוע בסבירות גבוהה את הרביזיה של מודלים בלתי הולמים. באופן דומה לכך, שימוש בחומרים פסיכואקטיביים (למטרות טיפוליות או למטרות פנאי והנאה) אשר מהווים הפרעה עבור המנגנונים המוחיים המאפשרים שליטה באי-ודאות, יכול להוביל למצב של רווחה זמנית על-ידי הקלת הרשת האלוסטטית, אך מושהה עדכון בייסיאני מוצלח של המודל הפנימי אצל המשתמש.

כפי שצוין מעלה, רמת גלוקוקורטיקואידים גבוהה יוצאת 'פאזת שינוי' אשר מאפשרת רביזיה של מודל העולם הנוכחי (כולל אסטרטגיות). אם אין בנמצא כל עדכון הולם, ה-ACC ממשיך לדווח על רמה אי-ודאות (או אנטרופיה) גבוהה בנוגע לאיזו אסטרטגיה לבחור. במאמר זה מציעים הכותבים שקומפלקס ה-ACC-אמיגדלה בנסיבות כאלו תומך במצב של דריכות-על ופעילות-יתר של הרשת האלוסטטית. ההפעלה העיקשת של הרשת האלוסטטית מביאה לנזקים אשר מובילים לפתולוגיה מוחית ומערכתית. זהו עומס יתר אלוסטטי.

המוח הבריא הינו בעל יכולת התאוששות כאשר הוא ניצב בפני גורמי דחק, ומנגנונים אפיגנטיים תאיים ומולקולריים מפיקים שינויים תמידיים בביטוי גנים. על כן, לא ניתן 'להשיב את המחוגים לאחור' בתום הדחק, ולכן עלינו לדבר על 'התאוששות' ו-'החלמה' מאשר על 'היפוך', גם אם השינויים במבנה ובתפקוד העצבי עלולים להראות 'הפיכים'. דחק חריף וכרוני גורם להפרעות בקוגניציה, בקבלת החלטות, מצב הרוח ומפלס החרדה ובכך משפיע על הפיזיולוגיה המערכתית באמצעות מתווכים נוירואנדוקריניים, אוטונומיים, אימוניים ומטבוליים ומעלה באופן ניכר את הסיכוי להפרעות רב-מורבידיות. בטווח הקצר, דריכות מוגברת או חרדה בסביבה עוינת יכולות להיות אדפטיביות. אולם, כאשר הסכנה חולפת והמצב ההתנהגותי והשינויים במעגלים העצביים הופכים לכרוניים, אזי ישנו צורך בהתערבות חיצונית (זה המקרה בהפרעות חרדה ודיכאון כרוניות).

פלסטיות אלוסטטית מבנית ופונקציונלית ניכרת במיוחד בהיפוקמפוס, מבנה מפתח עבור זיכרון אפיזודי ומרחבי ועבור ויסות מצב רוח. ההיפוקמפוס היה המבנה הראשון מחוץ להיפותלמוס שנמצא ככזה המכיל קולטני דחק ומין.

הן האמיגדלה, אשר מעורבת בפחד, חרדה ואגרסיה והן קליפת המוח הפרה-פרונטלית, בעלת חשיבות עבור זיכרון עבודה ותפקוד ניהולי, מראים פלסטיות אלוסטטית פונקציונלית ומבנית. באמיגדלה, גלים חופפים של רמות גלוקוקורטיקואידים ונוראפינפרין גבוהות במידה מוגזמת גורמים לחלון מוארך של רגישות (excitability). נראה כי חלון כה ממושך של רגישות תורם להתפתחותם של מצבים פתולוגיים (כגון הפרעת דחק פוסט-טראומטית).

> אלו אשר אינם סתגלנים חשופים באופן מלא לדחק טוקסי

עקב אי-ודאות ממושכת, המוח דורש באופן קבוע תוספת אנרגיה. משבר אנרגטי אשר יכול להיווצר כתוצאה מדרישת אנרגיה מוגברת זו בתוספת לחסך הסתגלותי, מוביל לעומס יתר אלוסטטי אשר תורם להיווצרות פתולוגיה מוחית ומערכתית. למשבר אנרגטי זה שתי השלכות: הראשונה היא פעילות יתר של ציר ה-SNS/HPA והשניה היא שינויים מטבוליים והתנהגויות מזיקות הקשורות בדחק (עישון טבק, צריכת אלכוהול, חסך בשינה). פעילות יתר של ציר ה-SNS/HPA מגבירה את הסיכון לזרימת דם עורקית טורבולנטית אשר מובילה לטרשת עורקים ובכך גורמת לפתולוגיה מוחית ומערכתית. שינויים מטבוליים והתנהגויות המזיקות לבריאות מובילים לאי-ספיקה מטבולית מיטוכונדריאלית אשר גורמת להיווצרות של צורונים כימיים ריאקטיביים (ROS) ותהליכים דלקתיים אשר מחמירים פתולוגיות מוחיות ומערכתיות. פתולוגיות אלו כוללות ליקוי בזיכרון, דיכאון, התקף לב, שבץ, צבירת שומן ויסצרלי, סוכרת סוג 2, אובדן רקמת שריר, אוסטאופורוזיס, הפרעות בגדילה וברבייה. 

מחד, משבר אנרגטי מתמשך במוח פוגע במערכת הוסקולרית. על מנת לעמוד בדרישה האנרגטית הגבוהה והמתמשכת, שולח המוח (באמצעות האמיגדלה) מסר סימפתטי ללב ובכך מאיץ את הדופק ומגדיל את תפוקת הלב על מנת להפיק את תוספת האנרגיה הנחוצה לו. האצת הדופק מגבירה את מהירות הזרימה במערכת העורקית, דבר שמגביר את הסיכוי להיווצרות של זרימה טורבולנטית בעורקים – במיוחד בנקודות הפיצול של כלי הדם. מצב זה מעלה את הסיכוי להתפתחות של טרשת עורקים, אשר בתורה מגדילה את הסיכון לשבץ והתקף לב, מצבים המקושרים לתמותה גבוהה. מחקר שבוצע בשנת 2017 הראה שרמת פעילות האמיגדלה במנוחה יכולה לחזות באופן עצמאי אירועים לבביים.

מאידך, משבר אנרגטי מתמשך במוח עלול לפגוע במיטוכונדריה, ובאופן זה מצטברים תוצרים טוקסיים אשר יכולים לגרום לתגובה דלקתית מערכתית והזדקנות תאית מואצת. 

> השוואת התמותה בין סתגלנים לאלו אשר אינם סתגלנים

מחקרים מבוקרים אקראיים הראו כי דחק פסיכולוגי-חברתי גורם לתמותה קרדיווסקולרית, וכי הפחתת העומס האלוסטטי באמצעות תוכניות להקלה במצבי דחק מפחיתה את תגובת הקורטיזול ואת התמותה הקרדיווסקולרית. התכונה המיוחדת של תוכניות אלה להפגת מתחים היא שהמשתתפים יכולים ללמוד, בין השאר, לעדכן את המודלים המיושנים שלהם על העולם באופן קוגניטיבי, בעוד שהמוח הבייסאני לעיתים קרובות מעדכן את אמונותיו ברמה תת-אישית. ישנם גם מחקרים תצפיתיים התומכים ברעיון שאנשים המגיבים בעוצמה לאתגרי דחק מראים סיכון גבוה לטרשת עורקים ותמותה קרדיווסקולרית. לעומת זאת, אנשים המגיבים בצורה חלשה לאתגרי דחק מראים תמותה נמוכה יותר ממחלות לב וכלי הדם, גם אם הם נשארים בסביבה בלתי-מסכנת. באופן זה, יכולים סתגלנים להקל על העומס האלוסטטי שלהם כאשר הם נחשפים שוב ושוב לאותו גורם דחק. כתוצאה מהקלה בעומס האלוסטטי, סתגלנים יכולים לסבול סביבה עוינת והם מוגנים מפני אירועים מוחיים וקרדיווסקולריים. 

לסיכום, סתגלנים יכולים לעדכן את 'מצבי היעד' שלהם; כתוצאה מכך הם מראים תגובות מוחלשות כאשר הם מאותגרים על-ידי דחק שוב ושוב, ובדרך זו – למרות שהם ממשיכים לחיות בסביבה עוינת – הם מראים תוחלת חיים אשר כמעט ואינה נפגמת. לעומת זאת, אנשים שאינם סתגלנים מראים תוחלת חיים מקוצרת באופן דרסטי; הם האנשים שהכי ירוויחו מתוכניות להפגת מתחים הכוללות ארגון קוגניטיבי, פיתוח מיומנויות חברתיות ומיינדפולנס.

עדכון 'הגדרת הדחק'

כפי שהוצע במאמר הנוכחי, דחק מתרחש אם אנו מופתעים מהתחושות שלנו ואנחנו לא בטוחים מה לעשות כדי לשמור על רווחתנו הגופנית, הנפשית או החברתית. הפתעות יכולות להיות רבות ויכולות לערב את סביבת הגוף הפנימית שלנו (חוסר אנרגיה, חוסר חמצן, אובדן דם, זיהום, רעלים, טראומה, אוטם שריר הלב וכו') או את הסביבה החיצונית שלנו (קונפליקטים חברתיים, עומס יתר / תת-עומס, סביבת מגורים כאוטית, התנכלויות, אפליה, תבוסה חברתית וכו'). הפעלת ה-SNS או ציר ה-HPA הינה טיפוסית בכל המצבים הללו, אך אינה נחשבת כאן לקריטריון משביע רצון עבור 'דחק'.

שתי דוגמאות ממחישות את העיקרון אשר על-פיו אנו מגיבים לשינויים בסביבה הפנימית והחיצונית: צום וסכסוך זוגי. צום – מצב מטבולי שהושג לאחר עיכול וספיגה מוחלטת של הארוחה – מביא להפעלת ציר ה-SNS וה-HPA. הפעלה כזו של צירי ה-SNS וה-HPA משמשת לאספקה נאותה של אנרגיה למוח (גלוקוזה, קטונים או לקטט). מכיוון שרמות האנרגיה במוח מווסתות היטב, עליות כאלה בפעילות ציר ה-SNS וה-HPA הינן נפוצות בחיי היומיום. המוח האנוכי דואג לצרכיו האנרגטיים. לאחר מספר שעות של צום, אנו חשים רעב ומקבלים אותות המגיעים מתוך הגוף ונגרמים על ידי ה-SNS כגון עצבנות, חולשה, רעד, טכיקרדיה, סחרחורת והזעה. המוח הבייסיאני (האנוכי) משתמש בהסקה פרצפטואלית על-מנת להסיק מהו הגורם (חוסר אנרגיה תרמודינמית) שהביא לתוצאה זו (האותות הפנימיים מהגוף). לאחר מכן הוא משתמש בהסקה אקטיבית (התנהגות של חיפוש אחר מזון) כדי למזער אנרגיה חופשית משתנה; כלומר, כדי לבטל את שגיאות החיזוי (רעב, תסמינים אוטונומיים). אם אנו בטוחים שמזון יהיה זמין בקרוב, הפעולה המתאימה נבחרת ומתרחש מצב של 'אין-לחץ'. עם זאת, אם איננו בטוחים בכך שאנו עשויים כלל להשיג אוכל, דחק מתרחש. במקרה כזה, אי-הוודאות (האנטרופיה) שבפיקוח ה-ACC מגרה את האמיגדלה ובכך מגדילה את פעילות ה-LC, SNS וציר ה-HPA; בדרך זו, הדחק מאפשר את החיפוש אחר אסטרטגיה חדשה.

בסכסוך זוגי, תחושות חיצוניות מפתיעות עשויות לעורר באופן מיידי מצב של חוסר וודאות, בו אדם אינו יודע כיצד לפתור את המצב. גם זה 'דחק'. אי הוודאות בפיקוח ה-ACC מגרה את האמיגדלה, וכתוצאה מכך את ה-LC, SNS וציר ה-HPA; גם במקרה זה דחק מאפשר שינוי באסטרטגיה. המוח הבייסיאני האנוכי דואג לצרכיו האנרגטיים התרמודינמיים הנוספים (הקצאת גלוקוז מוגברת למוח) על מנת למזער אנרגיה חופשית משתנה (שגיאות חיזוי) על ידי חיפוש אחר אסטרטגיה חדשה.

לאור האמור לעיל, כותבי המאמר מגדירים 'דחק' כמצב אינדיבידואלי של אי-וודאות לגבי מה שצריך לעשות כדי לשמור על רווחה פיזית, נפשית או חברתית.

מסקנות

במאמר זה הוצג תיאור תיאורטי-אינפורמטיבי של דחק ועומס אלוסטטי המבוסס על ההתפתחויות האחרונות בתחום הנוירוביולוגיה התיאורטית. בפרט, בוסס הקשר בין המוח הבייסיאני למוח האנוכי מבחינת צמצום האנרגיה החופשית המשתנה והמטבולית בהתאמה. כאשר מנתחים את השיקולים התיאורטיים הם מספקים הסבר ברמה מצוינת; במיוחד ביחס לתפקידו של נוראפינפרין בעמידה על טיבה של הסקה פרצפטואלית (והפעולה) דרך השפעותיה על ויסות האמפליטודה הפרה-סינפטית – וההשפעות המרומזות על היכולת של עדות חושית לסקור מחדש ולשנות את האמונות אודות סיבות סמויות בעולם או בגוף. לאחר ביסוס הקשר ההדוק בין תפקידי הפעילות הסינפטית ויעילותם (כלומר, דיוק) באופטימיזציה של הסקה פרצפטואלית במצבי אי-וודאות, נבחן תפקידם של גלוקוקורטיקואידים בתהליך הלמידה. מהניתוח המוצג במאמר זה עולה כי קיימת רמה אופטימלית של גלוקוקורטיקואידים המאפשרת מיצוק של פלסטיות תלוית-פעילות (כאשר עקומת התלות-בגלוקוקורורטיקואידים הפעמונית מגיעה לשיאה) המתווכת למידה תלוית-חוויה – כאשר, ורק כאשר, המודלים הגנרטיביים שלנו מספיקים על-מנת לפתור חוסר-וודאות, דחק ורמות מוגברות של גלוקוקורטיקואידים.

לבסוף נשקלו תהליכים ארוכי טווח אשר יכולים למזער דחק ואנרגיה חופשית משתנה על ידי התבוננות בסיבה הסופית; כלומר, הפער בין מצבים שאנו יכולים להשיג על ידי פעולה על העולם לבין המצבים שאנו מצפים לאכלס מבעוד מועד. תצפית המפתח של הכותבים היא שניתן לתקן חשיפה לדחק כרוני ואת העומס האלוסטטי הכרוך בה על-ידי סקירה מחדש ושינוי אמונותינו הקודמות ברמה הגבוהה ביותר; כלומר, ציפיות קודמות לגבי המצבים אליהם אנו שואפים.

מידול מחדש, הן פונקציונאלי והן מבני, של הארכיטקטורה העצבית, מאפשר לעיתים קרובות להימנע או לשלוט במצבים של אי וודאות, חרדה ודריכות-יתר. 'דחק טוב' מציין אפיזודה של חוסר וודאות בו ההשפעות המועילות של תגובות הדחק תומכות בלמידה ועדכון בייסיאני מוצלחים של המודל הפנימי של העולם. כתוצאה מכך נפתרת אי-הוודאות. 'דחק נסבל' מאפיין מצב בו הסתגלות מובילה להפחתה חלקית בחוסר הוודאות; הפחתה זו מושגת על ידי כונון (adjustment) היעדים העיקריים. במקרה כזה, ניתן להישמר מפני ההשפעות המזיקות של תגובות דחק מתמשכות. יש לציין כי אנשים לא תמיד יכולים לפתור אי וודאות על ידי בניה מחדש של מודל העולם הפנימי שלהם. הסביבה העוינת עשויה גם להגביל פתרון כזה, לדוגמא, כאשר אנשים חיים בעוני, באזורים נגועי מלחמה, מובטלים לזמן ארוך או נפגעי אפליה. אם פתירתה של אי-הוודאות מושגת מאוחר מדי או שאיננה אפשרית כלל, ההשפעות השליליות של המאמצים חסרי התוחלת וצריכת האנרגיה במוח לצורך הפתרון באות לידי ביטוי, ומשבר האנרגיה המוחית המתמשך מביא לעומס אלוסטטי התורם לפתולוגיה מערכתית ומוחית. 'דחק טוקסי' מתייחס למצב כרוני שכזה, בו ההשפעות המזיקות של תגובות הדחק גוברות ולא ניתן לפתור את אי-הוודאות על ידי עדכון בייסיאני מוצלח או להפחיתה על ידי הסתגלות. אם, במצב כזה, המוח 'נתקע' ולא מתאושש – אזי נדרשת התערבות חיצונית.

התועלת הפוטנציאלית של ניסוח דחק ועומס אלוסטטי במונחים של מוח בייסיאני אנוכי היא האפשרות להשתמש בעקרונות שמציעה הנוירוביולוגיה התיאורטית כדי לארגן תוצאות אמפיריות קיימות ועתידיות. יתר על כן, קשרי הגומלין בין תפקודי המוח והפיזיולוגיה המוחית נחשפים במלואם, במובן בו הכל נראה משחק של הפחתת אי-וודאות, אנרגיה חופשית משתנה, הפתעה, או, פשוט יותר, דחק. עקרונות רעיוניים מסוג זה עשויים להיות מועילים, לא רק מנקודת מבט מדעית, אלא כתשתית ארגונית לטיפול התנהגותי קוגניטיבי בהפרעות דחק.

שיתוף ב facebook
שיתוף ב print
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב email